Риформинг

Процессы риформинга с непрерывной регенерацией катализатора

Преимущества риформинга с движущимся слоем катализатора — непрерывность процесса, постоянство выхода и качества получае­мого риформата и ВСГ, возможность эксплуатации установок в жестком режиме с глубокой ароматизацией сырья при низком давлении (0,7— 1,2 МПа) и низком мо­лярном отношении водород : сырье (2—5). Первая установка риформинга с непрерывной регенерацией катализатора фирмы UOP была пущена в 1971 г. [256]. По данным [270] к 1983 г. в разных странах в эксплуатации находилось 35 установок платформинга с непрерывной регенерацией и более 50 установок подобного типа проектировалось и строилось (рис. 4.7).

 

Технологическая схема уста­новки риформинга UOP с непрерывной регенерацией катализатора
 

Рис. 4.7. Технологическая схема уста­новки риформинга UOP с непрерывной регенерацией катализатора:

1 — реакторная колонна; 2 — блок пе­чей; 3 — теплообменник; 4 — холодиль­ник; 5 — сепаратор низкого давления; б — сепаратор высокого давления; 7 — компрессор; 8 — насос; 9 — разгрузоч­ное устройство; 10 — затворный бун­кер; 11 — питатель; 12 — регенератор; 13 — бункер закоксованного катализа­тора; 14 — бункер отрегенерированного катализатора. / — гидрогенизат; // — циркулирующий ВСГ; III — избыточ­ный ВСГ; IV риформат на стабили­зацию;    V — транспортный   газ.

 

На блоке риформинга имеется четыре реактора, расположенные вертикально друг над другом, и образующие единую реакторную колонну 1. Катализатор (шарики диаметром 1,6 мм) перетекает из ре­актора в реактор под действием силы тяжести по переточным трубам малого диаметра, которые одновременно служат гидравлическими затворами, разобщающими реакторы между собой по газовым пото­кам.

Скорость движения катализатора регулируется посредством перепускных и запорных клапанов, работающих автоматически. Клапаны расположены на входе катализатора в первый и на выходе из четвер­того реактора риформинга. Сырье / в смеси с циркулирующим ВСГ //
нагревается в теплообменнике 3, в секции печи 2 и последовательно проходит реакторы и секции печи, предназначенные для межступенчатого перегрева.                            

Для повышения концентрации водорода и снижения плотности циркуляционного газа технологической схемой предусмотрена двой­ная сепарация: после охлаждения в теплообменнике 3 и холодиль­нике 4 газ и риформат разделяются в сепараторе низкого давления 5 при 0,7—0,8 МПа, после чего газ сжимается в циркуляционном ком­прессоре 7 и вновь смешивается с риформатом, подаваемым насосом 8. После охлаждения газ отделяется от риформата в сепараторе высо­кого давления 6 при 1—1,3 МПа.

Закоксованный катализатор отбирается из нижней части реакционной колонны 9, поступает в затворный бункер 10, а затем в пи­татель 11. Катализатор транспортируется азотом порциями по ≈ 100 кг. Из бункера 13 закоксованный катализатор поступает в ре­генератор 12, работающий при избыточном давлении 0,01 МПа. В первой, верхней зоне регенератора при 440—500 °С проводится выжиг кокса в среде циркулирующего инертного газа с объемным содержанием кислорода 1—1,5%. Во второй зоне при 500—540 °С циркулирует газ с содержанием кислорода 18—20%.

 

Технологическая схема циркуляции катализатора в установке риформинга Французского института нефти 

 

Рис. 4.8. Технологическая схема циркуляции катализатора в установке риформинга Французского института нефти:

1 — реактор; 2 — разгрузочное устройство реак­тора; 3 — питатель транспортных линий; 4 — бун­кер-накопитель; 5 — регенератор; 6 — циркуля­ционный компрессор газов регенерации. / — ли­нии пневмотранспорта катализатора; // — пода­ча транспортного ВСГ; III сброс транспортного газа; IV — инертный газ и воздух; V —водород на восстановление катализатора.

