Каталитикалық риформинг

 

Мазмұны

 

Кіріспе

1.Әдеби шолу          

1.1  Риформинг реакцияларындағы қосфункциялы катализ

1.2 Риформинг катализаторларының кокспен активсізденуі

1.3. Каталитикалық риформинг процесінің параметрлері

1.4 Риформинг катализаторлары

IІ. Технологиялық бөлім

2.1Каталитикалық риформинг қондырғысын  пайдалану

ІІІ Есептеу бөлімі 

ІV Қоршаған ортаны қорғау.

V Қауіпсіздік техникасы

Қорытынды

Қолданылған  әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Кіріспе

 

         Платформинг деп - платина немесе алюмоплатина катализаторында

жүргізілетін каталитикалық риформинг процесін айтады. Алюмоплатина катализаторы – бетіне 0,6% -тен артық емес платина отырғызылған алюминий оксиді.

       Бүгінгі  заманның техникасы үшін жанармайлар  отынның ең бір негізгі түрі болып табылады.Жанармайды өндіру мұнай өңдеу өнеркәсібінің ең басты мәселесі болып, айтарлықтай деңгейде осы саланың дамуын анықтайды.

      Жанармай  өндірісін дамыту отынның негізгі  пайдалану қасиетін жақсартумен  байланысты – ол октанды санмен бағаланатын жанармайдың детонациялық беріктігі.

Жанармайлардың каталитикалық риформингі бүгінгі заманның мұнайды өңдеудің жәнемұнай химиясының өте мәнді процесі болып табылады.Ол бір мезгілде автокөлік жанармайының жоғарғы октанттық негіздік құрамын, ароматикалық көмірсутектерін  мұнайхимиялық синтез үшін шикізат және құрамында сутегі бар газды-техникалық сутегін мұнайөңдеудің гидротеннизациялық процесінде пайдалануға қызмет атқарады.

    Каталитикалық  риформинг бүгінгі таңда тура  айдалатын жанармайларды каталитикалық жақсартудың ең таралған әдісі болып саналады.Каталитикалық риформингтің қондырғылары,тәжірибе жүзінде ,барлық отандық және шетелдік мұнайөңдеу зауыттарында орналасқан.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Әдеби шолу         

 1.1  Риформинг реакцияларындағы қосфункциялы катализ

 

Каталитикалық риформинг екі текті активті орталарда жүреді: металдық және қышқылдық. Металдык орталар (платина немесе хлор және металдар, мысалы, рений, иридий, қалайы, сирек кездесетін элементтер қосумен платинаны промоторлау), парафиндердің олефиндерге, нафтендердің ароматикалық көмірсутегіне дегидрленуі шеттен бөлінген сутек молекуласының диссоциациялануын гидрлеу реакцияларын тездетеді және дегидрлеумен изомерлеуге жағдай туады.

Отырғыштағы кышқылдық орталар, хлорланған алюминий оксидінде орналасқан, олефиндердің изомерлеу, сақиналану және гидрокрекинг карбоний-ионды тетік бойынша жүретін реакцияларына он әсер етеді.

Қос функциялы катализдің әсерінен бензин құрамындағы көмірсутегінің құрамын өзгертуге мүмкіндік туады және оның октандық сапасы 30-10 пунктке көтеріледі.

Қосфункциялы тетік тек қышқылдык немесе дегидрлеу орталары бар катализаторлар немесе осындай екі типтес орталары бар механикалық қоспа мысалында дәлелденді. Мысалы, бірдей жағдайда (Т-=3730С. сутегінін/н-гексанга молярлы қатынасы=5/1) бөлшек ұнтақты) платина/силикагель, платина/көміртекті төсегіште де, алюмосиликатты (кышқылды) катализаторларда да гексанның немесе гептанның изомерленуі өте аз дәрежеде жүреді. Ал осы ұнтак катализаторлардың механикалық қоспасында әжептеуір активті (кесте 1.1).

 

 

 

 

 

 

1. - кесте. Гексан катализаторлардың механикалық қоспасының қатысуындағы изомерленуі

Катализаторлар	Гексанға ауысу дәрежесі, %
Алюмосиликат (10 см3)	0,9
Платина / силикагелде (10 см3Қ	0,3
Жоғарыда көрсетілген екі катализатордың қоспасы (10см3)	6,8

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 – сурет. Қосфункциялы катализаторда С6 көмірсутектерінің кезектескен реакциялары.

