УДК 660.665.2
Шарипов Кахрамон Кандиёрович – кандидат химических наук, старший преподаватель Бухарского инженерно-технологического института.
Шарифова Нигора Ахтам кизи – магистрант Бухарского инженерно-технологического института.
Аннотация: В данной статье произведен анализ газо-химических процессов переработки углеводородного сырья, в том числе действующие технологические процессы на промышленном заводе. Приведены характеристики промышленного способа получения автобензина из стабильного конденсата по процессу цеоформинг.
Ключевые слова: Сырья, бензол, олефин, катализатор, толуол, ксилол.
На НПЗ эксплуатируется установка производства ароматизованного автобензина А-76 (Нормаль-80) из стабильного конденсата по процессу цеоформинг проектной производительностью по сырью – 1,8 млн. т/год.
Переработка низкооктанового стабильного конденсата в бензин осуществляется в присутствии цеолитсодержащего катализатора типа пентасил. Принципиальным отличием процесса цеоформинг от классического риформинга является отсутствие капиталоемких установок производства водорода [1, c.18].
Процесс осуществляют в интервале температур 360-450 °С, давлении 0,5-2,0 МПа и скорости подачи жидкого сырья от 0,5 до 2 ч. Продуктом является высокооктановая бензиновая фракция НК-185 °С, с необходимыми значениями октанового числа и давления насыщенных паров. Побочной продукцией является остаточная фракция ТХ>185°С и углеводородные газы С1-С4.
Синтез высокооктановых бензиновых фракций из углеводородного сырья на цеолитсодержащих катализаторы включает ряд последовательно-параллельных химических реакций, протекающих по карбоний-ионному механизму [2,c. 4]
Таблица 1. Относительная скорость ароматизации углеводородов.
Число атомов углерода в молекуле |
Скорость ароматизации, отн. ед. |
|
|
Парафины |
циклопарафины |
6 |
19,5 |
40,0 |
7 |
36,0 |
49,0 |
8 |
46,0 |
84,0 |
9 |
58,0 |
- |
В процессе цеоформинг термодинамические условия препятствуют реакциям образования бензола. Если бензол присутствует в исходном сырье, то он частично превращается в толуол и ксилол вследствие алкилирования промежуточными олефинами и взаимодействия ароматических углеводородов [3,c.31].
С6Н6 + С8Н10 → 2С6Н5СН3
Каталитические свойства цеолитсодержащих катализаторов обеспечивают глубокое превращение олефинов, что позволяет производить автобензин с низким содержанием олефинов. В процессе цеоформинг на поверхности катализатора происходит образование кокса, который дезактивирует катализатор, что, в свою очередь, приводит к снижению октанового числа бензина. Потерю в активности катализатора компенсируют повышением температуры до 420-460°С, поддерживая состав и качество про¬дуктов на постоянном уровне. Длительность меж регенерационного пробега катализатора (в зависимости от режима работы и качества сырья) составляет 200-350 ч. Для восстановления активности катализатор периодически регенерируют, подавая инертный газ с добавками кислорода [4, c.20].
В таблицах 2 и 3 приведен материальный баланс работы установки на различных режимах, в частности при производстве бензинов А-76 и АИ-91 с использованием в качестве катализатора цеолита. Результаты таблиц 2 и 3 показывают, что снижение объемной скорости сырья, подаваемого на реакторный блок, с 1,8 до 1,2 ч*1 позволяет получать в начальный период цикла ароматизации (в течение 30-40 ч) автобензин АИ-91. К сожалению, выход бензина при этом не превышает 24,5 масс.% в расчете на исходное сырье (стабильный конденсат), что в 2,1 раза меньше, чем в режиме производства бензина А-76 (таблица 2).
Таблица 2. Производство автобензина на различных режимах.
Технологический режим |
Режим производства бензина А-76 |
Режим производства бензина АИ-91 |
Производительность установки по сырью, т/ч |
4,5 |
3,1 |
Загрузка сырья на реакторный блок, т/ч |
2,65 |
1,8-1,5 |
Температура в реакторах, °С |
400 |
385-390 |
Давление в реакторах, МПа |
0,7 |
0,7 |
Объемная скорость сырья, ч"1 |
1,8 |
1,2 |
Выход бензина, т/ч |
2,32 |
0,76 |
Выход бензина, масс. % (на сырье-стабильный конденсат) |
51,6 |
24,5 |
В режиме производства бензина АИ-91 наблюдается заметное (с 13,7 до 24,9 масс.%) увеличение образования газа (таблица 3), что, естественно, снижает показатели работы установки.
Таблица 3. Материальный баланс производства автобензина АИ-76 и АИ-91.
Углеводородный поток |
Производство бензина А-76 |
Производство бензина АИ-91 |
||
|
т/ч |
% на сырье |
т/ч |
% на сырье |
Сырье (вход 0-1) |
4,5 |
100 |
3,1 |
100 |
Бензин (верх Кт-12) |
2,32 |
51,6 |
0,76 |
24,5 |
Газ |
0,62 |
13,7 |
0,77 |
24,9 |
Другие дистиллятные фракции |
1,56 |
34,7 |
1,55 |
49,9 |
Потери |
0,01 |
0,7 |
0,02 |
0,7 |
Отметим, что в режиме производства бензина АИ-91 наблюдалось заметное снижение октанового числа образующегося катализата после 40 ч работы установки. Увеличить продолжительность цикла ароматизации в режиме производства бензина АИ-91 по действующей схеме получения автобензина оказалось невозможно.
Необходимо отметить, что в процессе цеоформинг происходит расширение, по сравнению с исходным сырьем, фракционного состава бензиновой фракции. В результате разрыва С-С связи углеводородов С7+ образуются углеводороды легких фракций бензина С4-С6, что приводит к понижению температуры начала кипения катализата. Синтез фракций С4-С6 происходит и в результате реакций перераспределения водорода в молекулах олефиновых углеводородов, образовавшихся при разрыве С-С связи углеводородов С7. В итоге достигается требуемое значение температур начала кипения и упругости паров бензинов, получаемых из утяжеленного сырья. Применение в технологической схеме колонны стабилизации позволяет регулировать давление насыщенных паров бензина в широком диапазоне и производить бензины летних и зимних видов или для разных климатических районов.
Список литературы