Назначение установки ЛГ 35/11-300 и ее краткая характеристика

Установка ЛГ-35−11/300 предназначена для переработки сырья прямогонных бензиновых фракций (выкипающих в пределах 70−180^оС) с целью получения высокооктанового бензина.

Проект разработан институтом «Ленгипрогаз», г. Ленинград и проектным бюро «СКЛ» г. Магдебург, ГДР.

Технологическое оборудование поставлялось из ГДР.

Проектная производительность установки каталитического риформинга ЛГ-З5−11/300 с предварительной гидроочисткой сырья 300 тыс. тонн в год (по загрузке сырья).

Число рабочих дней на цикле реакции — З11, на регенерации — 9.

Капитальный ремонт — 30 суток.

Текущий ремонт — 15 суток.

Теоретические основы процесса. Влияние параметров на технологический режим

технологический риформинг каталитический Процесс каталитического риформинга Каталитический риформинг — сложный химический процесс, включающий разнообразные превращения углеводородов.

В результате реакций, протекающих на катализаторах риформинга, происходят глубокие изменения углеводородного сырья.

Реакции каталитического риформинга Основой процесса служит три типа реакций. Наиболее важны перечисленные ниже реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов.

· Дегидрирование шестичленных нафтенов.

· Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов.

· Ароматизация (дегидроциклизация) парафинов.

Изомеризация углеводородов — другой тип реакций, характерных для каталитического риформинга. Наряду с изомеризацией пятичленных и шестичленных нафтенов, изомеризации подвергаются как парафины, так и ароматические углеводороды:

Существенную роль в процессе играют также реакции гидрокрекинга. Гидрокрекинг парафинов, содержащихся, в бензиновых фракциях, сопровождается газообразованием, С₈Н₁₈ + Н₂® С₅Н₁₂ + С₃Н₈

что ухудшает селективность процесса. С другой стороны, аналогичная реакция гидродеалкидированияалкилбензолов позволяет увеличить выход низкомолекулярных гомологов бензола, которые представляют наибольший практический интерес:

С₆Н₅С₃Н₇ + Н₂® С₆Н₆ + С₃Н₈

Протекают также реакции, приводящие к раскрытию циклопентанового кольца и к превращению пятичленных нафтенов в парафины.

Основные технологические параметры процесса риформинга — температура на входе в реакторы, давление, объемная скорость подачи сырья и кратность циркуляции водородсодержащего газа.

Температура

Температура на входе в реакторы является основным регулируемым параметром процесса. Эта температура должна поддерживаться на минимально возможном уровне, обеспечивающем получение катализата заданного качества (с заданным октановым числом).

Постепенным повышением входных температур компенсируется естественное снижение активности катализатора в реакционном цикле и длительность последнего определяется скоростью повышения температуры.

Температуру на входе в реакторы за один раз не следует повышать более, чем на 2 ^оС. При изменении загрузки установки по сырью, входные температуры должны корректироваться: уменьшаться при снижении загрузки и увеличиваться при ее повышении.

При повышении температуры на входе в реакторы увеличивается жесткость процесса и ускоряются все основные реакции. Повышение температуры ускоряет образование кокса на катализаторе, снижает выход катализата и концентрацию водорода в циркуляционном газе риформинга. Температура на входе в реакторы при проведении любых операций на блоке риформинга никогда не должна превышать 530 ^оС.

Перепад температуры

Перепад температуры в реакторах риформинга определяется главным образом тепловым эффектом процесса.

Реакции дегидрирования нафтенов и дегидроциклизации парафинов сопровождаются поглощением тепла, реакции гидрокрекинга протекают с выделением тепла. Общий тепловой эффект зависит от соотношения этих реакций на той или иной ступени риформинга.

Как дегидроциклизация парафинов, так и дегидрирование нафтенов отличаются более высокойэндотермичностью, что проявляется в промышленном процессе риформинга более высоким перепадом температур в первых двух реакторах. В последнем реакторе происходят реакции дегидроциклизации и гидрокрекинга и суммарный тепловой эффект может быть слабо эндотермическим или даже экзотермическим.

