Каталитический риформинг. Отчёт по производственной практике

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Волгоградский государственный технический университет»
Кафедра «Технология органического и нефтехимического синтеза»
Отчёт по производственной практике
Выполнил:
студент группы ТВК-574
Нищик Вадим Викторович
Руководитель: доцент к.х.н.
Анищенко Оксана Витальевна
Волгоград 2023 г.

2.

Актуальность
Каталитический риформинг является одним из важнейших процессов современной нефтепереработки и нефтехимии
при постоянно растущем спросе на высокооктановые бензины;
Целевым продуктом каталитического риформинга является получение высокооктанового компонента товарного бензина.
Другим немаловажным продуктом процесса является образование избыточного водородсодержащего газа, который
используется в других гидрогенизационных процессах.
Цель практики
Изучение и анализ процесса производства высокооктанового компонента бензина, поиск путей по увеличению
производительности и качеству целевого продукта
Задачи практики
1. Изучение способа производства промышленного аналога
2. Анализ научно-технической и патентной литературы
3. Изучение инженерных основ способа для получения целевого продукта
4. Изучение конструкции и типа основного аппарата
5. Расчет материального баланса основной и вспомогательных стадий
6. Безопасность и экологичность производства
7. Описание технологической схемы процесса производства

3.

Общие сведения о технологии промышленного аналога
Установка №12 каталитического риформинга типа ПР-22- 35-11/1000 ООО «ЛУКОЙЛ Волгограднефтепереработка» предназначена для получения высокооктанового компонента (стабильного катализата) товарных автомобильных
бензинов, побочным продуктом процесса является получение водородсодержащего газа.
Номинальная мощность установки составляет 1 млн.т/год.
Предел колебания мощности установки составляет 60-120 %, часовая производительность 87-137,5 т/ч.
Ввод установки в действие – 2006 г.
Процесс риформинга идет в трех соединенных последовательно адиабатических реакторах с неподвижным слоем
бифункционального катализатора R86 фирмы UOP в среде циркулирующего водородсодержащего газа с
последующей сепарацией и стабилизацией катализата.
Важными особенностями процесса являются его осуществление при повышенной температуре 480 – 500 °С, под
давлением 1,92 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,2 ч−1, кратность циркуляции водород : сырье 1520 нм3 /м3
Получаемые продуты имеют следующие характеристики:
-Октановое число по ИМ 97 - 98 при выходе стабильного катализата 80,5 % масс.
-Концентрация водорода 80,6 - 81,2 % об.

4.

Анализ способа производства промышленного аналога
Структура производства по блокам

5.

Анализ способа производства промышленного аналога
Исходная информация о способе
Результаты реализации решения
Положительные
Рекуперация тепла
Смешение стабильного гидрогенизата и ВСГ
с образованием стабильного гидрогенизата
происходит непосредственно в корпусе теплообменни
ка Т-301. Нагретая в Т-301 ГСС поступает в печь
риформинга П-301
Печь П-301 трёхсекционая предназначена для
Использование газожидкостных инжекционных
трёх ступеней риформинга. Все радиантные
горелок парового распыливания типа ГП–2,5И-1,
камеры печи П - 301 оснащены шестью газо
позволяет работать на комбинированном топливе
жидкостными инжекционными горелками парового (жидкое топливо и топливный газ)
распыливания. Горелки расположены в поду камер.
Для нагрева ГСС поступает в первую ступень - в
камеру конвекции, далее в первую радиантную камеру
П-301/1.
После нагрева в П-301 ГСС риформинга поступает Обеспечение оптимального способа
для синтеза в реакторы Р-301/302/303 чередуя путь регулирования температуры на входе реактор
потока для поддержания входных параметров - печь /
реактор 301 / печь / реактор 302 / печь / реактор 303.
Отрицательные
Недостаточный нагрев ГСС смеси в
теплообменнике для стадии синтеза,
Необходим дополнительный нагрев реакционной
смеси
Затраты на топливо для работы печи.
Закоксовывание змеевиков печи
Падение температуры в реакторе в процессе
синтеза.
Неполная конверсия стадии синтеза, необходим
дополнительный нагрев ГСС перед входом в
следующие реакторы
Закоксовывание катализатора.
Уменьшение срока службы катализатора.
ГПС, через фильтр «Рифинг» направляется в Рекуперация тепла. С верха сепаратора выводится Потери катализата с углеводородным газом
теплообменник Т-301, где отдает свое тепло ВСГ, из нижней его части нестабильный
Затраты электроэнергии на работу воздушный
газосырьевому потоку, после чего доохлаждается в катализат направляется в колонну стабилизации
холодильников
воздушных холодильниках ВХ-301/1,2,3,4,5,6 и в К-301.
водяном холодильнике Х-301. Охлажденная ГПС
поступает в сепаратор С-301, где происходит ее
разделение на ВСГ и нестабильный катализат.

