Тумаков С.А.

Иркутский государственный технический университет

Кафедра обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии

Модернизация технологии каталитического риформинга

Процесс каталитического риформинга играет одну из ведущих ролей в отечественной нефтепереработке. Суммарная мощность установок риформинга составляет около 11% по отношению к первичной переработке нефти.

Поэтому актуальным является вопрос увеличения выхода целевого продукта процесса - высокооктанового бензина, путем дифференцированного подхода к компонентам реакционной смеси.

На сегодняшний день возможности повышения эффективности каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора в традиционном технологическом исполнении практически исчерпаны. Дальнейшее повышение температуры и снижение давления ведёт к интенсивному отравлению катализатора и снижению его активности. Применение усовершенствованных катализаторов и оптимизация технологического режима не приводят к значительному улучшению показателей процесса, т.к. он достиг термодинамически возможного предела. Рассмотрение процессов, протекающих на каждой стадии риформинга показывает, что в первом и втором реакторах в наибольшей степени протекают дегидрирования нафтенов и изомеризации парафинов, доля реакций дегидроциклизации и гидрокрекинга невысока вследствие малого времени контакта сырья с катализатором и значительного падения температуры по слою катализатора. По приведенным показателям последний реактор значительно отличается от головных. Здесь находится более половины всего катализатора процесса, следовательно, время контакта - наибольшее; темпераt тура потока по слою катализатора, хотя и незначительно, но возрастает. Все это способствует возрастанию доли реакций дегидроциклизации и гидрокрекинга.

Известно, что в сырье риформинга нежелательно присутствие углеводородов выкипающих при температуре до 85°С. Это связано с тем, что данные углеводороды в условиях процесса не подвергаются ароматизации или преобразуются в нежелательный бензол, приводят к разбавлению сырья, по сути, они являются нежелательными компонентами. Это ведет к снижению выхода ароматических углеводородов. Кроме того, легкие углеводороды при рифор-минге в значительной степени подвергаются гидрокрекингу с образованием газа. Это приводит к снижению выхода риформата, непроизводительному расходу водорода и в результате снижает общую эффективность производства. Поэтому, фракции выкипающие до 85°С из сырья риформинга обычно удаляют.

Проведенные исследования показывают, что в процессе риформинга в реакционной смеси происходит накопление значительного количества легкэ-кипящих углеводородов. Для установок риформинга с тремя реакторами количество фракции НК - 85°С в реакционной смеси после второго реактора достигает 30% масс. Количество катализатора приходящегося на последний реактор риформинга, как правило, превышает 50% от общей загрузки. Из чего следует, что только часть процесса протекает в благоприятных, с точки зрения фракционного состава сырья, условиях. Время контакта сырья с катализатором в последнем реакторе значительно превышает аналогичный показатель для головных реакторов. Результатом этого является увеличение доли процесса гидрокрекинга. Легкие углеводороды, образовавшиеся в первых реакторах, подвергаются только гидрокрекингу, что ведет к снижению выхода бензина и водорода.

Участие в реакциях гидрокрекинга парафинов с числом углеродных атомов 7 и более желательно, т.к. позволяет существенно повысить октановое число продукта. С другой стороны, гидрокрекинг углеводородов с количеством атомов углерода менее семи приводит к образованию исключительно газов и влечет снижение выхода бензина и водорода.

Уже разработана модернизированная технология процесса каталитического риформинга с межступенчатым фракционированием реакционной смеси, суть которой заключается в выделении парафиновых углеводородов С5-С6, образовавшихся в ходе процесса, которые при дальнейшей переработке не образуют целевых ароматических углеводородов. Этот подход позволяет предохранить их от гидрокрекинга, тем самым повышается выход бензина риформинга.

Также установлено, что для риформата жесткого режима и его фракций 85°С-КК, 95°С-КК и 105°С-КК, при дальнейшем риформировании увеличение содержания аренов в продуктах происходит лишь за счет их концентрации вследствие крекинга парафиновых углеводородов. Прироста ароматических углеводородов за счет дегидроциклизациипарафинов С7-С10 не происходит.

Доказано, что основным источником бензола в последнем реакторе риформинга является реакция деалкилирования ароматических С7-С10. Подобраны оптимальные условия процесса риформирования на последней ступени: сырье - фракция 85°С - КК, температура 515°С, при этом выход катализата возростает на 8,4 % масс, по сравнению с риформатом, полученным по традиционной технологии, без потери октанового числа. Предложен способ снижения содержания бензола в продуктах каталитического риформинга, заключающийся в гидрировании бензола в составе бен-золсодержащих головных фракций реакционной смеси, выделенных перед последним реактором риформинга.

Список литературы:

1. Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья.- М: Химия, 1975.- 302с.

2. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. -М.: Химия, 1973.-416с.

3. Бурсиан Н.Р., Валнухина Н.К. и др. // ХТТМ. -1964. -№6. -с.5.

4. Норман Л. Гилсдорф. // Нефтепереработка и нефтехимия. -1994. -№7. -с.З.