Модернизация установки изомеризации легкой бензиновой фракции путем замены катализатора | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №19 (257) май 2019 г.

Дата публикации: 13.05.2019

Статья просмотрена: 497 раз

Библиографическое описание:

Казанцев, Е. О. Модернизация установки изомеризации легкой бензиновой фракции путем замены катализатора / Е. О. Казанцев, О. В. Анищенко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 19 (257). — С. 28-29. — URL: https://moluch.ru/archive/257/58939/ (дата обращения: 28.02.2021).



В статье рассматриваются вопросы совершенствования процесса изомеризации бензинов. Проведен анализ установки, выявлены ее недостатки, связанные с катализатором. Предложен способ их устранения путем замены катализатора на более эффективный.

Ключевые слова: октановое число, изомеризация, катализатор, бензин

В настоящее время изомеризация легкой бензиновой фракции стала одним из необходимых процессов в производстве высококачественных автомобильных бензинов. Причиной этого является принятие новых экологических норм, требующих ограничения по содержанию ароматических соединений. Изомеризат является высокооктановым компонентом бензинов, который не содержит ареновых соединений и обладает рядом ценных свойств. Сырьем для его производства является фракция н. к.-75, состоящая из нормальных парафинов с низким октановым числом. Она не годится для производства бензинов по причине малой детонационной стойкости. Если такую фракцию подвергнуть изомеризации, то можно значительно повысить ее октановое число. Получаемые в этом процессе легкие алканы С56 с разветвленным скелетом имеют октановые числа 85–95 единиц по исследовательскому методу [1]. Помимо высокой детонационной стойкости изомеризаты характеризуются низкой чувствительностью и отличными пусковыми свойствами при минусовых температурах [2]. Все эти качества делают их ценнейшими компонентами товарных бензинов, обеспечивающими самые высокие экологические и эксплуатационные характеристики.

Для улучшения технико-экономических показателей процесса был проведен патентно-информационный поиск. По результатам поиска были выявлены следующие тенденции в развитии процесса изомеризации легкой бензиновой фракции:

1) Переход к использованию низкотемпературных катализаторов.

2) Наиболее совершенными из низкотемпературных катализаторов изомеризации являются платиновые, нанесенные на сульфатированный оксид циркония. Они устойчивы к примесям и способны подвергаться регенерации.

3) Применение схем, включающих предварительную ректификацию сырья с целью выделения из него изопентана. Такая схема снижает нагрузку на реакторный блок и одновременно повышает конверсию нормального пентана.

4) Использование рециркуляции непрореагировавших низкооктановых метилпентанов и нормального гексана. Данное решение позволяет увеличить конверсию малоразветвленных гексанов, повышая октановое число изомеризата.

Также была проанализирована работа действующей установки. В ходе анализа были выявлены следующие ее особенности:

1) Применяется низкотемпературный катализатор I-82 фирмы UOP. Катализатор является платиновым, нанесенным на оксид алюминия, промотированный хлором.

2) Для сохранения работоспособности катализатора требуется подача промотора — перхлорэтилена. В реакторе он распадается с образованием хлороводорода. В результате образуются кислые газы, требующие нейтрализации.

3) Катализатор неустойчив к примесям, не регенерируется.

4) Для удаления хлороводорода из газов стабилизации необходим блок защелачивания. В результате образуются щелочные стоки.

5) Схема установки включает блок ректификации сырья с выделением из него изопентана.

6) Применяется рециркуляция непрореагировавших н-гексана и метилпентанов.

По результатам анализа работы установки был сделан вывод, что имеющаяся схема установки эффективна и модернизации не требует, но имеется ряд недостатков, связанных с катализатором. Было решено устранить их, заменив его на более совершенный. С этой целью были отобраны наиболее совершенные катализаторы для низкотемпературной изомеризации и собрана информация по показателям процессов с их участием. Были учтены наиболее важные параметры процесса, такие как температура процесса, объемная скорость подачи сырья в реактор, давление, устойчивость к примесям, срок службы и др. Как показал обзор, лучшими из доступных на рынке катализаторов являются НИП-3А, СИ-2, ИПК-2С и применяемый на установке I-82 [3,4]. Для удобства проведения сравнительного анализа данные были сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Показатели процессов изомеризации сразными катализаторами

Показатель

I-82

НИП-3А

СИ-2

ИПК-2С

Температура, °С

120–180

140–200

120–160

100–150

Объемная скорость, ч-1

1,5–2

1,5–2

2,5–3,5

2,0–3,0

Давление, МПа

3,0–4,0

2–4

2,5–2,8

3,0–4,0

Отношение Н2:СН (моль.)

