Главная -> Словарь

Реакторах установки

В первом по ходу сырья реакторе проходит в основном протекающая с наибольшей скоростью сильно эндотермическая реакция дегидрирования нафтенов. В последнем реакторе протека — ют преимущественно эндотермические реакции дегидроциклизации и достаточно интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга парафинов. Поэтому в первом реакторе имеет место наибольший , а в последнем наименьший перепад температур между входом в реактор и выходом из него. Высокий температурный градиент в головных реакторах риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматизации. Это может быть достигнуто при заданном температурном режиме только уменьшением времени контакта сырья с катализатором, то есть объема катализатора в них. В этой связи на промышленных установках риформинга головной реактор имеет наименьший объем катализатора, а хвостовой — наибольший. Для трехреакторного блока распределение объема катализатора по сту — пен та составляет от 1:2:4 до 1:3:7 , а для четырехре — акторного — оно может быть, например, 1:1,5:2,5:5.

- сокращается перепад температур в реакторах риформинга;

5.Снижение температуры в реакторах риформинга до 250°С с одновременной отмывкой системы азотом от горючих

Снижение давления в реакторах риформинга даже при использовании селективных катализаторов увеличивает возможность их

С целью определения оптимального температурного режима в реакторах риформинга было проведено три длительных пробега установки с понижающимися, ровными и повышающимися температурами на входе в реакторы. Входные температуры обеспечивали при любом режиме получение катализата с октановым числом 86—87 . Основные показатели температурных режимов работы установки и материального баланса процесса приведены в табл. 12, характеристика сырья и полученных ката-лизатов — в табл. 13.

В отличие от реакторов гидрокрекинга и гидрирования в реакторах риформинга процесс проходит при значительных отрицательных тепловых эффектах, а это требует непрерывного подвода тепла в зону реакции. Эндотермичность процесса в реакционном объеме определила необходимость создания каскада аппаратов со ступенчатым регулированием температурного режима вместо одного аппарата с раздельными зонами. Разделение одного общего реакционного объема на несколько последовательно соединенных отдельных адиабатических реакторов с промежуточным подводом тепла в реакционные зоны от трубчатой нагревательной печи позволяет значительно уменьшить перепад температур по высоте реакционного объема в каждом аппарате до невысоких значений .

При сохранении кинетической области протекания реакций построение математической модели реактора по сравнению с кинетической моделью сводится к дополнительному учету теплового баланса и неизотермичности процесса в реакторе,.учету обратного смешения н неоднородности поля скоростей, наличие которых доказано в работах . Последнее обстоятельство, по-видимому, снимается в реакторах с горизонтальным потоком газа, которые приняты для современных установок каталитического риформинга, поскольку в этих реакторах отсутствует пристеночный эффект, вызывающий указанную неоднородность. Метод конструктивного расчета реакторов с горизонтальным током газа, обеспечивающий равномерное распределение реакционного потока по высоте реактора изложен в работе . Обратное смешение, как показано в , распространяется в зернистом слое только на расстояние 3—5 диаметров зерна, поэтому в реакторах риформинга как радиальных, так и аксиальных им можно пренебречь.

реакторах риформинга, °С . . . . — —57

Процесс магнаформинг. В результате детального исследования условий протекания реакций в последовательно включенных реакторах риформинга установок Синклера — Бейкера — Келлога и расчетно-теоретической оптимизации их работы, фирмы Engelhard Minerals Chemicals Corp. и Atlantic Richfild Co. предложили процесс риформинга под названием магнаформинг. В процессе используются алюмоплатино-вые катализаторы марок RD-150, RD-150c, Е-500* и Е-501*.

Основные аппараты этих установок — реакторы: один — для предварительной гидроочистки сырья и три или четыре — для каталитического риформинга. В четвертом реакторе риформинга происходит гидрирование образовавшихся непредельных углеводородов в мягких условиях на катализаторе, содержащем 0,15% платины. В остальных реакторах риформинга в последнее время применяют алюмопшатиновый катализатор АП-64 или полиметаллический.

нижний штуцер для вывода продуктов, в остальных реакторах риформинга штуцеры для ввода сырья и вывода продукта находятся вверху аппарата . Катализатор загружают в аппараты через верхний штуцер и выгружают через нижний. Каждый аппа-рат оборудован штуцерами для выхода паров при эжек-тировании системы во время регенерации катализатора. В связи с большим перепадом давления в реакторах с аксиальным движением потока в последнее время стали применять реакторы с радиальным движением газосырьевого потока . Реакторы такого типа характеризуются малым гидравлическим сопротивлением . Даже при большом отношении высоты к диаметру можно обеспечить равномерное распределение катализатора при минимуме внутренних устройств, так что истирание катализатора очень мало. Поэтому старые реакторы каталитического риформинга переоборудуют с аксиального ввода на радиальный, а новые изготавливают только с радиальным вводом . На вновь проектируемых и строящихся установках корпус и днища реакторов выполняют из двухслойной стали , поэтому они не нуждаются в защитной футеровке. На установках каталитического риформинга широко применяется теплообменная и холодильная аппаратура; теплообменники в горизонтальном и вертикальном исполнении, с плавающими го-

Обработка алюмоплатинового катализатора газообразными хлорорганическими соединениями производится в реакторах установки изомеризации в токе азота или воздуха при давлении 0,15-0,3 МПа и температуре 200-300 °С. Количество хлора, вносимого в катализатор, составляет 8—16% от массы катализатора. Катализатор может быть неоднократно регенерирован путем обычной окислительной регенерации и последующего хлорирования четыреххлористым углеродом в токе инертного газа или воздуха.

