Выбор и оценка эффективности pt-катализаторов процесса риформинга бензинов с применением моделирующей системы (стр. 3 )

В свою очередь, выполненные исследования показали, что кинетические параметры комбинированных катализаторов зависят от их распределения по реакторам. Очевидно, что для каждого варианта загрузки необходимо проводить дополнительные исследования и прогнозирование каталитических свойств (табл. 6).

Таблица 6 – Распределение катализаторов РБ-33У и РБ-44У по реакторам при комплексной загрузке

Установлено, что различное соотношение сбалансированного (РБ-33У) и несбалансированного (РБ-44У) катализаторов на установках Л-35-11/1000 и ЛЧ-35-11/600 приводит к тому, что кинетические параметры загрузки катализаторов значительно различаются между собой, соответственно и при эксплуатации они будут вести себя по разному (табл. 7).

Таблица 7 – Константы скорости превращения углеводородов на поверхности комплексной загрузки катализаторов РБ-33У+РБ-44У

Как видно из таблиц 7, 8 катализаторы РБ-33У+РБ-44У, загруженные на установках ЛЧ-35-11/600 и Л-35-11/1000, вследствие разного соотношения сбалансированного и несбалансированного катализаторов имеют существенно различные значения констант скоростей в реакциях дегидроциклизации и изомеризации парафинов, что отражается на эффективности работы данных катализаторов и качестве получаемого продукта.

Полученные кинетические параметры в базе данных по платиносодержащим катализаторам совместно с математической моделью процесса риформинга позволяют выбрать катализатор с учетом состава сырья, технологических особенностей производства и требуемого качества продукта.

На протяжении одного межрегенерационного цикла состав сырья может изменяться в большом диапазоне, что необходимо учитывать при выборе контакта. В табл. 8 представлены расчеты, показывающие влияние катализата получаемого на установке Л-35-11/1000, в зависимости от состава сырья при различных технологических параметрах ведения процесса.

Таблица 8 – Влияние состава сырья на основные характеристики работы комплексной загрузки катализаторов РБ-33У и РБ-44У на установке Л-35-11/1000 при различных технологических параметрах процесса

Сырье, перерабатываемое на НПЗ: Тип 1 – Парафины/(Нафтены+Арены)=1,32; н-Пар/и-Пар =0,76; Тип 2 – Парафины/(Нафтены+Арены) = 0,94; н-Пар/и-Пар = 0,99.

Расчеты показали, что использование парафинистого типа сырья по сравнению с нафтеновым (отношение Парафины/(Нафтены+Арены) = 1,3 против 0,9) приводит к снижению выхода целевого продукта и критерия эффективности переработки сырья на 1,0-1,7 % масс. и 2-6 единицы соответственно, в зависимости от технологических условий ведения процесса.

Очевидно, что качество сырья значительно влияет на результаты ведения процесса. При этом для получения стабильного катализата заданного качества на производстве вынуждены будут менять жесткость процесса, что объективно отразится на межрегенерационном пробеге применяемых катализаторов. Следовательно, для такого сырья следует применять катализаторы более активные в реакциях дегидроциклизации парафинов.

Таким образом, разработанный способ по тестированию каталитических контактов совместно с созданной базой данных по катализаторам процесса риформинга, позволяет решить для отечественных НПЗ ряд прикладных работ по выбору оптимального катализатора для установок риформинга, обосновать реконструкцию реакторов и оптимальную раскладку катализатора по реакторам, прогнозировать длительность межрегенерационного пробега Pt-контакта и многое другое.

Выводы

1.  Разработан способ расчета констант скоростей химических реакций углеводородов на поверхности Pt-катализаторов, основанный на прикладном использовании нестационарной кинетической модели, с учетом многокомпонентности сырья и многообразия реакций, протекающих на их поверхности.

