Особенности технологии и результаты модернизации процесса каталитического риформинга на Сургутском ЗСК

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности технологии и результаты модернизации процесса каталитического риформинга на Сургутском ЗСК

Аннотация

В статье анализируются технологии и результаты модернизации процесса каталитического риформинга.

Annotation

The article analyzes technologies and modernization results of catalytic reforming process

Каталитического риформинга для производства компонента автобензина в соответствии с типовыми проектами включают блок гидроочистки сырья - прямогонной фракции бензина, выкипающей в пределах 85 - 180°C (либо 105 - 180°C), реакторный блок риформинга с рециркуляцией водорода, блок стабилизации риформата. Реакторный блок состоит из трех, иногда из четырех, последовательно расположенных реакторов с промежуточным нагревом газосырьевой смеси, в некоторых типах установок последняя ступень процесса состоит из двух параллельно расположенных реакторов. Катализатор риформинга содержит платину и рений в качестве активных компонентов на оксиде алюминия и имеет цилиндрическую форму с диаметром от 1,2 до 2,8 мм. Сырье риформинга как правило содержит 25 - 35% масс. нафтеновых, 10 - 15% масс. ароматических, до 1% масс. олефиновых, остальное - парафиновые углеводороды нормального и изостроения.

В этом плане особенными, как по качеству перерабатываемого сырья, так и по технологии процесса, являются установки риформинга Сургутского завода по стабилизации газового конденсата ООО «Газпром переработка» (ОАО «Газпром»).

Стабильный конденсат, после извлечения из него широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), направляется на установку моторных топлив мощностью 4 млн т/г для фракционирования на легкую и тяжелую бензиновые фракции, а также для получения керосиновой и дизельной фракций. Из ШФЛУ выделяют изопентан с ИОЧ 90 пунктов в количестве около 80 тыс. т/г, а тяжелую бензиновую фракцию риформируют на двух установках каталитического риформинга мощностью 100 тыс. т/г. (установка каталитического риформинга фирмы PetroFac) и 1000 тыс. т/г (секция 100 комплекса облагораживания моторных топлив ЛКС 35-64). На установке фирмы PetroFac получают базовый компонент автобензина Премиум-95, а на секции 100 комплекса ЛКС 35-64 - базовый компонент автобензина Регуляр-92. Товарные автобензины производят компаундированием риформата, изопентана, легкого прямогонного бензина и МТБЭ.

Установка риформинга фирмы PetroFac. Существенным отличием качества сырья установок риформинга Сургутского ЗСК является очень высокое содержание в нем нафтеновых углеводородов, которое составляет 45 - 50% масс. С одной стороны, это способствует высоким показателям процесса, с другой - приводит к перепаду температуры первой ступени риформинга свыше 100°C, а суммарному перепаду температуры по реакторам - до 180°C. Следствием сверхвысокого перепада температуры, особенно в первом по ходу сырья реакторе, является неэффективное использование катализатора, находящегося в нижней части реактора, при низкой температуре, а также высокая тепловая нагрузка на печь второй ступени.

каталитический риформинг автобензин

Другой особенностью сырья риформинга на Сургутском ЗСК является низкое содержание в нем серы, которое составляет 25 - 30 мг/кг. По этой причине особенностью технологической схемы установки PetroFac является отсутствие блока предварительной гидроочистки сырья, вместо которого предусмотрена очистка от серы на оксидномарганцевом адсорбенте серы, загруженном в первый по ходу сырья реактор R-204 [1]. Установка была пущена в 1994 г. с использованием импортного катализатора Е-601 и адсорбента серы HRD.

Уже в 1995 г. был загружен отечественный адсорбент серы КАС-50, а позднее его улучшенный аналог АГС-60. К 2002 г., после отработки нормативного срока эксплуатации, катализатор риформинга Е-601 был последовательно заменен на отечественный КР-108У; в реакторе R-204 внедрена комбинированная загрузка адсорбента серы и катализатора риформинга АП-56, работающего в режиме конвертора нафтенов; изменена технология восстановления адсорбента и катализатора риформинга; улучшен фракционный состав сырья.

Использование в течение длительного времени адсорбента серы вместо блока гидроочистки подтвердило надежность такого технического решения. За все время эксплуатации установки PetroFac ни разу не произошло не только отравления серой катализатора риформинга, но сверхнормативного повышения концентрации сероводорода в циркулирующем ВСГ. Сероемкость импортного адсорбента HRD и отечественного КАС-50, установленная по результатам эксплуатации, составила около 20% масс., в то время как у адсорбента АГС-60 оказалась почти в 1,5 раза выше и составила 27 - 28% масс.