По мере отработки катализатора, накопления кокса на нем, понижения концентрации водорода в циркулирующем газе перепад температуры в отдельных реакторах и суммарный перепад температур понижается.

Понижение перепада температуры в реакторах при работе на хлорированных катализаторах в некоторых случаях свидетельствует о чрезмерном содержании хлора на катализаторе.

Абсолютная величина температурного перепада в реакторах зависит от химического состава сырья и селективности процесса, чем выше содержание нафтеновых углеводородов, тем выше, при прочих равных условиях, величина температурного перепада; при снижении селективности процесса вследствие развития реакций гидрокрекинга происходит снижение температурного перепада.

Распределение температур на входе в реакторы

Распределение температур на входе в реакторы мало влияет на селективность процесса риформинга. При выборе температурного режима следует принимать во внимание тепловую нагрузку секций печей, состояние катализатора в реакторах и т. п. При нисходящем распределение температур (например: 500^оС, 495^оС, 490^оС) более равномерно отрабатывается (закоксовывается) катализатор.

Разность между входными температурами в соседних ступенях не рекомендуется увеличивать более чем на 10^оС.

Чувствительность к изменению температуры повышается от 1 ступени к III и зависит от состава сырья и распределения катализатора.

А случае необходимости изменения расхода сырья при неизменном октановом числе требуется корректировка температуры на входе реакторов.

За исключением особых случаев, предпочтительнее работать при одинаковой температуре на входе реакторов (горизонтальный профиль). Экзотермичность в последнем реакторе может быть снижена или даже сведена к нулю при восходящем профиле температур, когда температура на входе первого реактора на 10^оС ниже температуры в последнем реакторе. В таком случае экзотермичность не должна наблюдаться.

Увеличение расхода сырья приводит к увеличению входной температуры реакторов.

Скорость подачи сырья (объемная скорость)

Скорость подачи сырья (объемная скорость) измеряет количество сырья, которое пропускается через данное количество катализатора за единицу времени (V ч^-1).

Скорость подачи сырья имеет большое значение на качество продукта. С увеличением объемной скорости снижается время пребывания сырья в реакторе и уменьшается количество реакций. Как правило, это компенсируется подъемом температур на входе в реактор.

При очень низких объемных скоростях возрастает роль реакций гидрокрекинга, что приводит к снижению выхода катализата и снижению активности катализатора.

Рекомендуемые значения объемной скорости на катализаторе RG 682 1.2 — 1,63 час^-1.

Давление в реакторе

В ходе эксплуатации давление может варьироваться в незначительных пределах, однако и сравнительно небольшое изменение давления оказывает определенное влияние на процесс. Повышение давления снижает коксообразование, но одновременно усиливает гидрокрекинг и подавляет образование ароматических углеводородов.

При снижении давления в реакторе будет увеличиваться выход катализата, снижаются температуры, необходимые для получения заданного качества, но в свою очередь усиливает закоксовывание катализатора.

Снижение давления возможно при работе установки на катализаторе RG-682 1.2 до 15 кгс/см², однако при этом кратность циркуляции водородсодержащего газа должна быть сохранено на уровне не менее 1200 нм³/м³.

Повышение давления снижает коксообразование, но усиливает реакции гидрокрекинга, которые приводят к снижению выхода катализата.

Кратность циркуляции водородсодержащего газа

Соотношение водород / сырье определяется как частное от деления количества нормальных кубических метров водорода, поступающего в тройник смешения, к объему сырья за единицу времени.

Рециркуляция водорода в процессе риформинга необходима для поддержания стабильности катализатора. В процессе рециркуляции продукты реакции смываются водородом с поверхности катализатора.

Кроме того, повышение рециркуляции водорода будет способствовать большей подачи тепла для эндотермических реакций, что приведет в конечном итоге к увеличению стабильности катализатора. Кратность циркуляции определяет парциальное давление водорода.

Минимальная кратность циркуляции, заданная в типовом проекте установки и зафиксированная в технологической карте, должна выдерживаться при любых изменениях режима блока риформинга.

Рекомендуемое значение 1500 нм³/м³.