 

В эту зону подается хлорорганическое сое­динение и проводится хлорирование катализатора. В третью, нижнюю, зону подается осушенный воздух и при 500—540 °С прокаливается катализатор. В двух верхних зонах поток газов радиальный, в зоне прокалки — аксиальный. Циркуляция газов в первой и второй зонах осуществляется высоконапорными вен­тиляторами, нагревание газов проводится в электроподогрева­телях. Отрегенерированный катализатор транспортируется ВСГ. Из бункера 14 катализатор порциями подается в верхнюю часть реактора, в зону восстановления, представляющую собой трубчатый теплообменник, обогреваемый газосырьевой смесью. В трубное про­странство, куда поступает катализатор, подается также холодный ВСГ. Применяемые катализаторы (R-30, R-32) не требуют осернения.

Ниже дана характеристика работы установок двух типов рифор­минга с непрерывной регенерацией  катализатора   [237,  271]: 

 

Бензин

Толуол, ксилолы

Сырьевая фракция, °С

85-180

95—140.

Производительность по сырью, тыс. т/год

1000

1000

Использование рабочего времени (блок ри-

354

354

форминга), сут/год

 

 

Катализатор

 

 

Марка

R-30

R-32

Массовое содержание платины, %

0,6

0,38

Режим

 

 

Давление (IV ступень), МПа

0,88

0,88

Объемная скорость, ч~1

1,9

1,8

Кратность циркуляции ВСГ, м33

940

900

Производительность регенератора, кг/ч

200—225

320

Стабильный катализат

 

 

Массовый выход, %

83,5

85,5

Октановое число (и. м.)

100

Массовое содержание  ароматических угле-

69,5

водородов, %

 

 

Ниже представлена характеристика работы установки с непре­рывной регенерацией катализатора, предназначенной для произ­водства бензина с октановым числом 100  [241]: 

 

Сырье

 

Катализат

р, кг/м3

744

 

810

Фракционный состав, вС

 

 

 

н. к.

87

 

66

10 %

101

 

85

50%

119

 

123

90 %

152

 

165

к. к.

179

 

203

Массовый   групповой   состав   углеводоро-

 

 

 

дов, %

 

 

 

парафины

51,5

 

28,0

нафтены

35,4

 

 

ароматические

13,1

 

72,0

Октановое число (и. м.)

 

100,5

Давление паров (38 °С), кПа

 

32,7

Массовый выход, %

 

 

 

Стабильный катализат

 

85,9

 

Сжиженный газ                             

 

3,0

 

Углеводородный газ

 

0,8

 

ВСГ

 

10,3

 

в том числе водород

 

2,9

 

В процессе риформинга с движущимся катализатором Французского института нефти реакторы расположены обычным образом, один возле другого, и связаны между собой пневмотранспортными линиями (рис. 4.8).

Отрегенерированный и восстановленный катализатор периоди­чески загружается в реактор / ступени и затем последовательно проходит все реакторы. Транспорт между реакторами осуществ­ляется ВСГ. Из последнего реактора катализатор поступает в бункер-накопитель, где отделяется от пневмоагента. Из бункера-накопителя катализатор периодически ссыпают в регенератор, где в неподвижном слое проводится окислительная регенерация и иные операции по подготовке катализатора к работе в цикле реакции. Единовременно регенерируется ≈ 5% общей загрузки катализатора. Система цир­куляции катализатора использована Французским институтом нефти в процессе риформинга, а также при осуществлении процесса аромайзинг. Подобные установки могут сооружаться в два этапа [256]: сначала монтируют обычную установку риформинга с реакторами, внутренняя конструкция которых приспособлена для движения ка­тализатора, на втором этапе монтируют систему регенерации катали­затора. При работе со стационарным слоем катализатора поддержи­вают более высокое давление и более высокую кратность циркуляции, после монтажа системы регенерации давление снижают.

Ниже представлены некоторые характеристики установки рифор­минга ФИН с неподвижным (I) и движущимся (II) слоем катализа­тора  [256]:

 

I

II

Рабочее давление, МПа

1,2-1,5

0,8—1,0

Массовый выход продуктов, %

 

 

риформат (октановое число 99 и. м.)

83,0

85,0

водород                     

2,1

2,4

Использование рабочего времени, сут/год

333

348