2.  Для математической модели процесса риформинга разработана подсистема тестирования Pt-контактов на основе агрегированной физико-химической модели процесса, позволяющая провести сравнительную оценку промышленных катализаторов по выходным технологическим показателям.

3.  Впервые на основе результатов теоретических расчетов показано, что принципиальное влияние на величину константы скорости вносит соотношение энергетической (энтальпийной) и структурной (энтропийной) составляющих, величины которых зависят от состава и технологии приготовления современных марок платиносодержащих контактов. При этом показано, что максимальная величина структурной составляющей достигнута при приготовлении катализатора марки ПР-71, при относительно несущественном изменении величин энергетической составляющей для сравнительных марок платиновых контактов. Как следствие, увеличение предэкспоненциального множителя за счет структурной составляющей может достигать 1,5-1,8 раза, что приводит к увеличению константы скорости.

4.  С использованием разработанного способа расчета констант скоростей превращения углеводородов выполнена оценка технологических показателей различных марок катализаторов при фиксированных условиях промышленной установки риформинга. При этом обоснована максимальная эффективность в этих условиях катализатора ПР-71.

5.  Расчетами на модели процесса риформинга оценено влияние состава сырья на технологические показатели эффективности Pt-контакта. При этом установлено, что увеличение соотношения парафинов к сумме нафтеновых и ароматических углеводородов в сырье с 0,9 до 1,3 приводит к снижению критерия эффективности процесса переработки сырья на 2-6 единицы.

6.  Расчетами показано, что при комбинированной загрузке сбалансированных и несбалансированных по рению катализаторов, технологические показатели процесса риформинга принципиально зависят от их соотношения и распределения по реакторам, которые рассчитываются конкретно для каждой действующей установки. Изменение кинетических закономерностей превращения углеводородов на поверхности контактов при различном соотношении сбалансированного и несбалансированного по рению катализатора отличается 2-3 раза.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1.  , , Полубоярцев катализатора для переработки бензиновых фракций и оценка технологических режимов эксплуатации и регенерации с применением нестационарной кинетической модели // Химия нефти и газа: Матер. V Междун. конф. – Томск: Издательство Института оптики атмосферы СО РАН, 2003. – С. 388–390.

2.  , , Полубоярцев анализ и тестирование Pt-катализаторов риформинга применительно к условиям нефтеперерабатывающих заводов// Известия Томского политехнического университета. – 2004. – T.307. – №4. – С. 104-108.

3.  , , Полубоярцев анализ и повышение эффективности нефтеперерабатывающих производств методом математического моделирования: Учеб. пособие. – Томск: Издательство Томского политехнического университета. – 2004. – 170 с.

4.  , , Полубоярцев практического применения нестационарной кинетической модели для повышения эффективности и прогнозирования процесса риформинга бензинов// Нефтепереработка и нефтехимия
, 2004. – №10. – С. 8-9.

5.  , , Полубоярцев и стабильность платиновых катализаторов риформинга // Химия и технология топлив и масел. – 2004. – №3. – С. 40-42.

6.  , , Мельник технологических свойств Pt-катализаторов процесса риформинга с использованием интеллектуальной компьютерной системы// Известия Томского политехнического университета. – 2005. – Т.308. – № 3. – С. 114-118.

7.  , , Полубоярцев технологических параметров Pt-катализаторов риформинга методом математического моделирования // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2005. –№ 12. – С. 26-31.

8.  , Степанян кинетических параметров pt-катализаторов методом математического моделирования // Ломоносов-2006 – Химия: Матер. Междунар. конф. молодых ученых по фундаментальным наукам - Москва, 2006. – Т. 1. – C. 77-79.

9.  C., , Фалеев и оценка эффективности Pt-катализаторов процесса риформинга бензинов с применением моделирующей системы // ПОД ЗНАКОМ СИГМА: Тезисы докладов IV Всероссийской научной конф. – Омск: Издательство Института проблем переработки углеводородов СО РАН, 2007. – С. 120–121.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3