(0,3–0,5):1

(0,1–3):1

(1,5–2,5):1

(0,5–1,5): 1

Примеси:

— Н2О, ppm

— азот, ppm

— сера, ppm

—бензол, % масс.

— С7+, % масс.

0,1

0,1

0,1–0,5

≤1

<1

0,1

0,1

0,1–0,5

≤1

<1

≤20

1–2

2–5 (50)

≤10

≤5

≤20

1

1

≤10

≤5

Межрегенерационный период

-

1–2

2–3

2

Срок службы

4

4–6

8–10

7–8

ОЧИМ за проход

83–86

84

82–84

84

По результатам анализа был выбран катализатор ИПК-2С фирмы «Олкат». Он представляет собой платину, нанесенную на сульфатированную смесь оксида циркония и алюминия. Катализатор дает сравнимое октановое число в процессе «за проход». Поскольку на установке применяется рецикл низкооктановых малоразветвленных гексанов, то итоговое октановое число продукта останется таким же высоким. Для применения нового катализатора потребуется повышение мольного соотношения водород: сырье, но это компенсируется рядом преимуществ по сравнению с применяемым. Он более устойчив к примесям и способен к регенерации. Его применение позволит снизить температуру, повысить объемную скорость подачи сырья и отказаться от подачи промотирующего агента и защелачивания. Также у нового катализатора вдвое дольше срок службы.

Таким образом, для модернизации установки изомеризации было предложено заменить используемый в данный момент катализатор I-82 на ИПК-2С, выпускаемый НПФ «Олкат». Новый катализатор регенерируемый и служит почти вдвое дольше. Результатом модернизации станет снижение температуры процесса, увеличение объемной скорости подачи сырья, что увеличит производительность установки и отсутствие щелочных стоков.

Литература:

  1. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. — Уфа: Гилем, 2002. — 672 с.
  2. Бурсиан Н. Р. Технология изомеризации парафиновых углеводородов. — Ленинград: Химия, 1985. — 192 с.
  3. Шакун А. Н., Фёдорова М. Л. Эффективность различных типов катализаторов и технологий изомеризации легких бензиновых фракций // Катализ в промышленности. — 2014. — № 5. — С. 29–37.
  4. Кузьмина Р. И., Фролов М. П., Ливенцев В. Т. Изомеризация — процесс получения экологически чистых бензинов. — Саратов: Издательство Саратовского Университета, 2008. — 80 с.
Основные термины (генерируются автоматически): октановое число, катализатор, UOP, легкая бензиновая фракция.


Похожие статьи

Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на...

На бицеолитном катализаторе при изомеризации газоконденсата прирост октанового числа происходит за счет увеличения содержания

Ясьян Ю. П., Колесников А. Г., Завалинская Д. В., Завалинская И. С. Превращение прямогонных бензиновых фракций на цеолитсодержащих...

Катализаторы риформинга | Статья в журнале «Молодой ученый»

Наиболее часто в качестве матрицы в катализаторах риформинга бензиновых фракций используется активный оксид алюминия.

Последнее поколение катализаторов риформинга отличается тем, что наряду с платиной, содержат один или несколько других металлов.

Преимущества и недостатки способов получения...

Известен способ переработки легкого олефинсодержащего топливного газа и жидких продуктов каталитического

Турбулентный режим в слое катализатора позволяет гибко контролировать температуру реакции и

Реакции олигомеризации олефинов, в том числе, пропилена, под...

Полимеризация газообразных углеводородов в жидкое топливо

Наибольшим октановым числом характеризуются бензины риформинга, изомеризации бензиновых фракций, алкилирования. Наименьшее октановое число у прямогонных бензинов, а также бензиновых фракций, образующихся в различных термических процессах...

