НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Существуют различные модификации промышленного процесса платформинга. Различают регенеративные и нерегенеративные процессы. В регенеративном процессе один из реакторов периодически отключается для регенерации катализатора, который может работать в течение года или более. В нерегенеративном процессе нет запасного реактора, и работа прекращается, когда катализатор становится менее активным. Данная классификация является произвольной. Это связано с тем, что одна и та же установка может работать в регенеративном процессе, если давление процесса высокое, и в нерегенеративном, если давление процесса умеренное.

При умеренном давлении требуется более частая регенерация. Например, при производстве 80-90 октанового бензина (исследовательский метод) некоторые зарубежные платформы рекомендуют давление 34 бар, что позволяет работать от полугода до года и более, тогда как при производстве 90-октанового бензина и более предпочтительным является давление процесса 14 бар, т.е. процесс регенерации.

Регенеративные процессы включают так называемый ультраформинг и пауэроформинг, которые состоят из четырех-шести реакторов, и реакторы могут работать непрерывно в течение пяти-шести дней. Однако частая регенерация катализатора неэкономична.

Платформинг со стационарным катализатором

Системы без регенерации более обширны и обычно состоят из трех реакторов и двух промежуточных стадий нагрева. В некоторых системах ароматические вещества извлекаются из реформированной фракции путем экстракции (риформинг) или адсорбции (изопластический), а парафино-нафтеновая фракция смешивается со свежим сырьем или возвращается отдельно в реакционную зону для увеличения глубины конверсии. Большинство установок включают блок переработки водорода, который использует избыток водорода из основного процесса.

Для получения высокооктанового бензина были разработаны две модификации процесса. Если содержание серы в сырье ниже 0,1 %, то первоначальная обработка сырья водородом не проводится. Циркулирующий водородсодержащий газ очищается от сероводорода. Если содержание серы выше 0,1 %, то перед процессом риформинга проводится гидрогенизация и очистка сырья с помощью алюмокобальтмолибденовых катализаторов.

Сырье для данного типа оборудования кипятится при температуре 85-180°C или 105-180°C, в зависимости от того, производит ли НПЗ бензол (фракция 62-85°C) или бензол и толуол (фракция 62-105°C) вместе.

Сырье, представляющее собой смесь высокосернистого бензина, прямогонного бензина и крекированного или коксового бензина, проходит через часть системы теплообменников 12 и трубчатую печь 5 и подвергается гидрокрекингу в реакторе 1 при температуре 380-420°C и давлении 35 атм с алюмокобальтмолибденовым катализатором. Реактор 1. После отвода избыточного тепла в ребойлере 13, теплообменнике 12 и охладителе 18 очищенное сырье отделяется от гидрированного газа в сепараторе 24 и после нагрева в теплообменнике 14 подается в колонну 7, свободную от сероводорода, углеводородных газов и воды. Сырье из колонны 7 смешивается с циркулирующим газом из компрессора 38 насосом 30 и проходит через нагревательную секцию теплообменника 15 и печь 5 под давлением около 50 бар, нагревается до 500-520°C и поступает в реактор 2 первого риформинга. Система имеет три реактора (2-4) и две промежуточные ступени нагрева в печи 5.

Из-за относительно тяжелой фракции сырья необходимо поддерживать высокое давление в системе (40 атм в последнем реакторе), чтобы избежать реакций сгущения. Продукт реакции из последнего реактора 4 проходит через теплообменник 15 и охладитель 19 в сепаратор высокого давления 26, где водородсодержащий газ отделяется от катализатора. Часть газа возвращается в систему, а избыток сбрасывается в линию водородсодержащего газа.

Вместе с растворенным углеводородным газом катализатор поступает в сепаратор 27, где происходит отделение жирных газов. Этот газ вместе с катализатором поступает в стабилизирующий абсорбер 10.При указанных условиях температуры и давления объемная скорость подачи составляет 1,5-2,0 ч-1, а циркуляция водорода - около 1500 м3/м3 подачи. Температура на входе в реактор повышается примерно на 10°C по мере работы катализатора для повышения активности.

