33. Принципиальное устройство аксиального реактора риформинга. Его недостатки.

Устройство:Футерованный реактор с аксиальным вводом сырья:

1 — штуцер ввода сырья; 2 — распределитель; 3 - штуцер вывода продуктов реакции; 4 — корпус; 5 — наружная термопара; 6 — опорное кольцо; 7 — днище; 8 — люк для выгрузки катализатора; 9 — легкий шамот; 10 — люк; 11 — штуцер для эжекции газов; 12 — опорная решетка; 13. 15, 17 —фарфоровые шарики; 16 — катализатор; 18 — футеровка; 19 — штуцер для термопары.

Недостатки:

- Гидравлическое сопротивление выше(по сравнению с гидравлическим сопротивлением реакторов с радиальным вводом сырья);

- Худшее распределение газосырьевого потока(по сравнению с распределением газосырьевого потока в реакторах с радиальным вводом сырья);

- Вероятность засорения катализатора продуктами коррозии повышается(живое сечение для прохода газов меньше чем в реакторах с радиальным вводом сырья).

34. Реакторы установок риформинга

Реакторы установок каталитического риформинга относят к аппаратам непрерывного действия. Основой для классификации реакторов процессов каталитического риформирования могут являться термодинамические и физические характеристики потоков, проходящих через реактор, направление их движения, материальное исполнение корпуса и внутренних деталей и конструктивные особенности, способы размещения и регенерации катализатора.

По способу направления потока реакторы разделяются на аппараты с аксиальным движением потока сверху вниз (или снизу вверх) и с радиальным —от периферии к центру. Основным преимуществом реакторов с радиальным вводом сырья является их небольшое гидравлическое сопротивление потока хорошее распределение газосырьевого потока и меньшая вероятность засорения катализатора продуктами коррозии благодаря увеличению живого сечения для прохода газов.

По материальному исполнению корпуса аппарата реакторы делятся на футерованные, корпус которых изготовляется из углеродистых сталей, монометаллические и биметаллические.

Реакторы первого типа в свою очередь подразделяются на реакторы с наружной тепловой изоляцией (в этом случае металл корпуса работает в условиях высоких рабочих температур) и реакторы с внутренней тепловой изоляцией, которая предохраняет материал корпуса от действия высоких температур и исключает контакт продуктов реакции с металлом.

Реакторы, корпус которых выполнен в монометаллическом исполнении, применяются в блоках риформинга, биметаллическое исполнение корпуса реактора находит применение в основном в реакторах блоков предварительной гидроочистки.

Футеровка, применяемая в реакторах установок каталитического риформинга имеет ряд как положительных, так н отрицательных качеств.

К числу положительных можно отнести следующие: 1) снижение температуры корпуса и соответственно уменьшение уровня напряжения в металле; 2) защита от сероводородной (для реакторов блоков гидроочистки) и водородной коррозии; 3) сокращение расхода металла; 4) уменьшение теплопотерь. К недостаткам можно отнести следующие: 1) сложность системы армирования (торкрет-бетонная футеровка имеет систему армирования, состоящую из шпилек с шайбами и гайками и двух сеток); 2) трудоемкость нанесения торкрет-покрытия (смесь наносится специальной торкрет-пушкой); все футеровочные работы производят на установке, при этом желательно проводить их в летнее время; 3) токрет-бетонная футеровка не исключает местных перегревов корпуса реактора, особенно в верхней части аппаратов и штуцеров; 4) отсутствие возможности проводить периодический осмотр внутренней поверхности; 5) отсутствие надежных способов контроля качества футеровки.

Реакторы гидроочистки и риформинга без футеровки имеют ряд преимуществ. К ним можно отнести: 1) больший (по сравнению офутерованными) реакционный объем при одинаковых всех остальных условиях; 2) пониженные эксплуатационные расходы; 3) сокращение времени проведения регенерации катализатора за счет отсутствия ограничения скоростей подъема и снижения температур для корпуса без футеровки; 4) сокращение времени пуска реакторов в зимнее время за счет наружной изоляции; 5) упрощение проблем транспортировки реакторов(особенно для реакторов крупнотоннажных установок) за счет уменьшения диаметра на 300—350 мм, что связано с отсутствием футеровки н защитного стакана; 6) отсутствие работ, связанных с ремонтом футеровки и ее защитного кожуха; 7) облегчение решения вопросов крепления внутренних деталей к корпусу аппаратов (особенно при конструировании реакторов с радиальным вводом);

8) облегчение решения некоторых вопросов техники

безопасности, а именно:

— возможность проведения внутреннего осмотра корпуса

реактора перед гидравлическим испытанием;

— возможность проводить гидроиспытание водой, а не нефтепродуктом, как это допускается с мерами

предосторожности для футерованных реакторов;

— повышение безопасности пуска реакторов в зимнее время;

— отсутствие местных перегревов, опасных для прочности хромомолибденовых сталей корпуса реактора.

Катализаторы в процессе предварительной гидроочистки и каталитического риформирования изменяют свои свойства.