С 2002 г. на установке PetroFac начали перерабатывать стабильный гидрогенизат с секции 400 (гидроочистка бензиновой фракции) комплекса ЛКС 35-64, при этом в сырье на 3 - 4% масс. увеличилось содержание нафтеновых углеводородов, в первую очередь С₇ и С₈. На следующем этапе, в середине 2007?г., на установку загрузили катализатор РБ-44У марки Ш в виде шариков диаметром 1,8 мм. На новом катализаторе была снижена температура в начале межрегенерационного цикла на 10°C, при этом получен риформат с ИОЧ до 98 пунктов, а выход стабильного риформата с ИОЧ-98 составил 88,9% масс., выход водорода - 2,7% масс., а концентрация водорода в циркулирующем ВСГ - 86 - 87% об. В отдельные периоды по производственной необходимости получали риформат с ИОЧ-99-100 пунктов.

Изменение основных показателей процесса по мере совершенствования технологии и замены катализаторов на установке фирмы PetroFac приведено в табл. 1.

Табл. 1. Показатели работы установки риформинга PetroFac. Объемная скорость по сырью, ч^-1 - 1,5; Мольное отношение водород/сырье - 4,7; Давление на входе в третью ступень, МПа - 2,0

Таким образом, использование новых отечественных катализаторов и адсорбентов, улучшение качества сырья, изменение отдельных технологических операций позволили принципиально улучшить показатели установки риформинга фирмы PetroFac. Удалось не только снизить температуру на входе в реакторы риформинга, но и одновременно существенно повысить как выход, так и октановое число стабильного риформата.

Секция 100 - каталитический риформинг комплекса облагораживания моторных топлив ЛКС 35-64

Уникальность секции риформинга комплекса ЛКС 35-64 заключается в том, что она запроектирована и эксплуатируется с использованием алюмоплатиноэрионитного катализатора [2], в то время как во все остальные отечественные установки риформинга полурегенеративного типа загружают катализаторы, содержащие платину и рений в качестве металлических активных компонентов. Носителем в этих катализаторах является гамма-оксид алюминия, промотированный галогенами.

Кроме того, реакторный блок предусмотрен проектом как система из пяти последовательно расположенных реакторов (от Р-101 до Р-105) одинакового объема, при этом проектная объемная скорость процесса составляет 4,5 ч^-1, в то время как в типовых установках риформинга с использованием платинорениевых катализаторов объемная скорость в три раза ниже - 1,5 ч^-1, а объем реакторов от первого к последнему возрастает в 4 - 6 и более раз.

Секция риформинга пущена в 2002 г. на катализаторе СГ-3П, при этом производительность по сырью составила 60% от проектной [3]. Сразу же после пуска, для снижения интенсивности крекинга на секции риформинга, процесс проводили при давлении 2,0 МПа в последнем по ходу сырья реакторе, в то время как проектом предусмотрено 2,5 МПа. В 2004 г. провели реконструкцию реакторно-печного блока для более равномерного распределения тепловой нагрузки на отдельные секции печи риформинга, при этом первый по ходу сырья реактор стали эксплуатировать в режиме конвертора нафтенов. После проведения реконструкции установку вывели на проектную производительность и продолжили эксплуатацию при объемной скорости 4,0 - 4,5 ч^-1.

В 2007 г. у катализатор СГ-3П заменили на комбинированную загрузку катализаторов СГ-3П-М (марки А и Б), специально разработанную для работы на этой установке. Основные показатели секции риформинга комплекса ЛКС 35 - 64 в разные периоды приведены в табл. 2.

Табл. 2. Показатели риформинга на платиноэрионитном катализаторе. Давление на выходе из последней ступени, МПа 2,0

Из представленных данных следует, что за шесть лет эксплуатации риформинга на эрионитсодержащем катализаторе были существенно улучшены показатели процесса по сравнению с проектными. Так, риформат с ИОЧ-92 был получен сразу после пуска секции риформинга, однако при 60% загрузке от проектной по сырью. Лишь после реконструкции реакторно-печного блока, использования головного реактора в режиме конвертора нафтенов, загрузки новых катализаторов и оптимизации фракционного состава сырья, наряду с восстановлением проектной производительности процесса, удалось превзойти проектные показатели не только по октановому числу, но и выходу стабильного риформата. В настоящее время при объемной скорости 4,0 ч^-1 и температуре на входе в реакторы риформинга 470 - 475°C получают риформат с ИОЧ-94-95 пункта, а его выход составляет 91 - 92% масс. С учетом объемной скорости и температуры такого результата не достигнуто ни на одной другой установке риформинга на традиционном платинорениевом катализаторе.

Литература

1. Ишмурзин А.В., Минхайров М.Ф., Солодов П.А., Зайнуллов М.Р., Дорощук А.Б., Марышев В.Б., Осадченко А.И. Совершенствование технологии риформинга на установке «Петрофак» Сургутского ЗСК. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. № 11. С. 17 - 19.

2. А.с. СССР № 1614253, кл. С 10 G 59/02, 1986.

3. Ишмурзин А.В., Минхайров М.Ф., Першин В.А., Софьин А.С., Выщенцев А.Ю., Марышев В.Б., Осадченко А.И. Риформинг бензинов на алюмоплатиноэрионитном катализаторе. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. № 12. С. 10 - 12.

Размещено на Allbest.ru