Тумаков С.А.

Иркутский государственный технический университет

Кафедра обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии

Математическое моделирование процесса каталитического риформинга.

Каталитический риформинг бензинов является одним из важнейших процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, занимающий ведущее место в производстве высокооктанового компонента автомобильного бензина, ароматических углеводородов и водородсодержащего газа, который широко используется в гидрогенизационных процессах облагораживания прямогонных бензинов, а также в процессах деструктивной гидрогенизации (гидрокрекинга) нефтяного сырья [1].

На 1.01.2003г. мировые мощности каталитического риформинга составили 510,3 млн. т/год. Рост мощностей отмечен в КНР, странах Азиато-тихоокеанского региона и Ближнего Востока [2].

Основным фактором, влияющим на развитие процессов каталитического риформинга, остаются все более ужесточающиеся стандарты на экологические характеристики моторных топлив, поэтапно вводимые в странах Европы, Америки и Азии. В развивающихся странах установки риформинга остаются основным источником высокооктановых продуктов, способствуя постепенному отказу от этилированного бензина. В странах с более развитым рынком (Северная Америка, Европа) установки каталитического риформинга играют важную роль в удовлетворении потребности НПЗ в водороде, а также обеспечении новых требований к техническим характеристикам бензинов, а именно к содержанию бензола и упругости насыщенных паров по Рейду.

Повышение уровня эксплуатации этого процесса влечет за собой снижение себестоимости продукции, выпускаемой на промышленных установках.

Используемые в нефтепереработке катализаторы, изготовленные на основе драгоценных металлов, имеют, как правило, высокую цену и их стоимость в большинстве случаев сопоставима со стоимостью технологического оборудования установок, на которых они применяются.

В зависимости от характера технологического процесса — среднестатистической температуры, давления, характера регенерации: непрерывной, полунепрерывной, периодической и т.д. катализаторы имеют различный срок службы. Практика показывает, что оптимальная эксплуатация катализатора позволяет использовать его с более высокой эффективностью, удлиняя межрегенерационный пробег, увеличивая «жесткость» ведения процесса и т.п.

В связи с тем, что процесс каталитического риформинга остается экономически наиболее выгодным для получения высокооктановых моторных топлив, постоянно ведется поиск более эффективных вариантов его технологического оформления и способов интенсификации уже действующих производственных установок.

Решение этих задач осуществляется за счет разработки и внедрения новых катализаторов и совершенствования реакторных и теплообменных аппаратов, а также реконструкции существующих схем. При этом остается проблема дезактивации катализаторов, которая не может быть решена только подбором катализаторов, а, в основном за счет увеличения стабильности их работы при эксплуатации.

Очевидно, что максимальная эффективность промышленного процесса риформинга может быть достигнута при одновременном (синхронном) использовании, загрузки катализатора нового поколения, совместно с совершенствованием конструкции реактора, и всей технологической схемы. Решение этой многофакторной производственной задачи может быть выполнено только с применением метода математического моделирования, интенсивное внедрение которого началось в 80-е годы XX века.

С использованием метода математического моделирования может быть разработана методика и проведена оценка принципиального повышения эффективности каталитического риформинга бензинов регулированием кинетической и гидродинамической составляющей его математического описания с учетом многокомпонентности сырья и нестационарности процесса.

Рядом работ доказано, что применение нестационарной кинетической модели позволяет в динамике следить за изменением активности Р1-контакта, которое зависит от режимов эксплуатации и регенерации катализаторов нового поколения, а ее расчет обеспечивает проведение процесса при оптимальной активности. Это снижает коксообразование на 2—4 %.

Усовершенствованная заводская система регулирования технологических параметров путем внедрения разработанного технологического моделирующего комплекса позволяет оперативно производить прогнозирование процесса риформинга бензинов.

Список литературы:

1. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. — М: Химия, 1979.-206 с.

2. Oil&Gas J-2001-v.99-№52-p.78