Современные методы повышения октанового числа

Октановое число — мера детонационной стойкости бензина и моторных масел.

Для автомобильных бензинов октановое число определяют двома методами — моторным и

Атомы свинца легко окисляются кислородом до оксидов свинца, а диоксид эффективно...

Насыщение ароматики как способ очистки топлива

Высокое содержание ароматических углеводородов уменьшает значение цетанового числа дизельного топлива и увеличивает выбросы твердых частив в окружающую среду. Эти твердые частицы, а также ароматические вещества, как известно, влекут за собой заболевания раком...

Каталитическое разделение сырой нефти под воздействием...

Матрицы сборки легких фракций (бензинов) аналогично нефти.

Результаты расчетов на детонационную стойкость бензиновых фракций, полученных при

Октановое число углеводородных фракций, полученных при разделении нефти без введения катализатора.

Каталитический риформинг | Статья в сборнике международной...

Сырьем каталитического риформинга служат бензиновые фракции с началом кипения не ниже 60–62 ºС, поскольку в самых легких фракциях бензина не содержатся углеводороды с шестью атомами углерода и присутствие легких фракций в сырье вызывает ненужное...

Разработка технологии производства этил-трет-бутилового эфира...

Наибольшим октановым числом характеризуются бензины риформинга, изомеризации бензиновых фракций, алкилирования. Наименьшее октановое число у прямогонных бензинов, а также бензиновых фракций, образующихся в различных термических процессах...

Похожие статьи

Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на...

На бицеолитном катализаторе при изомеризации газоконденсата прирост октанового числа происходит за счет увеличения содержания

Ясьян Ю. П., Колесников А. Г., Завалинская Д. В., Завалинская И. С. Превращение прямогонных бензиновых фракций на цеолитсодержащих...

Катализаторы риформинга | Статья в журнале «Молодой ученый»

Наиболее часто в качестве матрицы в катализаторах риформинга бензиновых фракций используется активный оксид алюминия.

Последнее поколение катализаторов риформинга отличается тем, что наряду с платиной, содержат один или несколько других металлов.

Преимущества и недостатки способов получения...

Известен способ переработки легкого олефинсодержащего топливного газа и жидких продуктов каталитического

Турбулентный режим в слое катализатора позволяет гибко контролировать температуру реакции и

Реакции олигомеризации олефинов, в том числе, пропилена, под...

Полимеризация газообразных углеводородов в жидкое топливо

Наибольшим октановым числом характеризуются бензины риформинга, изомеризации бензиновых фракций, алкилирования. Наименьшее октановое число у прямогонных бензинов, а также бензиновых фракций, образующихся в различных термических процессах...

Современные методы повышения октанового числа

Октановое число — мера детонационной стойкости бензина и моторных масел.

Для автомобильных бензинов октановое число определяют двома методами — моторным и

Атомы свинца легко окисляются кислородом до оксидов свинца, а диоксид эффективно...

Насыщение ароматики как способ очистки топлива

Высокое содержание ароматических углеводородов уменьшает значение цетанового числа дизельного топлива и увеличивает выбросы твердых частив в окружающую среду. Эти твердые частицы, а также ароматические вещества, как известно, влекут за собой заболевания раком...

Каталитическое разделение сырой нефти под воздействием...

Матрицы сборки легких фракций (бензинов) аналогично нефти.

Результаты расчетов на детонационную стойкость бензиновых фракций, полученных при

Октановое число углеводородных фракций, полученных при разделении нефти без введения катализатора.

Каталитический риформинг | Статья в сборнике международной...

Сырьем каталитического риформинга служат бензиновые фракции с началом кипения не ниже 60–62 ºС, поскольку в самых легких фракциях бензина не содержатся углеводороды с шестью атомами углерода и присутствие легких фракций в сырье вызывает ненужное...

Разработка технологии производства этил-трет-бутилового эфира...

Наибольшим октановым числом характеризуются бензины риформинга, изомеризации бензиновых фракций, алкилирования. Наименьшее октановое число у прямогонных бензинов, а также бензиновых фракций, образующихся в различных термических процессах...

Задать вопрос