 

          Әртүрлі табиғатты активтік орталар  бір катализатордың бетінде орын алады. Платина парафиндердің олефиндерге және нафтендердің ароматикалық көмірсутегіне дегидрленуін күшейтеді; ол сонымен қабат изоолефиндерді гидрлеуді катализдейді және дегидроциклдену мен изомерлеуге әсер етеді. Хлорланған оксид алюминийдің төсегіш рөлінде атқаратын бетіндегі қышкылдық орталар изомеризацияны, циклденуді және гидрокрскингті карбоний-ионды тетікпен күшейтеді. Бұл активті орталар олефиндерге косфункциялы катализаторда С6 көмірсутектерінің кезектескен реакцияларының жүйесінде негізгі аралық өнім есебінде екі түрлі әсер етеді.

Платина гидрлеу-дегидрлеу реакциясын ғана өсірмей, сонымен қатар бетте кокс түзілу әлсірейді. Бұл былай, түсіндіріледі: платинада диссоциатив адсорбцияланған сутегі катализатор бетіне кокс түзілген жерлерге диффузияланады. Коксогендер гидрленеді, бұл олардың беттен десорбциялануына жағдай жасайды және осының нәтижесінде кокс түзілу жылдамдығы сутегі қысымына байланысты. Сондықтан риформинг катализаторында платинаныц ең аз концентрациясы, металл бетінде кажетті актив орталарды жасау мақсатында емес, олардың бетін "таза" ұстап тұру қажеттігімен анықталады. Платина концентрациясы белгілі мөлшерде пайдаланылатын шикізат табиғатына және процесті жүргізу жағдайына байланысты.Тура айдалған бензин фракцияларын риформингтеу катализаторларындағы платинаның ең аз мөлшері 0.2-ден 0,3% дейін. Екінші өңдеу бензиндерін алдын ала тазалаудан кейін, бірақ олефиндердің мөлшері, әсіресе косолефиндер, өте аз болғанда платина мөлшерін көбейту қажет.Риформинг тетігі өте күрделі: ол әртүрлі реакцияларды, бірінші кезекте дегидрлеу және изомерлеу және әртүрлі дәрежеде гидрокрекинг реакцияларын қамтиды.Мысалы есебінде 1.1 - кестеде каталитикалық риформингтің типтес реакцияларының салыстырмалы жылдамдығы және жылу эффектісі келтірілген. Реакция жылдамдығы кестеде келтірілгендей азаюы байқалады. Циклогександы дегидрлеу және н-парафиндердіц ароматикалық көмірсутегіне дегидросақиналану реакциялары өте үлкен эндоэффектпен жүреді. Молекулалық салмақтың өсуімен реакция салыстырмалы жылдамдығы көбейеді.

 

2. Риформинг катализаторларының кокспен активсізденуі

 

          Риформинг катализаторларында кокс түзілуі құрылысы өзгеріп жүруші поликонденсация кезектесу реакцияларының нәтижесінде мынадай жүйемен жүреді: көпсақиналы көмірсутегі—>шайырлар—>асфальтендер—карбоидтар.

Құрылысы өзгеріп жүруші поликонденсация реакциясы соңғы сатылардың жағдайына байланысты топохимиялық және тізбектік сипат көрсетеді. Реакция уакытының өсуімен алюмоплатина катализаторындағы (АПК) риформигте кокс шығымы,  % (мас.) шикізатқа немесе катализаторға есептегенде экспоненциалды түрінде өседі, ал активтігі осыған керісінше антибатты кемиді. Катализатордағы хлор мөлшерінің өсуі оның риформинг реакциясындағы және кокстенуіндегі активтігін көбейтеді.

Н-парафиндердің, нафтендердің және ароматикалық көмірсутектеріндегі көміртегі атомдары санының, соным отыратын кокс мөлшеріне әсері, кокс түзілу көміртегі атомдар саны 7 және 10 жоғары көмірсутектері үшін өседі. Гидротазаланған бензин-лигроин фракциясын каталитикалық риформингтегенде катализатордағы кокс мөлшері минимум арқылы өтеді. Кокс түзілу жөнінен көмірсутектері белгілі бір қатарға орналасады, олардың арасынан ең көп кокс түзілу қабілеті диендер мен қосолефиндерге тән.

