Материал: Технология глубокой переработки нефти и газа.

■Таблица 10.6

Влияние химического состава сырья на показатели риформинга на катализаторе КР-106

Давление 1,5 МПа

Нефти: I - киркукская; II - ромашкинская; III - ухтинская;

IV - самотлорская; V - нижневартовская; VI - смесь шаимской и грозненской

таточно интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга пара­ финов. Поэтому в первом реакторе имеет место наибольший (30-50 °С), а в последнем наименьший перепад (градиент) темпера­ тур между входом в реактор и выходом из него. Высокий темпера­ турный градиент в головных реакторах риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматиза­ ции. Это может быть достигнуто при заданном температурном ре­ жиме только уменьшением времени контакта сырья с катализато­ ром, то есть объема катализатора в них. В этой связи на промышлен-

541

ных установках риформинга головной реактор имеет наименьший объем катализатора, а хвостовой - наибольший. Для трехреакторно­ го блока распределение объема катализатора по ступеням составля­ ет от 1:2:4 до 1:3:7 (в зависимости от химического состава сырья и целевого назначения процесса), а для четырехреакторного оно мо­ жет быть, например, 1:1, 5:2, 5:5.

Поскольку составляющие суммарный процесс реакции рифор­ минга имеют неодинаковые значения энергии активации - наиболь­ шее для реакций гидрокрекинга (117 - 220 кДж/моль) и меньшее для реакций ароматизации (92-158 кДж/моль), то при повышении тем­ пературы в большей степени ускоряются реакции гидрокрекинга, чем реакции ароматизации. Поэтому обычно поддерживают повышаю­ щийся температурный режим в каскаде реакторов, что позволяет уменьшить роль реакций гидрокрекинга в головных реакторах, тем самым повысить селективность процесса и увеличить выход рифор­ мата при заданном его качестве.

Температура на входе в реакторы риформинга устанавливается в начале реакционного цикла на уровне, обеспечивающем заданное качество риформата - октановое число или концентрацию аромати­ ческих углеводородов. Обычно начальная температура лежит в пре­ делах 480-500 °С и лишь при работе в жестких условиях составляет 510 °С. По мере закоксовывания и потери активности катализатора температуру на входе в реакторы постепенно повышают, поддержи­ вая стабильное качество катализата, причем среднее значение ско­ рости подъема температуры за межрегенерационный цикл состав­ ляет 0,5 - 2,0 °С в месяц. Максимальная температура нагрева сырья на входе в последний реактор со стационарным слоем катализатора достигает до 535 °С, а в реакторы установок с непрерывной регене­ рацией - до 543 °С.

Давление - основной, наряду с температурой, регулируемый па­ раметр, оказывающий существенное влияние на выход и качество продуктов риформинга.

При прочих идентичных параметрах с понижением парциально­ го давления водорода возрастает как термодинамически, так и кине­ тически возможная глубина ароматизации сырья и, что особенно важно, повышается при этом селективность превращений парафи­ новых углеводородов, поскольку снижение давления благоприятству­ ет протеканию реакций ароматизации и тормозит реакции гидро­ крекинга.

542

Таблица 10.7

Влияние давления на выход бензина с октановым числом 95 (И.М.) из фракции 85-180 °С гидроочищенного бензина (V= 1,5 ч-1, катализатор КР-104)

В табл. 10.7 приведены данные по влиянию давления на выход целевых продуктов при риформинге гидроочищенной фракции бен­ зина 8 5 - 180 °С на катализаторе КР-104.

Однако при снижении давления процесса увеличивается ско­ рость дезактивации (Удез) катализатора за счет его закоксовывания (Удез определяется как скорость подъема температуры нагрева сырья на входе в реакторы, обеспечивающая постоянство качества катализата). Как видно из рис. 10.5, скорость дезактивации ката­ лизатора приблизительно обратно пропорциональна давлению ( 1/Р, МПа"1).

Из рис. 10.5 следует вывод о том, что при давлениях 3 - 4 МПа коксообразование подавляется в такой степени, что установки ри­ форминга со стационарным слоем катализатора могут ра­ ботать без его регенерации практически более 1 года. При­ менение би- и полиметалли­ ческих катализаторов позво­ ляет проведение процесса при 1,5-2,0 МПа без регенерации катализатора в течение 1 года.

Кратность циркуляции во-

543

мальным условиям (0,4; 0,1 МПа), к объему сырья, проходящего че­ рез реакторы в единицу времени (м3/м3).

Учитывая, что в циркулирующем ВСГ концентрация водорода изменяется в широких пределах - от 65 до 90 % об., а молекулярная масса сырья зависит от фракционного и химического составов, пред­ почтительнее пользоваться мольным отношением водородхырье (иногда моль водорода на моль углерода сырья).

Связь между мольным отношением водород: сырье (М) и кратно­ стью циркуляции ВСГ (К^р) выражается следующей формулой:

М„ = 4,46-10_4KBcrMc/p,

где С, - концентрация (% моль.) водорода в ВСГ; Мс и р - соот­ ветственно средняя мольная масса (кг/моль) и плотность (кг/м3) сы­ рья (Квсг = 20 Мот).

С увеличением мольного отношения водородхырье снижается скорость дезактивации катализаторов риформинга (рис. 10.6) и, сле­ довательно, удлиняется межрегенерационный цикл. Однако увели­ чение М (то есть Квсг) связано со значительными энергозатратами, ростом от гидравлического сопротивления и объема аппаратов и тру­ бопроводов. Выбор этого параметра производится с учетом стабиль­ ности катализатора, качеств сырья и продуктов, жесткости процес­

544