Тема: Модернизация установки производства водорода с усовершенствованием печи риформинга.

Во многих странах мира нефтеперерабатывающая промышленность стоит перед решением проблем, связанных с введением более строгих спецификаций на моторные топлива и с изменением спроса на них. Особенно быстро в разных странах меняются спецификации на бензин и дизельное топливо, вынуждая работников нефтеперерабатывающего завода инвестировать средства в строительство новых или в реконструкцию действующих установок.

Назначение установки — производство водорода, потребность в котором возрастает из года в год в связи с постоянным углублением процессов переработки нефти, повышением требований к качеству получаемых топлив и смазочных материалов, а также в связи с необходимостью обессеривания энергетического топлива. В качестве сырья для получения водорода методом паровой каталитической конверсии легких углеводородов могут быть использованы природные и заводские (сухие и жирные) газы, а также прямогонные бензины. Этот наиболее распространенный метод производства водорода включает три стадии: подготовку сырья к конверсии, собственно конверсию и удаление из продуктов оксидов углерода. Присутствие в сырье непредельных углеводородов вызывает образование углеродистых отложений на катализаторе паровой конверсии углеводородов.

Актуальность. В настоящее время остро стоит проблема получения водорода высокой чистоты. Магистерская диссертация нацелена на решение одной из таких проблем.

Задачами является. увеличение теплотехнических характеристик печи, повышение эффективности теплопередачи от дымовых газов к углеводородной среде как в радиантном, так и в конвективном змеевиках и, следовательно, снижение коксообразования в змеевиках, повышение надежности эксплуатации печи. А так же предлагаем вести метод получения водорода способом паровой каталитической конверсии водородсодержащего газа с введением дисперсного порошка в катализатор реакционных труб печи риформинга.

Анализируя процесс получения водорода рассмотрели следующие параметры:

· Необходимость работы при высокой температуре усугубляется высоким давлением, которое повышает теплоперенос, и нарушает равновесие реакции. В то же время, чем выше давление в трубах, тем больше механическое напряжение в них, а это может критически повлиять на предельные рабочие температуры материала труб.

· Трубы установки риформинга нельзя обработать под давлением как обычные стальные трубы, использующиеся в химической промышленности, так как жаропрочные сплавы, необходимые при работе в жестких условиях, недостаточно пластичны для обработки по такой методике. Вместо этого они изготовлены методом центробежного литья, при котором определенное количество расплавленной примеси наносится на вращающуюся форму на большой скорости

· Продолжительность службы труб также во многом зависит от структуры и химического состава катализатора процесса риформинга. Если реакция риформинга не будет идти с ожидаемой скоростью на некотором участке трубы, то есть не будет вовремя расходоваться подводимое тепло, то возникнет локальный перегрев.

· Даже самый лучший катализатор процесса риформинга не будет работать, если он загрязнен каталитическими «ядами», особенно серой.

· Одна из важных задач при разработке и эксплуатации печей для риформинга – это добиться равномерных температурных условий для всех труб. Данное требование актуально также и для пламени на всех горелках, не только при нормальных рабочих условиях, но также и при всех экстренных условиях, в которых может работать печь. Если поток топочного газа будет неправильно отрегулирован, то может снизиться эффективность процесса риформинга и даже разрушение труб печи.

Учитывая все отрицательные и положительные стороны печи предлагается решить некоторые проблемы для увеличения выхода чистого водорода до 99,9%, а именно трубы печи риформинга на основе титана, циркония и ниобия.

Трубы, которые мы предлагаем из титана ГОСТ 27265-87 , циркония ГОСТ 12365-84 и ниобия ГОСТ 16099-70, что позволяет увеличить теплотехнические характеристики печи до 1040 градусов, повышается эффективность теплопередачи от дымовых газов к углеводородной среде в радиантном змеевика, повышается надежность эксплуатации печи и уменьшается окисление, которое снижает их эффективность.

Наиболее важным фактором является снижение коксообразование. Коксообразование – это образовакие «ядов» на катализааторе (сера, кислород, азот). В свою очередь наши трубы выполненые из титана, ниобия и циркония резрешают вести процесс при высокой температуре, высоком давлении а также в присутствии большого количества водяного пара, для того чтобы уменьшить коксообразование и получить насыщенные продукты реакции.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арутюнов B.C., Крылов О.В. // Окислительные превращения метана. Москва, Наука, 1998.

2. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Ю.И. Дытнерский -М. : Химия - 1983. – С.272