 

  1.3. Каталитикалық риформинг процесінің параметрлері

 Процестің тереңдігі

            1.2 - суретте ароматизация тереңдігінің батыс Сібір мұнайының бензинінің 85-1800С алшақ фракциясын үздіксіз риформингке салғандағы көрсеткішіне платина қалайы катализаторындағы кокс мөлшерінің ең көп мөлшері 2% (мас.) болғандағы әсері берілген.

 

;

 

1.2 - сурет. Ароматизациялау тереңдігінің Г 85-1800С фракциясын риформингтеу көрсеткішіне әсері Vкөл=2,5 сағ-1, р=1,1 МПа, Н2/СН =600/1 (көл): 1-кокс шығымы-qк; 2-процестің орта температурасы; 3-катализатор шығымы – qкат; 4-катализатордың қайта айналуы, n

Процесс 1,1 МПа қысымда, көлем жылдамдығы 2,5 сағ-1 және сутегінің шикізатқа қатынасы 600/1 жүргізілді. Ароматизациялау тереңдігін температураның көтерілуімен өзгертіп тұрды. Катализатта ароматикалық көмірсутегінің 60-тан 80% дейін көтерілуімен орта температура 490-нан 5100С дейін өседі, катализат шығымы 2 есе өседі және соған сәйкес, катализатор айналымы көбейеді. Кокс шығымының өзгеруі (шикізатқа % шаққанда ) ароматизациялау тереңдігіне байланысты үздіксіз регенерациялау арқылы жүретін риформинг процесін құрамында ароматикалық көмірсутегінің мөлшері 75% кем емес катализат алуға пайдалану қолайлы. Процесс талғамдығы шикізаттың ароматизациялау дәрежесінің өсуімен кемиді.

        Соңғы жағдай процесті қатаңдатудың өсірген сайын риформинг реакциясына парафин көмірсутектері түсе бастайды, олардың ароматизациялануынан нафтендермен салыстырғанда газ және кокс шығымы жоғары болады. Осындай қорытындыға процесті қозғалмайтын катализатор қабатында жүргізгенде айналу тереңдігінің өсуімен талғамдықтың төмендеуінің нәтижесінде (ароматикалық компонентердің немесе кокс шығымына қатынасы) жетуге болады.

   Риформинг процесінің тереңдігі катализатор сапасымен, яғни бензин вариантына жұмыс істегенде 85-100 пункт(ҒЗӘ) арасындағы октан санымен немесе ароматикалык вариант жағдайында ароматикалық көмірсутегінің   қосынды мөлшерімен (40-75% мас.) аныкталады. Риформинг тереңдігі көп параметрлердің қосынды әсеріне байланысты: шикізатқа, катал изаторға, температураға және шикізаттың катализатормен жанасу уакытына, кысымға,  сутекті газдың (СГ) қайта айналуына, катализатор түріне және т.б. Үлкен эндотермиялық жылу эффектінің нәтижесінде процесті үш-төрт каскадты реакторларда аралык қыздыру аркылы жүргізілетіні белгілі. Газбен шикізат коспасы бірінші реакторда өте тез суыйтындықтан мұнда нафтендердің дегидрлеу эндотермиялық реакциясы күшті жүруінің әсерінен өте тез суыйтындықтан, бұл реактордағы шикізаттың катализатормен жанасу уақыты және орта температурасы басқа реакторларға қарағанда өте аз. Соңғы реакторда конверсия, сонымен кабат жай жүретін реакциялар, әсіресе дегидроциклизация жалғаса береді, мұнда катализатордың барлық мөлшерінің жарымынан астамы болады. Соңғы реакторда температураның өзгеруі өте аз болады, себебі онда гидрокрекингтің экзотермиялық эффектісі  байқалады, бұған  көп сутегі қажет болады.

