Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Курмангазиева Л. Т., Оразбаев Б. Б.,
2.1. Описание объекта исследования – блока каталитического риформинга установки ЛГ-35-11/300-95 Атырауского НПЗ
В данном разделе рассмотрим особенности объекта моделирования и оптимизации – комплекса взаимосвязанных технологических агрегатов блока каталитического риформинга установки ЛГ (Ленинград-Германия), Атырауского НПЗ, и на основе исследования разрабатываем математические модели объекта исследования.
Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов – сырья для нефтехимического синтеза – и водородосодержащего газа (ВСГ) – технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. ЛГ имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.
На Атырауском НПЗ с 1971 года функционирует установка
ЛГ-35-11/300-95, ее производительность по сырью 300,0 тыс.т/год. Эксплуатируется по бензиновому варианту с получением высокооктанового компонента с октановым числом до 95 пунктов по исследовательскому методу. Целевым продуктом является высокооктановый компонент товарных бензинов и сжиженный бытовой газ.
Используемые катализаторы: блок гидроочистки – катализатор UOP – S-12T; блок риформинга – катализатор UOP – R-56. Давление на гидроочистке – 27–28 атм; на риформинге – 22 атм; температура – 470–500 °С [106–109].
Установка каталитического риформинга состоит из четырех блоков:
1. Блок предварительной гидроочистки сырья – прямогонного бензина.
2. Блок каталитического риформинга (платформинг гидроочищенного бензина).
3. Блок деэтанизации и стабилизации катализата (платформата).
4. Блок очистки циркулирующего и углеводородосодержащего газов МЭА (моноэтаноламином) и регенерации МЭА (находится на консервации).
Рассмотрим описание технологической схемы и технологического процесса установки по исследуемому блоку – блока каталитического риформинга, технологическая схема которой приведена на рис. 2.1.
Блок каталитического риформинга. Цель риформинга состоит в превращении нафтенов и парафинов в ароматические углеводороды, которые затем в составе продукта процесса – платформата используются как товарный бензин (благодаря высоким октановым числам).
Процесс каталитического риформинга основывается на реакциях дегидрирования и дегидроизомеризации нафтеновых углеводородов, изомеризации алкановых углеводородов на платиновом катализаторе под большим давлением водорода. В результате указанных реакций в сырье (в бензиновых фракциях) увеличивается количество ароматических углеводородов изостроения, которые обладают высокими октановыми характеристиками. Гидрогенизат, освобожденный от сероводорода и воды, из подогревателя Т-3 поступает в теплообменник Т-2, потом в Т-20 и на прием центробежных насосов. Отсюда исходное сырье риформинга под давлением до 50 атм идет на смешение с циркулирующим газом. Смесь гидрогенизата и циркуляционного газа нагревается в теплообменниках Т-6 до температуры не более 460 °С за счет тепла смеси, выходящей из реакторов Р-2,3,4,4а и далее для подогрева поступает в соответствующую камеру печи П-1.
В целях повышения активности катализатора перед входом в реакторы Р-2, Р-3, Р-4,4а в смесь впрыскивается дихлорэтан. Для реформирования смесь проходит реакторы Р-2,3,4,4а с соответствующим промежуточным подогревом в многокамерной печи. Реакция ароматизации бензина протекает с отрицательным тепловым эффектом, вследствие чего температура в реакторах снижается. Для восстановления температуры в зоне реакции предусматривается многоступенчатый подогрев во 2-й и 3-й ступенях многокамерной печи П-1 до температуры 490–530 °С. Глубина превращения сырья по ступеням реакции составляет: в I ступени – 53–60 %; во II ступени – 28–30 %; в III ступени – 10–14 %.
Газопродуктовая смесь из реакторов Р-4 и Р-4а с температурой 490–530 °С двумя параллельными потоками направляется в трубное пространство теплообменников Т-6/3-4, где охлаждается до температуры 250–300 °С. Далее смесь направляется в сепаратор высокого давления С-7, где происходит разделение газо-жидкостной смеси на ВСГ в жидкий катализат. ВСГ с верха сепаратора высокого давления С-7 направляется в сепаратор циркуляционного газа риформинга С-9, откуда возвращается в систему риформинга.
Обозначение технологических линий: 1 – красная – Бензин; 2 – серая – ВСГ; 3 – зеленая – Вода техническая; 4 – голубая – Газ технологический; 5 – синяя – Дихлорэтан
Рис. 2.1. Технологическая схема установки каталитического риформинга, блок риформинга выделен зеленой
Нестабильный катализат с низа сепаратора высокого давления С-7 направляется на дальнейшую сепарацию в сепаратор низкого давления С-8, где за счет снижения давления до 19 атм из катализата выделяется углеводородный газ. Этот газ вместе с газами абсорбера К-3 направляется во фракционирующий абсорбер К-6. Остальная часть катализата направляется в теплообменник Т-7, где нагревается за счет тепла стабильного катализата до температуры 156 °С и поступает в нижнюю часть фракционирующего абсорбента К-6.