Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина Кафедра ГАЗОХИМИИ Бакалаврская работа на тему: Сравнительный анализ процессов изомеризации парафиновых углеводородов С5-С6
Выполнила:
Научный руководитель: к.х.н., доцент,
Экологические требования к автомобильным бензинам
Нормы и требования к качеству автомобильных бензинов по ГОСТ Р 51105-97
Изомеризат как высокооктановый компонент бензина:
-
увеличивает октановые характеристики легкой части бензина (фракция н.к. – 100˚С);
-
уменьшает в товарном бензине разницу между ОЧ (ИМ) и ОЧ (ММ) и увеличивает октановый индекс;
-
снижает общее содержание ароматических углеводородов, в том числе и бензола;
-
выравнивает значения октановых чисел по всей массе испаряемого топлива.
Действующие установки изомеризации
Планируемые установки изомеризации
-
«Ачинский НПЗ»
-
«Орскнефтеоргсинтез»
-
«ЛУКОЙЛ – Волгограднефтепереработка»
-
«ЛУКОЙЛ – Ухтанефтепереработка»
-
«ЛУКОЙЛ – Нижегороднефтеоргсинтез»
-
«ЛУКОЙЛ – Пермнефтеоргсинтез»
-
«Ярославнефтеоргсинтез»
-
«Омский НПЗ»
-
«Ангарская НХК»
-
«Астраханьгазпром»
Часть I.
Изучение процесса изомеризации
пентан-гексановой фракции:
основные принципы, факторы, технологии.
Основные реакции изомеризации
Основные факторы процесса:
-
Температура
-
100 - 400˚С
-
Давление
-
1,5 - 4,0 МПа
-
Объемная скорость подачи сырья
-
1,0 - 5,0 ч-1
-
Состав сырья
-
Температура
-
360-420˚С
-
Тип катализатора:
-
оксидноалюминиевые фторированные
-
Температура
-
260-400˚С
-
Тип катализатора:
-
цеолитные
-
Температура
-
100-200˚С
-
Тип катализатора:
-
оксидноалюминиевые хлорированные
-
оксидные сульфатированные
Термодинамическое равновесие пентанов и гексанов и температурный диапазон работы катализаторов изомеризации
Параметры и основные характеристики процесса изомеризации для различных типов катализаторов
Промышленные процессы изомеризации пентан-гексановой фракции. Процесс IFP
1 – реактор; 2 – колонна стабилизации; 3 – скруббер.
Промышленные процессы изомеризации пентан-гексановой фракции. Процесс фирмы UOP (Penex Plus)
1– колонна для отгонки изопентана; 2 – реактор; 3 – осушители; 4 – стабилизационная колонна; 5 – колонна для отгонки пентана; 6 – газо-жидкостной сепаратор; 7; циркуляционный компрессор;
I – сырье; II – изопентан; III – пентан; IV – добавочный водород; V – легкие углеводороды; VI – пентан и гексан; VII – циркулирующий водород; VIII – гексан и его изомеры; IX – продукт процесса.
Промышленные процессы изомеризации пентан-гексановой фракции. Процесс фирмы UOP (Par-Isom)
1 – реактор; 2 – сепаратор; 3 – стабилизатор;
I – сырье; II - подпитка водорода; III – отходящие газы; IV – стабилизированный продукт.
Промышленные процессы изомеризации пентан-гексановой фракции. Процесс Изомалк-2 (НПП «Нефтехим»)
Сравнительная оценка различных технологий изомеризации
Преимущества металлцеолитных катализаторов изомеризации:
-
меньшие требования к качеству сырья и устойчивоcть к проскокам серы, азота и влаги;
-
более высокие объемные скорости;
-
меньшая загрузка катализатора;
-
возможность многократной регенерации;
-
отсутствует необходимость хлорирования и, как следствие, более простая технология;
-
возможность осуществления на оборудовании существующих установок риформинга и гидроочисток;
-
экологически благоприятна, не имеет выбросов в атмосферу и стоков.
Часть II.
Сравнительный анализ палладийсодержащмх цеолитных катализаторов изомеризации
н-пентана и н-гексани.
Состав катализаторов изомеризации н-пентана
Основные показатели процесса изомеризации н-пентана на палладийсодержащих катализаторах
Основные показатели процесса изомеризации н-гексана на палладийсодержащих катализаторах
Выводы:
-
На основе анализа и систематического изучения литературных данных были исследованы основные этапы развития и модернизации процесса изомеризации парафиновых углеводородов С5-С6.
-
В последние годы ведущие российские и зарубежные компании основное внимание уделяют исследованию и разработке катализаторов процесса низкотемпературной изомеризации. На данном этапе наиболее перспективными являются технологии на основе металлцеолитных и сульфатированных оксидных катализаторов.
-
В Российской Федерации изомеризация легких бензиновых фракций представлена только на шести предприятиях, но в связи с ужесточению требований к автомобильным бензинам наблюдается рост интереса к этому процессу, что подтверждается планами ряда компаний по строительству новых установок изомеризации.
-
Для палладийцеолитных катализаторов изомеризации н-пентана и н-гексана установлено, что с увеличением содержания Pd активность катализаторов увеличивается. Также установлено, что модифицирование катализаторов марганцем приводит к повышению выхода изомеров. Палладийцеолитные катализаторы проявляют свою активность в течение нескольких часов. После регенерации катализаторы полностью восстанавливают свою активность.
