43
Технологические решения
Реактор - емкость высокого давления, внутренние слои из нержавеющей стали. Катализатор размещен в виде упорядоченного слоя на фарфоровых шариках, которые насыпаны на решетку. Поверх слоя катализатора - слой шариков.
Принципиальная схема
44
1,2,3 – реакторы риформинга
4 – разделительная колонна
5 - нагрев.
Риформинг высокого давления 3.4 – 5.0 МПа.
Малый выход водорода, меньше кокса, меньше ароматики, но больше гидрокрекинг.
Риформинг низкого давления 0.85 – 2.05 МПа.
Больше ароматики, больше выход водорода, но больше кокса
HLSV (час-1) – объемная скорость подачи жидкого сырья - количество объемов сырья на один объем катализатора в час.
Перед риформингом сырье всегда подвергают гидрообработке, иначе неизбежно отравление катализатора серой и элементами пятой и шестой групп, а также медью и свинцом.
Наиболее применяемые катализаторы платино - рениевые: КР , REF которые содержат меньше платины, чем, например АП – 64, но эффективны и менее чувствительны к закоксовыванию.
Технологические принципы
1. Установку тщательно сушат, т.к. вода удаляет хлор из окиси алюминия и снижает ее кислотность.
2. Герметизируют и опрессовывают азотом, вводят водород и восстанавливают катализатор, температура последущего реактора на 200С выше, чтобы не конденсировалась влага.
3. Вводят серу в количестве 0.06 % либо применяют осерненный катализатор, чтобы выровнять активность катализатора во времени.
4. Сырье, нагретое до 370 – 4540С подают в систему и поднимают температуру по 12 – 14 градусов в час.
5. Отравление серой ликвидируют путем гидрирования катализатора при 510 – 5240С.
45
6. Отравление азотистыми соединениями, водой уменьшает содержание хлора в носителе и его кислотность. Кислотность восстанавливают, добавляя хлор в виде хлорсодержащих соединений.
7. Регенерация катализатора осуществляется после прекращения подачи сырья и продувки системы азотом, путем медленного выжигания кокса при температуре не выше 4500С. Концентрация кислорода при этом порядка 0.5 – 1 %.
Выводы:
1. Повышается октановое число.
2. Повышается выход моторных топлив из нефти.
3. Получаются ароматические соединения для промышленности.
4. Большое содержание ароматики ведет к повышенному содержанию канцерогенных ПАУ в выхлопных газах.
Лекция №11
Получение искусственной нефти.
Реакция Фишера – Тропша. Синтез метанола.
Цель: смесь углеводородов.
Сырье: каменный уголь.
Катализатор: плавленый магнетит со щелочными добавками.
Условия: синтез – газ, давление 1 – 3 МПа, температура 200 – 3500С.
Оборудование: реакторы с неподвижным слоем катализатора и реакторы с взвешенным слоем катализатора.
Каменный уголь превращают в синтез – газ в газогенераторах.
46
Синтез – газ очищают от каталитических ядов промывкой метанолом при – 550С, это Ректисол – процесс.
Истинные катализаторы: карбид Хэгга Fe5C2 и Экстрома – Адкока Fe7C3 получаются из магнетита в условиях реакции.
С высоким выходом, изменяя условия процесса, получены: метан или парафин.
В промежуточном варианте получена смесь углеводородов, среднюю молекулярную массу можно регулировать, меняя условия процесса.
Смесь содержит кислородсодержащие соединения, значительное количество олефинов, а при повышенных температурах синтеза – ароматические соединения.
Синтез метанола
Цель: Метанол.
Сырье: Синтез - газ.
Катализатор: Медно – цинковый, с добавками.
Условия: синтез – газ, давление 5 – 10 МПа, температура 230 – 3000С.
Оборудование: реакторы с неподвижным слоем катализатора.
СО + 2Н2 → СН3ОН ΔН298 = -90.84 кдж/моль
СО2 + 3Н2 → СН3ОН + Н2О ΔН298 = -49.57 кдж/моль
СО + Н2О ↔ СО2 + Н2 ΔН298 = - 41.27 кдж/моль
Побочные продукты: высшие спирты, диметиловый эфир, альдегиды и кетоны.
47
Реакция Будара: 2СО → С + СО2 не идет ниже определенной температуры.
Тепло реакции отводят и утилизируют.
Высокоэффективные катализаторы, приеняемые при минимальных температурах и давлениях:
1. Cu – Zn – Cr
2. Cu – Zn – Al
3. Cu – Zn – Mn - V
4. Cu – Zn – Mn - Cr
5. Cu – Zn – Mn – Al - Cr
6. Cu – Zn – Mn - Al
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.