6.

Анализ научно-технической и патентной литературы
В процессе анализа было выделено три варианта повышения эффективности существующего процесса
Разработчик
Используемая марка
катализатора
ЦНХТ ИК СО РАН сомест
но с ПАО «Газпромнефть»
ПР-81
ООО «НПП Нефтехим»
Cи-4
REF Ultra
ООО НПФ «ОЛКАТ»
РБ-33У
РБ-44У
Способ
Получаемый эффект от реализации
Совершенствования технологии риформинга с неподвижным Новый процесс обеспечивает октановое число риформата,
слоем катализатора марки ПР-81 включающий выделение из близкое к процессу с непрерывной регенерацией катали-затора,
риформата низкооктановой бензолгептановой фракции и ее при этом суммарное содержание ароматических углеводородов
гидроизомеризация с увеличением октанового числа целевого на 10 % мас. ниже, а бензола – в 5 раз ниже.
продукта на 4-5 пунктов (до 99-101 ИМ) при по-ниженном Данная технология имеет потенциал для промышленной
содержании ароматических углеводородов (64-66 % мас.) и реализации, как путем модернизации существующих устано-вок
бензола до 0,2 % мас.
с периодической регенерацией катализатора.
Сырье – фракция 70-180°С сначала разделяют в колонне Позволяет получать основной компонент автобензина с низким
предварительной подготовки сырья на две фракции: 70-110°С содержанием ароматики менее 40% об., бензола менее 1% с
(легкая нафта) и 110-180°С (тяжелая нафта). Затем легкая и октановым числом выше 95 пунктов. Реализация технологии
тяжелая
фракции
направляются
соответственно
в ИЗОПЛАТ возможна с применением стандартного ряда
низкотемпературный и высокотемпературный блоки пред- технологического оборудования без дополнительных лицензий.
варительно смешиваясь с потоком водородсодержащего газа
Замена используемого на данный момент катализатора R-86 Комбинации отечественных катализаторов РБ-33У+РБ-44У
фирмы UOP на российский комбинированный аналог в рам-ках характерен более высокий выход стабильного катализата 85-89%
импортозамещения без заметных колебаний показате-лей при прочих равных условиях. Несмотря на некоторые развыхода и качества целевого продукта.
личия в условиях эксплуатации сравниваемых катализаторов, ко
мбинация отечественных катализаторов сменит используемый на
данный момент R- 86 без заметных колебаний пока-зателей
выхода и качества целевого продукта.
Наиболее перспективным является способ производства на импортозамещаемом катализаторе ПР-81 взамен используемого R-86
с последующим выделением из риформата низкооктановой бензолгептановой фракции и ее гидроизомеризацией с увеличением
октанового числа целевого продукта до 99-101

7.

Реакции протекающие в процессе каталитического риформинга
Основные реакции:
Побочные реакции:
1) Дегидрирование шестичленных нафтенов:
Дегидрирование метилциклогексана в толуол
5) Реакции гирдрокрекинга алканов:
Гидрокрекинг н-нонана в изобутан и изопентан
2) Дегидроизомеризация пятитичленных нафтенов:
Изомеризация метилциклопентана в циклогексан с
последующим дегидрированием
6) Реакции уплотнения – коксообразование на
катализаторе:
3) Дегидроциклизация парафиновых углеводородов:
Дегидроциклизация н-гептана в толуол

8.

Механизм реакции дегидрирования процесса каталитического
риформинга
Дегидрирование нафтенов
Реакция проходит на металлическом центре катализатора (платина)
+
СН 2
СН 3
СН 3
+Н+
СН 3
СН 3
+
+
- Н2
-Н
- 2Н 2
+
+Н 2
СН 3
СН 3
Продукты распада

9.

Кинетика реакции дегидрирования процесса каталитического
риформинга
Влияние на скорость диссоциации связи
Уравнение Лэнгмюра - Хиншельвуда