Сравнение двух методов модифицирования алюмоплатиновых катализаторов хлором позволяет считать более технологичным метод обработки катализатора хлорорганическими соединениями в реакторах установки изомеризации. Данный метод позволяет получать катализатор, обладающий высокой изомеризующей активностью, селективностью и стабильностью. Использование четыреххлористого углерода - неагрессивного соединения - дает возможность осуществлять хлорирование непосредственно в реакторе установки изомеризации, т. е. .отказаться от транспортировки и перегрузки легко отравляющегося влагой хлорированного катализатора. В случае снижения активности катализатора после длительной эксплуатации или случайного отравления он может быть подвергнут регенерации и хлорированию непосредственно в реакторе.

Схема процесса гудриформинг приведена на рис. 9. Процесс осуществляется в присутствии стационарного хлорированного алюмопла-тинового катализатора Н-3 или биметаллического алюмоплатиноре-ниевого катализатора HR-71. Содержание платины в катализаторе 0,55 % , диаметр таблеток 1,6 мм. Регенерация катализатора осуществляется одновременно во всех реакторах установки. При умеренной жесткости режима установка гудриформинга может работать непрерывно, производя высокооктановый компонент бензина или ароматические углеводороды без каких-либо дополнительных устройств для регенерации катализатора.

Принципиальная схема процесса приведена на рис. 10. Установка имеет четыре сферических реактора с внутренней тепловой изоляцией. В процессе магнаформинга предусматривается селективное превращение отдельных групп углеводородов при работе реакционной зоны в оптимальных условиях по количеству загружаемого катализатора, температуре и мольному отношению водород: сырье. В первых реакторах установки осуществляют в основном реакции дегидрирования нафтеновых углеводородов, в последнем реакторе — реакции дегид-роциклизации парафиновых углеводородов.

Применяемый платинорениевый катализатор позволяет вести процесс риформинга под низким избыточным давлением на выходе из последнего реактора и увеличить продолжительность работы катализатора без регенерации до 240—270 суток. Низкое давление процесса способствует увеличению выходов ароматизированного бензина и водорода. Окислительную реакцию катализатора проводят одновременно во всех реакторах установки, резервный реактор в схеме ренифор-минг-процесса отсутствует.

t а б ли ц а 55. Соотношение изобутан: бутилены в реакторах установки алкилирования

Интересно, что при обследовании второй очериди ОГПЗ, степень конверсии определяли по содержанию SO2 в дымовых газах после печи дожига. В середине цикла была зафиксирована общая конверсия 99% при использовании катализатора А2/5 в реакторах установки Сульфрен и 99,8% - при использовании катализатора CR.

После регенерации биметаллического катализатора и перед подачей на него сырья, как правило, необходимо сульфидировать катализатор. Это позволяет в начальный период цикла уменьшить активность платиновых катализаторов в реакции гидрогенолиза парафинов, снизить отложение кокса и температурные скачки, а в итоге-увеличить длительность пробега катализатора . Согласно данным работы , положительное влияние серы на селективность и стабильность платиновых катализаторов обусловлено тем, что она способствует диспергированию платины. Сульфидированию подвергают катализатор во всех реакторах установки риформинга, а не только в последнем. Обычно сульфидирующим агентом служит диметилсульфид, этилмеркаптан или сероуглерод . Свежий биметаллический катализатор сульфидируют всегда, регенерированный катализатор не сульфидируют в тех случаях, когда благодаря остаточной сере на катализаторе и определенном вла-госодержании сырья в пусковой период подавляются температурные скачки и деметанирование .

Дальнейшее совершенствование промышленных систем гидрокрекинга тяжелого жидкого сырья пошло по двум технологическим путям. Первый путь•. заключался в применении высокоактивных и селективно действующих гранулированных катализаторов, способствующих образованию газов деструкции, в которых преобладают пропан и бутаны. Это позволяет уменьшить расход водорода на образование газа и процесс гидрокрекинга в целом. Первый путь привел к модернизации блока реакторов со стационарным катализатором — от многореакторных систем перешли к одному или двум реакторам значительно большего диаметра. Предусматривалась также возможность периодической регенерации катализаторов в реакторах установки. Указанные

а) при умеренно жестких режимах и рабочих циклах длительностью несколько месяцев . При снижении активности катализатора до определенного уровня подача сырья на установку прекращается и катализатор регенерируют одновременно во всех реакторах установки. Такая схема принята на отечественных установках и за рубежом ;

* При получении бензина с октановым числом 95— 100 по исследовательскому методу на катализаторах типа R-14—R-20 предусмотрена их окислительная регенерация непосредственно в реакторах установки.