Принципиальная схема процесса показана на рис. 1. Она состоит из четырех блоков:
• блок гидроочистки бензина до содержания серы не более 1 мг/кг;
• реакторный блок, предназначенный для нагрева и конверсии сырья; нагрев осуществляется перед каждым из трех реакторов из-за эндотермич-
ности (в среднем) реакций; реакторы загружаются катализатором в со-
отношении 1:2:4; чтобы поддержать примерно равную конверсию по ре-
акторам;
• блок сепарации парогазовой фазы от жидкой, состоящий из регенера-
тивного теплообменника, холодильника и сепаратора высокого давле-
ния, где отделяется водородсодержащий газ (ВСГ), а жидкая фаза дрос-
селируется и поступает в сепаратор низкого давления для отделения уг-
леводородного газа;
• блок стабилизации бензина, где в колонне стабилизации получают ста-
бильный бензин и побочные продукты гидрокрекинга - сжиженный газ
и углеводородный газ.
Сырье по обычной схеме проходит гидроочистку, стабилизируется в колонне РК-1 и поступает на блок риформинга.
|
|
Блок риформинга включает в себя три реактора со стационарным слоем катализатора, имеющие разные объем загрузки катализатора. Перед каждым реактором бензин нагревается в трехсекционной печи, а после выхода из третьего реактора он проходит регенеративные теплообменники Т-3 и охлаждается для отделения водородсодержащего газа. ВСГ проходит осушку в адсорбере А, после которого частично направляется на циркуляцию. Катализат идет на стабилизацию, после чего получают стабильный высокооктановый бензин XIII.
Температура в реакторах составляет 470-510 °С для катализатора КР (для АП-64 она равна 485-530 °С). Указан интервал температур, так как температура растет от реактора к реактору. По мере закоксовывания катализатора приходится постепенно повышать температуру, чтобы поддерживать конверсию на прежнем уровне.
Давление для основных реакций дегидрирования и дегидроциклизации чем ниже, тем лучше (селективнее процесс). Повышенное давление используется для подавления реакций полимеризации и конденсации (коксования). Как уже отмечалось, для современных катализаторов КР давление ниже (1,8-2,0 МПа), чем для применявшихся ранее катализаторов АП (3,0-3,5 МПа).
Объемная скорость подачи сырья составляет 1,3-2,0 ч-1, т.е. 1 м3 сырья на 1 м3 катализатора в час, считая на всю загрузку катализатора.
Кратность циркуляции ВСГ поддерживается на уровне 6-10 моль/моль (900-1500 нм3 ВСГ на м3 сырья). Такая большая кратность нужна для того, чтобы поддерживать в системе высокое парциональное давление водорода и тем самым подавлять побочные реакции уплотнения.
Итогом процесса КРб являются следующие продукты:
|
|
• стабильный высокооктановый бензин с выходом 77-83 %, содержащий
до 50 % АрУ, имеющий ОЧи = 94- 96 и служащий базовым компонентом
для автомобильных бензинов Аи-93 и Аи-98;
• головка стабилизации (сжиженный газ) с выходом 5-6 %, идущая на га-
зофракционирующую установку для получения индивидуальных угле-
водородов С3, С4 и С5;
• углеводородный газ с выходом 7-11 %, идущий на те же цели или сжи-
гаемый как топливо;
• водородсодержащий газ с выходом 5-6 %, содержащий чистого водоро-
да 70-80 % (об.) и используемый как реагент в гидрогенизационных
процессах (гидроочистка, гидрокрекинг, гидроизомеризация).
Наряду с процессом КРб со стационарным слоем катализатора уже почти четверть века существует процесс с движущимся слоем катализатора, впервые реализованный в промышленности в 1971 г. За эти годы построены и успешно работают в мире около 130 таких установок и еще более 45 строятся (фирма "UOP", США).
Первая установка, закупленная во Франции в 1980 г. тогда еще СССР, была построена и пущена в Баку (ЛФ-35-11/1000).
Схема этой установки показана на рис.2. Она включает в себя пять блоков:
• блок гидроочистки (ГО), назначение - см. выше;
• реакторный блок, принципиально отличный от стационарного: один вер-
тикальный реактор представляет собой как бы поставленные друг на
друга секции, между которыми продукт отводится в печь для догрева, а
катализатор движется сплошным слоем от верхней секции к нижней, от
куда непрерывно выводится на регенерацию;
• регенераторный блок, куда из нижней секции реактора выводится закок-
сованный катализатор через шлюзовую камеру (ГЗ-1) и где в определен-
ном режиме выжигается кокс и катализатор хлорируется; затем по вер-
тикальному стояку катализатор поднимается в приемный бункер Б, от
куда через шлюзовую камеру ГЗ-2 он поступает в верхнюю секцию ре-
актора;
• блок сепарации продуктов реакции; вначале в холодном сепараторе низ-
кого давления Е-3 (давление в реакторе низкое - 0,4-0,5 МПа, и при та-
ком давлении отделить чистый ВСГ нельзя), а затем (после сжатия ком-
прессором К-2 и охлаждения) - в холодном сепараторе высокого давле-
ния Е-4 отделяется ВСГ, а жидкие фазы из двух сепараторов направля-
ются на стабилизацию;
• блок стабилизации бензина по обычной схеме.
• Преимущества установок с движущимся слоем катализатора:
• низкое давление в реакторе (0,35 - 0,50 МПа);
• повышенная объемная скорость подачи сырья (2,0 - 2,2 ч-1);
• низкая кратность циркуляции водородсодержащего газа (1-2 моль/моль);
• выход стабильного высокооктанового бензина на 3 % больше, чем в про-
цессе со стационарным слоем катализатора;
более высокое октановое число готового бензина (ОЧи = 103).
Рис.1. Принципиальная схема установки каталитического риформинга для получения высокооктанового бензина на стационарном катализаторе:
Р-1 -реактор гидроочистки; Р-2, -3, -4-реакторы риформинга; П-1, -2, -3 -трубчатые печи; РК-1, -2 - ректификационные колонны; А -адсорбер; СО - секция очистки газов; Е-1, -3 - сепараторы высокого давления; Е-2, -4 - сепарационные емкости колонн; Т - теплообменники; X -холодильники; Н - насосы; К-1, -2 - компрессоры;
потоки: 1- бензин 85-180 °С; II- ВСГ; III- гидроочищенный катализат; IV, XI-углеводородные газы; V -отдув ВСГ; VI -гидроочищенный бензин на риформинг; VII -риформированный катализат; VIII -жидкая фаза; IX -ВСГ на очистку; X -нестабильный катализат риформинга; XII - cжиженный газ; XIII -стабильный высокооктановый бензин; XIV -товарный ВСГ.