                            Шикізатты беру көлем жылдамдығы

          1.2 - кестедегі шикізатты беру көлем жылдамдығының алшақ бензин фракциясын 11 МПа қысымда, сутегінің шикізатқа қатынасы 600/1 үздіксіз риформингтеуге және катализат құрамындағы ароматикалық көмірсутегінің мөлшері тұрақты 75% болғанда әсері берілген. Мұндағы барлық мәндер тепе-теңдікті платина қалайылы катализаторға есептелінген, реактордан шыға берістегі жердегі оның бетіндегі кокс мөлшері 2% болғанда берілген.

  1.2 - кесте. Шикізатты беру көлем жылдамдығының алшақ бензин фракциясын 85-1800С үздіксіз риформингтеуге әсері.

 

Көрсеткіш	Көлемдік жылдамдық. сағ-1			Көрсеткіш	Көлемдік жылдамдық. сағ-1
	5	2,5	1,5		5	2,5	1,5
Катализат шығымы.%  (мас.)	79,0	77,2	75,9	Катализатордың қайта айналуы.	0,025	0,06	0,10
Кокс шығымы. % (мас.)	0,05	0,12	0,20	Тағамдық ароматика/газ	2,8	2,5	2,4
Процестің орта температурасы. 0С	550	510	493

 

  Кокс шығымының шикізатқа есептегенде азаюы нәтижесінде катализатордың қайта айналуы да тиісінше кемиді, сондықтан регенератордың коксқа деген куаты азаяды.

Сонымен ароматизация талғамдығын көтеру мен катализатордағы кокс шығымын азайту үшін және катализаторда регенерациялау мақсатында, үздіксіз риформинг процесін көлемдік жылдамдық пен температураның жоғарғы мәнінде жүргізу кажет.

 

 1.4 Риформинг катализаторлары

                 Катализатордың қозғалмайтын қабатында жүретін қондырғы технологиясы

        Процестің өсуіне негізінен төрт дәуірін атап өтуге болады.Бірінші жартылай регенерациялаушы процестер,оларды 1.3 - суретте көрсетілген технологиялық жүйемен жүргізеді.

    Бұл қондырғылар 1950-1960 жылдары іске қосылған: алғашында  бір металды платина катализаторларын  пайдалануға есептелінген, қысым 2,5-3,5 МПа және СГ қайта айналуы  шикізатқа 1500-2000 нм3/м3 жұмыс істеп келді.Оны көп металды катализаторға ауыстырғанда қысымды 1,5-2,0МПа дейін төмендетілді, ал сутегінің қайта айналуы 1200-1500нм3/м3 түсті.Бензол-толуолды және ксилолды фракциялардың кокс түзушілігі аз болғандықтан, сонымен қабат алтысақиналы нафтендері құрамында көп бензин фракциясын риформингке 1,0-1,2МПа қысымда және  СГ қайта айналуы 110-1200нм3/м3 шикізатқа салады.Қысымды азайту қондырғының металл сыйымдылығының төмендеуіне жәрдемдеседі,  ал СГ қайта айналуының кемуі энергия шығынының азаюына едәуір әсер етеді.

 

1.3 -  Сурет.Каталитикалық  рифоминг  қондырғысында  процесс  катализатордың қабатында  жүретін  және аралық  регенерация  мезгілі  ұзақ  технологиялық  жүйесі :  1-шикізат  сорабы ; 2-қайта айналдырушы компрессор ;  3-жылуалмастырғыш;  4-көп камералы құбырлы пеш ;  5- реакторлар;  6- ауа суытқышы;  7-су суытқышы;  8-сеператор;  9-тұрақтандырушы колонна;  10-адсорбер-құрғатқыш;  1-гидротазаланған бензин;II  -СГ; III- тұрақты катализат; IV – көмірсутекті газ.

        Екінші  дәуірдегі қондырғылардың өкілдеріне  ультраформинг және пауэрформингті жартылай регенерациялау риформингі (ЖРР) деп аталынды жатқызуға болады (1.4 - сурет).Жоғарыда аталған процестерде шығымның,сапаның және талғамдықтың жоғарылауы барлық реакторлардағы жалпы және сыбағалы сутегі қысымының нәтижесінде жетеді.Бірақ бұл процестерде катализатордың тез кокстенуінің  нәтижесінде (0,5 жылда) жүзуші артық тұрған реактормен жұмыс істеуге тура келеді.Одан әрі катализатор негізінен соңғы реакторда кокстенеді және сондықтан Синклер-Бейкер-Келлог процесіндегі жүйеде резервті реакторды тек соңғы сатыда орналастырады.

