Основные технологические параметры риформинга.

Основные технологические параметры процесса риформинга - температура в реакторах, давление, объёмная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа, качество сырья, добавки к сырью.

 

а) Температура процесса

Температура, поддерживаемая в слое катализатора установки риформинга, является главным регулируемым параметром процесса, который используется для получения продукта необходимого качества.

 

Она должна поддерживаться на минимально возможном уровне, обеспечивающем получение катализата с заданным октановым числом.

 

Катализатор риформинга может работать в широком диапазоне температур, не вызывая значительных отклонений от требуемого уровня выхода продукта и стабильности катализатора. Однако очень высокие температуры (свыше 500^оС) могут привести к реакциям, которые будут снижать выход риформата и стабильность катализатора.

 

Постепенным повышением входных температур компенсируется естественное снижение активности катализатора в реакционном цикле и длительность последнего определяется темпом (скоростью) повышения температуры.

 

Температуру на входе в реакторы за один раз не следует повышать более чем на 2^оС.

 

При изменении загрузки установки по сырью, входные температуры должны корректироваться - уменьшаться при снижении загрузки и увеличиваться при её повышении.

 

Прежде чем уменьшить загрузку установки по сырью, следует снизить температуру на входе в реакторы. Повышение температуры следует производить лишь после увеличения загрузки.

 

При повышении температуры на входе в реакторы увеличивается жесткость процесса и ускоряются все основные реакции, однако наиболее чувствительны к повышению температуры реакции гидрокрекинга.

 

Повышение температуры ускоряет образование кокса на катализаторе, снижает выход катализата и массовую долю водорода в циркуляционном газе риформинга.

 

Температура на входе в реакторы, при проведении любых операций на блоке риформинга, никогда не должна превышать 530^оС.

 

Перепад температуры в реакторах риформинга определяется, главным образом, тепловым эффектом процесса.

 

Реакции дегидрирования нафтенов и дегидроциклизации парафинов сопровождаются поглощением тепла, реакции гидрокрекинга с выделением. Общий тепловой эффект зависит от соотношения этих реакций в той или иной ступени риформирования:

 

	Ступени риформинга
	I	II	III
Преобладающие реакции	Дегидрирование нафтенов	Дегидрирование нафтенов Дегидроциклиза- ция парафинов Гидрокрекинг	Гидрокрекинг Дегидроциклиза- ция
Падение (-) или рост (+) температуры в реакторах	от - 30^оС   до - 70^оС	от - 5^оС   до - 40^оС	от - 10^оС   до + 10^оС

 

 

Температурный перепад, особенно в 1-й ступени риформинга, может служить характеристикой активности катализатора.

 

По мере отработки катализатора, накопления кокса на нем, понижения массовой доли водорода в циркулирующем газе, перепад температуры в отдельных реакторах и суммарный перепад температуры понижается.

 

Понижение перепада температуры в реакторах при работе на хлорированных катализаторах в некоторых случаях свидетельствует о чрезмерной массовой доли хлора в катализаторе.

 

Абсолютная величина температурного перепада в реакторах зависит от химического состава сырья и селективности процесса. Чем выше массовая доля нафтеновых углеводородов, тем выше, при прочих равных условиях, величина температурного перепада. При снижении селективности процесса вследствие развитий реакций гидрокрекинга происходит снижение температурного перепада.

 

б) Давление в реакторе

Давление в реакторе является самой точно определяемой величиной, также как и давление в слое катализатора. Поскольку около 50% объёма загруженного катализатора сосредоточено, как правило, в последнем реакторе, самым точным значением будет давление на входе в последний реактор.

 

Давление в сепараторе, в качестве эксплуатационного параметра, является лимитирующей величиной, поскольку падение давления будет значительно варьироваться с изменением производительности по сырью, скорости циркулирующего ВСГ, его плотности и т.п.

 

Давление в реакторе влияет на выход продуктов, требуемую температуру и стабильность катализатора.

 

При снижении давления в реакторе будет увеличиваться выход риформата и водорода, снижаться температура, необходимая для получения заданного качества продуктов и сокращаться межрегенеративный срок службы катализатора (увеличиваться скорость закоксовывания катализатора).

 

Повышение давления снижает коксообразование, но одновременно усиливает гидрокрекинг и подавляет образование ароматических углеводородов.

 

в) Скорость подачи сырья

Скорость подачи измеряет количество сырья, которое пропускается через данное количество катализатора за единицу времени.

 

Если известна часовая объёмная производительность по сырью и объём загруженного катализатора, то можно найти объёмную скорость подачи, если же известны соответствующие весовые показатели, то можно определить весовую скорость подачи сырья.

 

Обычно используется объёмная скорость подачи сырья (ОСПС, час^-1).

 

Скорость подачи сырья оказывает решающее влияние на качество продукта (например, октановое число).

Чем выше скорости подачи сырья, тем ниже октановое число.

 

При соблюдении проектного режима эксплуатации риформинга скорость подачи сырья незначительно влияет на выход продуктов и стабильность катализатора.

 

При очень низких скоростях подачи ускоряются реакции термокрекинга, приводящие к снижению выхода риформата (стабильного катализата).

 

При снижении объёмной скорости подачи сырья температура на входе в реакторы должна быть понижена. При увеличении объёмной скорости эксплуатационные температуры повышаются, но при этом сокращается межрегенерационный цикл.

 

г) Кратность циркуляции водород/сырье

Соотношение водород/сырье определяется как частное от деления количество молей циркулирующего водорода на число молей сырья.

 

 

Рециркуляция водорода в процессе риформинга необходима для поддержания стабильности катализатора. В процессе рециркуляции продукты реакции и конденсируемые вещества смываются с поверхности катализатора, и к его освободившимся активным центрам доставляется водород.

 

Повышение соотношения водород/сырье будет ускорять прохождение сырья через реактор и способствовать большей подаче тепла для эндотермических реакций.

 

Конечным результатом этого будет увеличение стабильности наряду с небольшим положительным влиянием на выход или качество стабильного катализата.

 

д) Качество сырья

Одним из существенных факторов, влияющих на работу риформинга, является качество сырья, его химический и фракционный состав.

 

Ценность сырья риформинга тем выше, чем выше в нем массовая доля нафтеновых углеводородов.

 

В сырье с низким началом кипения, ниже 77^оС, обычно содержится значительное количество углеводородов С₅. Пентаны в сырье не могут превращаться в ароматические углеводороды, и поэтому при прохождении через реакционную зону они претерпевают только реакции изомеризации или крекинга в легкие газы.

 

Вследствие их низкого октанового числа они снижают октановую характеристику риформата в целом и приводят к необходимости поддержания более жесткого режима процесса риформинга.

 

В сырье с высокой температурой начала кипения не содержатся высокие концентрации углеводородов С₆ и С₇, которые наиболее трудно вступают в реакции риформинга.

 

Сырье с высокой температурой конца кипения приводит к быстрому закоксовыванию катализатора, оно способствует также образованию риформата с высокой температурой конца кипения.

 

ж) Добавки к сырью

Добавки воды и хлорида в сырье эффективно поддерживают хлоридный баланс бифункционального катализатора РR-15.