Для восстановления свойств катализаторов применяют регенерацию.По способу размещения и регенерации

катализатора реакторы каталитического риформирования подразделяются на: 1) реакторы с неподвижным слоем катализатора, приспособленные для работы в условиях цикличности: период контактирования (реакции) — период регенерации; 2) реакторы с движущимся слоем катализатора, циркулирующим по контуру: зона контактирования — зона регенерации.

Реакторы с неподвижным слоем имеют некоторые недостатки.

К ним можно отнести такие как: 1) трудность осуществления оптимального или близкого к нему температурного профиля по высоте слоя катализатора; 2) трудности осуществления равномерного распределения подачи газа на слой катализатора;

3) увеличение гидравлического сопротивления слоя с уменьшением размеров зерен катализатора, для того чтобы достичь увеличения поверхности контакта; 4) необходимость смены катализатора.

34. Общая характеристика гидрокрекинга вакуумного газойля: назначение, катализаторы, условия процесса, получаемые продукты, их качество и применение.Варианты технологических схем гидрокрекинга вакуумного газойля, их блок-схемы.

Предназначен для углубления переработки нефти и повышения качества перерабатываемых нефтепродуктов.

Сырье: ВГ 350-500C.

Продукты: 1. Бензин+РТ+ДТ, 2. Сырье КК+ ДТ. (все насыщенные)

Газ содержит мало УВ С1-С2, 45-48%=изобутан. Бензин нк-80 состоит в основном из изоПУВ (ОЧ=85п). Используется как компонент товарных бензинов. Тяжелый бензин 85-180: 40-45% НУВ, ОЧ = 55-60. Как компонент сырья для процесса риформинга. ДТ: соответствует требованиям на летнее топливо. Остаток: серы менее 0,2% и является хорошим сырьем КК.

Условия процесса: Т=330-450С, Р=3-20МПа, Об.С=0,5-5 К=500-2000

Катализаторы ГК относят к типу бифункциональных. Катализаторы ГК ВГ, как правило, состоят из следующих компонентов:

1. Кислотный носитель (аморфный алюмосиликат, галоид оксид алюминия, цеолиты типа У) обеспечивающего расщепляющую и изомеризующую функции);

2. Металла или сочетания металлов в восстановленной, оксидной форме, обеспечивающих гидрирующую и расщепляющую функции (Ni, Pt, Pd-на второй ступени ГК предварительно подготовленного сырья; чаще оксиды Mo, Ni, Co, W)

Содержание цеолитов в катализаторе 5-60%. Цеолитсодержащие катализаторы более активны и менее чувствительны к воздействию каталитических ядов.

Для ГК ВГ применяют катализаторы РК-420, РК-440, и ГКО-1, это катализаторы Ni-Mo на цеолитсодержащей окиси алюминия.

В основе каталитических процессов ГК лежат следующие реакции:

1. Крекинг парафиновых и нафтеновых углеводородов и изомеризация образующихся изкомолекулярных парафиновых углеводородов;

2. Гидрирование АУВ и непредельных соединений и гидрогенолиз гетерооганических соединений серы, азота, кислорода.

Промышленные установки делят:

1. В зависимости от качества перерабатываемого сырья: установки для переработки дистиллятного сырья; установки для переработки остаточного сырья;

2. По технологическому оформлению: со стационарны слоем катализатора(и для 1.А и для 1.Б); с движущемся слоем катализатора(только для 1.Б) установка ИНХС

Установки бывают с рециркуляцией непревращенного сырья и без неё.

Варианты технологических схем гидрокрекинга вакуумного газойля, их блок-схемы:

В зависимости от состава исходного сырья, назначения процесса, применяемых катализаторов и инженерных решений технологические схемы гидрокрекинга могут быть разделены на три основные категории:

1. Одноступенчатая одностадийная;

2. Одноступенчатая двухстадийная;

3. Двухступенчатая.

Одноступенчатый процесс применяется для легкого гидрокрекинга вакуумного газойля с целью подготовки сырья каталитического крекинга. При этом одновременно с малосернистым сырьем каталитического крекинга получают значительное количество дизельного топлива.

1. Одноступенчатая одностадийная. Блок схема:

а) Исходный вакуумный газойль смешивается с циркулирующим и свежим водородсодержащим газом.

б) Затем газосырьевая смесь поступает в реактор где протекают реакции гидрирования и гидрокрекинга. Газопродуктовая смесь из реактора охлаждается и с температурой 35-40 °С поступает сепаратор высокого давления, где от жидкой фазы (катализата) отделяется циркулирующий водородсодержащий газ (ЦВСГ). Жидкая фаза из сепаратора высокого давления поступает в сепаратор среднего давления, в котором отделяются углеводороды С₁-С₄, сероводород и аммиак. Углеводородный газ после моноэтаноламиновой очистки от сероводорода направляется на ГФУ.

в) Жидкая фаза из сепаратора среднего давления поступает в колонну стабилизации, в которой освобождается от остатка легких углеводородов С₃-С₄. Из колонны стабилизации стабильный катализат направляется в ректификационную колонну, в которой разделяется на бензин, дизельное топливо и остаток >350 °С, который подается на каталитический крекинг.