   Үшінші дәуірдегі  қондырғыларда өнімдер шығымы  мен сапасының,процесс талғамдығының  және жөндеу аралық уақытының  өсуі қондырғылардың кп металды  катализаторға ауыстыру арқылы,сонымен  қатар қысымды төмендету ,режимді оптималдыау,платформинг шикізатын дайындаудың сатысын жетілдіру арқылы жетеді.

 

 

3. - сурет.Магнаформинг қондырғысының  технологиялық жүйесі:1- шикізаттық  соран; 2 – қайта айналдырушы компрессор; 3- жылуалмастырғыш; 4- құбырлы пештер; 5- реакторлар; 6- суытқыш; 7-сеператор;8- тұрақтандырушы колонна;  I- гидротазаланған шикізат; II – СГ;III-тұрақталған катализат; IV-көмірсутекті газ.

 

     Жартылай  регенерациялап жүргізілетін процестердің  ішінде технологиялық жасақтау  жағынан магнаформинг қондырғысы өзгеше (3.6 - сурет).Бұл процесте барлық технологиялық параметрлерді (T, V, PH2,катализаторды жіктеу ) арқылы талғамдықтың өсуіне және энергия қорын үнемдеуге жетеді.

  Бұрынғы КСРО-да каталитикалық  риформинг қондырғылары 40 жыл бойы  жұмыс атқаруда.Бензин вариантымен жұмыс істеуші отандық өндіріс қондырғыларының сипаты 1.3 - кестеде берілген.Қондырғылардың көбісі катализатордың қозғалмаушы қабатымен және оны оқтын-оқтын регенерациялап жұмыс істеуде.Өсуінің негізгі дәуірлері біртекті қуаттың іріленуімен .әрбір реакторларда катализатор көлемінің бөлінуінің оптималдануымен (1/2/6),көп металды катализаторға ауысуымен,шикізатты дайындау сатысының, регенерацияның,оксихлорлаудың,катализаторды күкірттендіруді жетілдірумен,құрал-жабдықтардың және приборлардың жаңа озық түрлерінің процесті бақылауға пайдалануымен байланысты.

  Мұның барлығы бензиннің  октан санын ең алғашқы қондырғыларда 95 дейін (ҒЗӘ) жеткізуге мүмкіндік  берді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 – кесте.Бензиндердің  85-180°С фракциясын каталитикалық риформингтеу қондырғыларының сипаты

 

Катализаторды үздіксіз регенерациялаумен жүретін риформинг технологиясы

          Катализаторды үздіксіз регенерациялаумен риформингтеу (КҮРР) қондырғысының пайда болуы жоғары октанды бензинге,ароматикалық көмірсутектерге,СГ,3-4 жылдық жөндеу аралықпен жұмыс істейтін біріктірілген зауыттардағы керосин және дизель фракцияларын гидротазаллау қондырғыларын үздіксіз қамтамасыз ету қажеттігінен туындайды.

  Көп металды катализаторда  қозғалмайтын қабатта жүретін  процестерді жетілдіруге және  олардың жұмысн жақсартуға қысымның төмендеуі ,температураның және катализатордың реакторлардағы көлемінің бөлінуі оптималды болуы бензиннің октан санын 100 пункте дейін көтеруге мүмкіндік берді.Бірақ кокс түзілудіңкүрт өсуі катализатордың активсізденуіне,процестің талғамдығының төмендеуіне және осының нәтижесінде, қайтара жұмыс уақытының қысқаруына алып кеп соғады,бұл құрамды зауыттың экономикалық көрсеткіштерін күрт төмендетеді.Осындай МӨЗ бір тәулік тоқтап тұруы бір және одан да көп миллиондаған қаражаттық өнімнің жоғалуына алып кеп соғады.Катализатор қабаты қозғалып жұмыс істейтін риформинг қондырғысының календарлық уақатын 3-4 рет көбейтеді және жалпы құранды зауыттың 3-4 жыл ішінде тоқтаусыз жұмыс істеуіне жағдай жасайжы.Үздіксіз немесе октын-октын регенерациялау катализатордың тепе-теңдік активтігін өсіреді,процесті тереңдетеді,талғамдылығын және сутегінің сапасын және шығымын 1,5-2,5 есе өсіреді.

