СПЕЦИФИКА ТЕХНОЛОГИИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ. ПРЯМОТОЧНЫЙ РЕАКТОР С ВОСХОДЯЩИМ ПОТОКОМ ГАЗОКАТАЛИЗАТОРНОЙ СМЕСИ

Условные обозначения и сокращения 5
Введение 6
1 Аналитический обзор 8
1.1 Бензин. Химико- технологические процессы получения 8
1.1.1 Риформинг 9
1.1.2 Изомеризация 11
1.1.3 Алкилирование 12
1.1.4 Гидрокрекинг 14
1.1.5 Компаундирование 15
1.1.6 Каталитический крекинг 17
1.2 Типы реакторов каталитического крекинга 25
1.2.1 Технологическая схема установки КК с восходящим потоком газокатализаторной смеси 26
1.2.2 Реактор с восходящим потоком газокатализаторной смеси 28
1.3 Технологические параметры процесса 31
2 Технологическая часть 33
2.1 Расчет параметров реактора с восходящим потоком газокатализаторной смеси 33
2.2 Расчет высоты реактора 34
2.4 Расход водяного пара на отпарку газов регенерации с катализатора 40
2.5 Материальный баланс регенератора 41
2.6 Тепловой баланс регенератора 42
3 Безопасность и экологичность работы 45
Заключение 57
Перечень использованных информационных ресурсов 58

Весь текст будет доступен после покупки

Заправка транспортных средств качественным высокооктановым топливом – залог продолжительной бесперебойной работы двигателей. Получение же высокооктановых бензинов из нефти – сложная задача в получении многокомпонентного товарного продукта (бензина) с заданными свойствами, удовлетворяющими экологическим, физико-химическим, эксплуатационным характеристикам, требования к которым постоянно ужесточаются.
В зависимости от процессов переработки нефти, используемых на НПЗ, и соответствующего набора установок, в состав бензина может вовлекаться от восьми до двенадцати и более компонентов первичной и вторичной переработки нефти, что позволяет не только максимально увеличить выход бензина из перерабатываемой нефти, но и обеспечить высокий уровень показателей качества, отвечающих требованиям современных автомобилей.
В нефтеперерабатывающей промышленности высокооктановые бензины получают по различным технологиям (каталитический риформинг и термокаталитический крекинг; процессы изомеризации, гидропроцессы, газофракционирование, компаундирование). В настоящее время наибольший интерес представляет собой каталитический крекинг (КК) нефтяного сырья. По технологии КК возможно получение как высокооктанового топлива, так и других ценных продуктов, которые в свою очередь являются сырьем для получения ценных продуктов нефтехимии: углеводороды, эфиры и др.
Каталитический крекинг – химико-технологический процесс, основанный на расщеплении крупных молекул углеводородов тяжелых нефтяных фракций на более мелкие в условиях высоких температур (450…500°С), под воздействием катализатора и под давлением (0,05…0,15 Мпа). Сырьем каталитического крекинга является вакуумный газойль с пределами выкипания 350-500°С.
Цель данной работы – изучить специфику технологии каталитического крекинга; с акцентным вниманием на изучение работы установки с восходящим потоком газокаталитической смеси.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- проведение обзора литературных данных, изучив современные установки техпроцесса получения бензинов;
-проведение расчета параметров реактора с восходящим потоком газокатализаторной смеси;
- расчет материального баланса процесса;
- расчет теплового баланса процесса;
- оценка безопасности и экологичности процесса.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Аналитический обзор