Узкий риформинг бензиновой фракции осуществляется при давлении 20 бар для бензола и толуола и при 40 бар для фракции С₈. В связи с насыщением ненасыщенными углеводородами, препятствующим извлечению чистых ароматических веществ из катализатора, техническая схема включает дополнительный реактор, содержащий алюминиево-платиновый катализатор; температура гидрирования в этом реакторе составляет 320°C.

Поскольку содержание серы в легких бензольных и толуольных фракциях обычно составляет менее 0,1%, сырье не подвергают гидрогенизации, а ограничиваются удалением сероводорода из циркулирующего газа. Это делается путем очистки этанола и дегидратации газа этиленгликолем.

Основным преимуществом катализаторов гидроочистки является то, что наряду с удалением серы происходит общее улучшение сырья, включая насыщение ненасыщенными компонентами и удаление азотных соединений и оксигенированных металлов и других деактивирующих смесей. В результате была разработана установка комбинированного риформинга, способная перерабатывать 600 тонн сырья в год. Установка состоит из блока подготовки сырья (фракция 60-140°C), двух параллельных блоков риформинга (фракция 60-105°C при давлении 20 бар и фракция 105-140°C при давлении 35-40 бар), катализатора и блока разделения риформированного газа. Блок подготовки сырья включает реактор гидроочистки и колонны вторичной перегонки для очищенных фракций сырья 60-105 °C и 105-140 °C.

Выход водорода зависит от химического состава сырья и глубины процесса и составляет 0,75-1,05% (по массе) на сырье, т.е. 83-117 м³ /т, после вычета водорода, потребленного в процессе гидроочистки. Этот избыток водорода может быть использован на нефтеперерабатывающих заводах для гидроочистки топлива и масел.

Платформинг с движущимся катализатором

Технологическая схема

В процессе платформинга фирмы UOP (США) с движущимся катализатором, циркулирующим между реактором и регенератором, три реактора раположены друг над другом и выполнены в виде одного колонного аппарата, разного диаметра по высоте. Катализатор из первого (верхнего) реактора перемещается во второй, а из второго в третий. Из нижнего реактора катализатор транспортируется в регенератор.

Сырье насосом 5 подается в продуктовый теплообменник 6, предварительно смешиваясь с циркуляционным водородсодержащим газом, а затем поступает в змеевик первой секции многосекционной печи 7. Нагретая до 520°С газосырьевая смесь вводится в реактор 2.

Промежуточный подогрев реакционной смеси осуществляется в змеевиках следующих секций печи 7. Продукты реакции по выходе из реактора 4 снизу проходят систему регенерации тепла (теплообменник 6 и водяной холодильник 8). В отличие от обычных схем разделение жидкой и газовой фаз происходит в газосепараторе 9 низкого давления (1 МПа). Газ из аппарата 9 компримируется компрессором I5 до давления 1,5 МПа, смешивается с жидкой фазой, подаваемой насосом 11, смесь охлаждается в холодильнике 13 и разделяется в газосепараторе высокого давления 12. Такая последовательность сепарации, вызванная низким давлением в реакционной зоне, уменьшает унос бензина с водородсодержащиш газом и повышает содержание в газе водорода.

Водородсодержащий газ компрессором 10 подается в блок гидроочистки сырья и на циркуляцию в узел смешения с сырьем платформинга перед теплообменником 6. Балансовое количество водородсодержащего газа выводится с установки.

В колонне 18 осуществляется стабилизация катализата. Головная фракция стабилизации после охлаждения и конденсации в аппарате 19 отделяется в газосепараторе 20 от сухого газа и подается насосом 21 на орошение стабилизатора 18, а балансовое количество выводится с установки. Для подвода тепла в низ стабилизационной колонны 18 служит трубчатая печь 17. Нижний продукт колонны 18 — стабильный катализат — выводится с установки через аппарат 14.

Из реактора 4 снизу вся масса отработанного катализатора транспортируется в секцию регенерации 1, где и происходит последовательный выжиг кокса, оксихлорирование (для разукрупнения кристаллитов платины) и добавление хлоридов (промоторов). Регенерированный катализатор после охлаждения подается на верх реактора 2. Используемый в качестве транспортирующего газа водород восстанавливает катализатор после пребывания его кислительной среде регенератора. Систему регенерации при необходимости можно отключить от контура без нарушения работы установки.

Технологический режим