        Францияның  мұнай институты (ФМИ) Үздіксіз риформингтеу  процесінің төрт реакторды бірдей  биіктікте бірінің үстіне бірін орналастырып катализаторды қозғалмайтын,қозғалып тұратын түрлерін жасап шығарды.Катализатордың әрбір реактордан пневмотранспорты СГ көмегімен жүреді.Процесс жүйесі 3.5 - суретте келтірілген.

 

1.5 - сурет.Катализаторды үздіксіз регенерациялаумен (ФҒЗИ)  жүретін риформинг процесінің технологиялық жүйесі:  1 – пештер; 2 – реакторлар; 3 – регенератор;I - шикізат; II – хлорлаушы агент; III –ауа; IV – азот; V – сутегі; VI – риформат.

1.4-кестеде жартылай регенерациялау риформингінің (ЖРР)  2,1МПа қысымда істейтін қондырғысының жұмысы КҮРР бірінші дәуірдегі (Р=1,05МПа),қайта жабдықтаудан кейінгі   (Р=0,7МПа) және екінші дәуірдегісінің  (Р=0,35МПа) көрсеткіштерінің салыстырулары келтірулерілген.3.3 - кестедегі мәндерінен,қондырғының 2,1МПа қысыммен істейтін катализаторды әр 6 айдан кейін оқтын-оқтын регенерациялау түрінен үздіксіз регенерациялау қондырғысына өту,қысымды 2,3 және 6 есе төмендетіп шығымның үздіксіз тиісінше былай өсуіне ықпал жасайды: 4,6,8,6 және  10,6% (катализаттың 68,3,106 және 144,6 нм3/м3 сутегінің шикізатқа, С1-С4 6,4,11,2 ЖӘНЕ 14% (мас.) газ шығымының кемуіне және сутегінің шикізатқа молярлық қатынасы күрт 5,5-тен 1,5 дейін төмендейді.Тағы айта кететін жай,бірінші дәуірдегі қондырғыларда құрамында платинаның мөлшері 0,4 орнына 0,2% (мас.) платинақалайылы катализатор қолданылды.ЮОП жүйесіндегі реактор және регенератор бөліктерінің жұмыс істеуі Суретте риформингтің катализаторлары мен газ-шикізат қоспаларының қарама-қарсы қозғалумен жүретін бөлімдер жүйесі белгілі бір тиімділік көрсетеді.                                                                                              

 

IІ. Технологиялық бөлім

2.1 Каталитикалық риформинг қондырғысын пайдалану

 

Екі құбырлы жылуалмастырғыштың аппараты

Құбырлы қабатты жылуалмастырғыш екі құбырлы аппараттар.Мұндай аппараттарды оның екі жағында орналасқан екі құбырлы тор бар,бірінші құбырлы тордағы құбырдың диаметрі кіші,жоғарғы шектері ашық,ал басқасында құбырлар диаметрі үлкен,төменгі шектері бітелген.Мұндай құрылым құбырдың тәуелсіз ұзаруын қамтамасыз етеді.Мұндай типті аппараттарда жылу алмасу ортасының біреуі қақпақ және жоғарғы құбырлы тордың арасындағы кеңістікке түседі.Шығыстағы ағын құбырлар арасындағы сақиналы кеңістікке қайтарылады,ал кейін аппараттан шығарылады.

1-қап; 2 – жылуалмастырғышты құбыр; 3 – тіреу; 4;5 – құбырлы тор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Платформинг қондырғысының қозғалмалы қабатының платиналық катализаторы

 

Платформинг процесінде АҚШ фирмасында қозғалмалы катализатормен реактор мен регенератордың арасындағы циркуляциясы үш реактор бірінің үстінде бірі орналасқан және бір колонналық аппарат түрінде орналасқан биіктігі әр түрлі диаметрде 2.1 – суретте берілген . Катализатор 1-ші реакторы 2-шіге ауысады және 2-ден 3-ге. Төменгі реактордан катализатор регенераторға тасымалдады. Технологиялық сызба қондырғысы 4-ші сур. берілген. Шикізат насосы 5  жылуалмасу өніміне беріледі 6, шамамен циркуляциялық суқұрамдас газбен араласып, содан жыланша бірінші секциясы көп секциялы пешке түседі 7. 520°С –қа дейін қыздырылған шикігаз қоспасы реакторға енгізілген 2.