1. 1 Бензин. Химико- технологические процессы получения

Бензин (франц. «benzine», от араб. «любан джави» — яванское благовоние) – почти бесцветная жидкость (если разговор идет о бензине высокого качества), замерзающая при температуре ниже минус 60°С. По химическому строению бензин - многокомпонентная смесь углеводородов различного строения, способная в парообразном состоянии образовывать взрывчатые смеси при достижении концентрации паров бензина в воздухе 75…125г/м3[1 - 4].
С применением технологий первичной перегонки нефтяного сырья возможно получение бензиновой фракции с крайне низким октановым числом (ОЧ = 55 – 60 ед. по моторному методу) – прямогонный бензин. Низкооктановый бензин не может быть использован напрямую в современных ДВС как ввиду низкого ОЧ, так и из-за высокого содержания серы и др. Такой бензин имеет два пути: 1) его могут отправить на нефтехимические предприятия, где из него после целого ряда превращений будут изготовлены различные полимеры, растворители и химические волокна; 2) низкооктановый бензин может подвергнутся дальнейшим превращениям на специальных установках НПЗ, в результате чего его качество значительно улучшиться.
Получение автомобильного топлива, удовлетворяющего современным нормируемым требованиям возможно с использованием технологий глубокой переработки нефтяного сырья.
К основным технологиям получения товарных бензинов можно отнести: каталитический риформинг, производство изомеризата, получение алкилата, гидрокрекинг, каталитический крекинг, компаундирование.
Перечисленный перечень процессов направлен на получение бензинов с улучшенными эксплуатационными, физико-химическими, экологическими характеристиками [4].
1.1.1 Риформинг

Данная технология реализуется практически на всех НПЗ. Основное назначение каталитического риформинга - получение высокооктанового компонента товарных автомобильных бензинов из низкооктановых тяжелых бензиновых фракций за счет их ароматизации. Еще одним важным назначением каталитического риформинга является получение индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) - сырья нефтехимии. Важное значение имеет получение дешевого водородосодержего газа (ВСГ) для использования в других гидрогенизационных каталитических процессах.
Для получения высокооктанового компонента в риформинге используют прямогонную бензиновую фракцию 85-180°C.
Сущность процесса – превращение низкооктановых алканов в высокооктановые арены при высокой температуре и давлении на платинорениевом алюмооксидном катализаторе.
Процесс каталитического риформинга осуществляют на бифункциональных катализаторах, сочетающих кислотную и гидрирующую-дегидрирующую функции. Гомолитические реакции гидрирования и дегидрирования протекают на металлических центрах платины или платины, промотированной добавками рения, иридия, олова, галлия, германия и др. тонко диспергированных на носителе.
В промышленных катализаторах каталитического риформинга кислотную функцию выполняет носитель, в качестве которого используют оксид алюминия. Для усиления и регулирования кислотной функции носителя в состав катализатора вводят галогены F или С1. В настоящее время применяют только хлорсодержащие катализаторы. Содержание хлора составляет от 0,4-0,5 до 2,0 % масс.
Платина на катализаторе каталитического риформинга ускоряет реакции гидрирования-дегидрирования и замедляет образование кокса на его поверхности.
Важное значение в процессах риформинга имеет химический состав сырья. Как правило, с увеличением содержания суммы цикланов и аренов в сырье выход риформата и водорода возрастает.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Хомяков, И. С. Процесс получения высокооктановых компонентов бензинов из прямогонных бензинов газового конденсата на цеолитных катализаторах типа MFI / И. С. Хомяков // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2016. – № 3-5. – С. 10-13.
2. Ерофеев, В. И. Получение высокооктановых бензинов из прямогонных бензинов на модифицированных цеолитах ZSM-5 / В. И. Ерофеев, И. С. Хомяков, Л. А. Егорова // Теоретические основы химической технологии. – 2014. – Т. 48, № 1. – С. 77-82.
3. Байрамова, Р. Р. Получение высокооктановых компонентов бензина для лифтового реактора / Р. Р. Байрамова // Просвещение и познание. – 2022. – № 3(10). – С. 24-31.
4. Ганцев, А. В. Современное состояние и перспективы развития процесса каталитического крекинга нефтяного сырья / А. В. Ганцев, М. В. Виниченко // Universum: химия и биология. – 2019. – № 12(66). – С. 68-71.
5. Ахметов, С.А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов; Под ред. С. А. Ахметова. — Cанкт-Петербург.: Недра, 2006. — 868 с.
6. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти./ П.Г. Баннов — Москва.: ЦНИИТЭнефтехим. 2001. — 415 с.
7. ГОСТ Р 51313-99. Бензины автомобильные. Общие технические требования. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. С.4.
8. Каталитический паровой крекинг тяжелого нефтяного сырья: обзор / П. М. Елецкий, О. О. Мироненко, Р. Г. Кукушкин [и др.] // Катализ в промышленности. – 2018. – № 1. – С. 13-32. – DOI 10.18412/1816-0387-2018-1-13-32.

Весь текст будет доступен после покупки