Аралық реакциондық қоспа жыланша келесі секцияда жылытып орындалады. Реакция өнімінің шығуы реактордан 4 регенерация жылу системасы арқылы өтеді. Басқа сызбадан айырмашылығы сұйық және газды фазада газаппараттарында 9 төменгі қысымда өтеді. Газ 9 аппараттан осы қысымға дейін 1,5 МПа , сұйық берілген насоспен араласады 11 тоңазытқышта салқындатылады 13 және газсепаратор қысымында бөлінеді 12  Мынадай төменгі қысымда реакциондық зонада бензин сутекқұрамда газбен және газ құрамын көтереді.

Сутекқұрамдас газ компрессермен 10 шикігидротазалау блокқа түседі және циркуляциялық түйін шикізат платформингімен араласудың алдында араластырылады 6. Баланстың мөлшері сутекқұрамдас газбен құрылғыға орнатылады. Колонна 18 кализатты бір қалыпқа келтіріледі. Басты фракция салқындатылғаннан кейін қалпына келіп, және конденсациялық аппаратта 19 газосепаратордың 20 кепкен газбен бөлінеді және насоспен беріледі 21 араластырылған стабилизаторда 18 ал балансты мөлшері құрылғыдан бөлінеді. Жылу үшін төменгі қалыпты колонна 18 трубалық пеш 17. Төменгі өнім колоннасы 18-қалыпты катализатор – құрылғысынан аппарат 14 арқылы алынады.

Реактордан 4 төменгі барлық масса жасалған катализатор регенератор секциясына тасымалданады, қысылған кокта болады, оксихлорлы және қосымша хлоридтермен болады. Регенерирланған катализатор реактордың жоғарғы бөлігіне беріледі 2. Тасымалданатын газ сутегі мөлшері ретінде қолданады, катализатор регенератор ортасына келгеннен кейін регенераторлық системасын қажетіне қарай айыруға болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

I – шикізат; II – қалдық сутегі; III – құрғақ көмірсутекті газ; IV – тұрақты басы; V – тұрақты жоғары октанды бензин; VI - 15%-к моноэтаноламинді ерітінді

ІІІ Есептеу бөлімі 

 

Каталитикалық риформинг қондырғысы аппаратының есебі

Каталитикалық риформингтің негізгі процесінің өндірісі жоғарғы октанды автомобильдік бензинінің және ароматты көмірсутектердің негізі болып табылады. Процесс 470-5400С, 14-50 сутегінің болған кезінде орындалады. Катализатор болып молибден оксиді, кобальттың молибдаты және платина болып келеді. Қазіргі уақытта платиналық катализаторды шетелдік практикада кеңінен қолданылады. Алюминий оксидіне немесе алюмосиликатты катализаторды қосады. Молибден оксидінің, хром мен кобальттің молибдаты олардың құрамы 10-15%, платинаның 0,3-1,0% болады. Сутегі газының циркуляциясы оның құрамы міндетті түрде 80% болуы керек. Циркуляция сутегі құрамы газда шикізатта құрамы платиналық катализаторда 700-2300м3/м3, ал молибден оксидінде 350-1400 м3/м3, ал хром оксидінде 1000 м3/м3 және кобальттың молибдаты 640 м3/м3.

Шикізатты өндірістік ароматты сутегілерде мұнайлы стракциялық бензолда (62-850С), толуолда (85-1200С) және ксилолда (120-1400С) қызмет етеді. 85-1800С фракцияны каталитикалық реформинг процесін өткізеді және бензиннің сапасын көрсетеді. Шикізаттың платинаға беруінің 1-5с-1 мөлшерін жылдамдығы қалған барлық катализаторға 0,5-1,5с-1. Регенерациялық катализатор үшін 450-5000С-та инертті газбен, оттегінің 1,5 көлемінен артық болмауы тиіс.

Каталитикалық риформингтің жылулық реакциясының құрамы +50-тан +140 ккал/кг шикізаттың аударылуы, алайда +50-ден +70 ккал/кг парафиндік бензин үшін, және +100-тан +140 ккал/кг нафтендер үшін. 

 

 

 

 

 

Ароматтың нафтенді көмірсутегіндегі         Ароматтық және нафтенді

шикізатының мөлшері, салмағы %                  көмірсутегіндегі шикізаттың

                                                                             мөлшері, салмағы %

 

Шамамен шикізаттың гидротазалауы үшін-біреу, олифиндік гидрлеу сұйық өнім платформингі үшін басқасы, ароматты көмірсутектерді өндірісте арнайы қондырғыда қолданады.  Олифиндердің құрамы 0,3-1,3%. Платформинг қондырғысында платина катализаторының 2 маркасында қолданады: АП-56 және АП-64. Олардың ішіндегі біріншісі фтормен белсенді, екіншісі – хлормен және бірнеше көп платина құрамында бар. Катализатор АП-64 көбірек белсендірек болып келеді және оны бензин компоненттерін АИ-93 алуда қолданылады.

Келесі платиндік катализаторға АП-64 сипаттамасы:

 

Бүріккіш тығыздығы, г/см3    0,60-0,65

Құрамы, салмағы %     0,02

Платиналар      0,60-0,65

Темір (железа)      0,02

Натрий       0,02

Катализатор диаметрі, мм    1,8

Бөлгіш беттігі, м2/г     180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Платформинг құрылғысындағы реактордың өлшемдері келесідей түрде анықталады.

 

1. Реактордың катализатордағы көлемін анықтайды.  (υкр *м3)

                                              υkp = υc/W

 

Мұнда  υc – шикізат көлемі 200С, м3/с;

W – шикізат  берудің көлемдік жылдамдығы.

 

2. Реактор шарпында шикізат қоспасының көлемімен айналатын сутегті газдың көлемін есептейді.
3. Реактордағы диаметрмен қиылысын табу

 

                        F=υcм/М; D=√4F/π 

 

Мұнда  u  - шикізат қозғалысының айналатын газдың сызықтық жылдамдығы.

 

4. Барлық реакторда орналасқан катализатордың қабаты анықталады:

                 hк= υк.р/р

 

5. Бір реактордағы катализатор қабатының биіктігін қарастырады.

 

               h1=hк/n

6. Реактордың цилиндрлік бөлігінің биіктігін табады:

 

               h2 = h1·3/2

7. Реактордың барлық биіктігінің құрылымы:

H=h2+D

 

Барлық реактор биіктігі цилиндр бөлігінің биіктігімен және 2 жарты шар тұрады.

Кейбір қондырғыларда шикізатты бірқалыпты айналдыу мақсатында катализаторды реакторға келесідей орналастыру тәжірибеде қолданады: біріншіден – 15%, екіншіден – 30% және үшіншіден – 55%. Үш реактордың өлшемдері бірдей. Бұл жағдайда катализатор қабатының үшінші реактордағы биіктігін анықтайды.

h1=H·0, 55

Үшінші реактордағы цилиндрлік бөлігінің биіктігін табады:

    Қалған 2 реакторлардың өлшемдері үшінші реактордың өлшемімен тең болады.

Мысалы.

1. Реакторлар санымен өлшемдері платформинг қондырғасындағы

өнімділігі 1250 т/тәулік, яғни белгілі: шикізат болып реакция есептелді. 80-1800С (d20=0.745; M=116; Tkp=5700K; Pkp= 27 an); реактордағы температура және қысым 5000С және 40 от, шикізат берілетін көлемнің жылдамдығы W=1,5r-1; сутегі айналымының қысқаша 1000 м3/м3 шикізаты; қозғалыс жылдамдығының шикізат буының және сутегі айналымының реактордың барлық қиылысында u=0,4м/сек.

  Шешуі: Шикізат буларының көлемін формуламен табады. Келтіріліген температура.

        Тпр=400+273/570=1,36

 

Келтірілген қысым