Разработка катализаторов и процессов совместной переработки углеводородных газов и бензиновых фракций для производства моторных топлив (процессы риформинга, биформинга и экоформинга)
РИФОРМИНГ Направление совершенствования технологии процесса Совершенствовани е катализатора Риформинг повышенной жесткости Результат: Развитие процесса Биформинг 1. Увеличение ИОЧ до 3. Расширение 98÷ 100 сырьевой базы 2. Увеличение выхода ВОК до 88÷ 90 % Экоформинг 5. Снижение содержания ароматики 4. Увеличение выхода ВОК до 95÷ 98 % 6. Длительность рабочего цикла – не менее 3 лет 2
Научные основы конструирования катализаторов Конструирование предполагает комплексное решение следующих вопросов: 1. Синтез поверхностных соединений в соответствии с представлениями о строении активных центров 2. Достижение оптимальной топографии активного компонента в пористой структуре катализатора 3. Оптимизация пористой структуры и химического состава носителя 4. Оптимизация формы, размера и прочности гранул катализатора 5. Создание технологии 3
Модели состояния платины в катализаторах риформинга Pt 0 Ptδ+ Pt--Pt Ptσ Pt--Pt Pt Pt ( C l Al 2 O 3 --- Cl ----- L-- Ptσ O ----- Cl )n C l Al 2 O 3 Дисперсная платина с Кластеры Pt , Поверхностные комплексы широким взаимодействующие с Ptσn. Clx. Oy. Lz, в которых распределением размера носителем σ ≈ 2; n ≥ 1 частиц (уплощенные структуры) X+Y+Z ≤ 4 Дисперсность 30 -70 % Дисперсность 80 -90 % В качестве L возможны: ионы S, углеводородные радикалы (влияние реакционной среды) Дисперсность 100 % 4
Освоение промышленных марок катализаторов серии ПР ПР-50 ПР-51 тонн катализатора 1992 г. Рязанский НПЗ, РФ 1994 г. Рязанский НПЗ, РФ 1998 г. Рязанский НПЗ, РФ 1999 г. Киришский НПЗ, РФ 2001 г. НПК Галичина, Украина ПР-71 2005 г. ЛЧ-35 -11/1000 Лисичанский НПЗ, Украина 2005 г. Л-35 -11/300 Саратовский НПЗ, РФ 2005 г. ЛЧ-35 -11/600 Рязанский НПЗ, РФ 2005 г. ЛГ-35 -11/300 НПК Галичина, Украина RU-125 2006 г. ЛГ-35 -11/300 Рязанский НПЗ, РФ 2007 г. Л-35 -11/300 Рязанский НПЗ, РФ Всего тонн Объем переработки бензинов на катализаторах серии ПР 25 40 30 25 25 80 25 40 25 25 30 370 3, 5 млн. т/год 5
Отличительные признаки работы катализаторов Риформинг фр. 85 -1800 С, П : Н : Ар = 60 : 30 : 10; с получением бензина с ИОЧ 95 Средний европейский уровень ПР-51, 71 RU-125 Выход риформата, % масс. 82 -85 86 -87 88 -89 Выход водорода, % масс. 1, 6 -2, 0 2, 4 -2, 6 2, 8 Концентрация водорода в ВСГ, % об. 73 -80 83 -86 86 Среднеинтегральная температура, 0 С 480 470 465 Октановое число, RON 95 -98 98 -100 Длительность рабочего цикла, год 1– 2 1, 5 – 2 Более 2 6
Новые промышленные катализаторы риформинга Создал серию катализаторов Институт проблем переработки углеводородов СО РАН, г. Омск ПР Объединяющую положительные стороны полиметаллических катализаторов ПР-81 – триметаллический катализатор, обеспечивающий повышенную стабильность при сохранении активности и селективности своих предшественников. 7
Зависимость выхода стабильного риформата от содержания ароматических углеводородов Условия: сырье ОАО «Сибнефть_ОНПЗ» , давление 1, 7 МПа, ОСПС=1, 5 ч-1, Кр. Цирк. =1300 нм 3/м 3 8
Селективность реакции ароматизации парафинов на катализаторе ПР-51 Проточный реактор Проточно-циркулирующий реактор С 1 -С 4 Сырье Н 2 Сырье T = 500 ºC P = 1, 0 МПа ЦК С 1 -С 4+Н 2 Катализат 85 -87% Катализат 80 -82% % моль 40 30 20 20 10 С 1 С 2 С 3 С 4 Совместные превращения С 3 -С 4 и С 6 -С 11 парафинов – причина увеличения выхода высокооктановых компонентов автотоплив 9
Процесс Биформинг Кт Идея: С 3 -4(5 -8%мас) + бензин Технология С 5+(ИОЧ=95 -96 п. ) Н 2, С 3 -4 С 3 -С 4 Биформинг Разделение С 5+ 92 -98% Бензин Т=500 0 С, Р=1, 5 МПа Уровень разработки: ØДемонстрационная пилотная установка производительностью 2, 5 дм 3 бензина в сутки ØРеконструкция промышленной установки 0, 3 млн. тонн в год, г. Рязань 10
Материальные балансы процессов риформинга и биформинга. Промышленные испытания на установке Л -35 -11/300. Показатели процесса Биформинг Подано: Фр. 105 – 180 о. С Сжиженный газ 100 - 100 4, 3 Получено: Стабильный риформат В т. ч. Бензол ВСГ Сухой газ (СГ) Водород (в ВСГ и СГ) Потери 86, 0 10, 7 2, 2 2, 4 1, 1 89, 0 0, 8 11, 7 2, 5 1, 1 85, 2/95, 3 85, 2/95, 2 Октановое число стабильного катализата (ММ/ИМ) 11
Блок схема процесса Экоформинг 100%, ИОЧ – 65, 4 п. , Ар. – 11, 5% Пр. фракция 90 - 185 ВСГ риформинга Рецикл ВСГ селектокрекинга Блок риформинга биформинга Продукт биформинга В – 95%, ИОЧ – 98 п. , Ар. – 64% В – 15% В – 4, 0% Рецикл ВСГ гидрирования В – 12, 0% Блок гидрирования Продукты гидрирования Биформинга В – 97%, ИОЧ – 93, 0 п. , Ар. – 34, 0% Риформинга В – 87%, ИОЧ – 92, 8 п. , Ар. – 34, 4% Блок селектокрекинга Продукт селектокрекинга Биформинга В – 92, 0%, ИОЧ – 95, 0 п. , Ар. – 35, 0% Риформинга В – 83, 0%, ИОЧ – 94, 8 п. , Ар. – 36, 0% 12
Состав сырья продуктов биформинга и их гидрирования N 1. Показатели Углеводородный состав, %мас. : i-парафины n-парафины нафтены ароматические Продукты Сырье фр. 90 -185 о. С Биформинга Гидрирован ия 33. 8 25. 1 29. 5 11. 5 23. 1 9. 4 2. 5 65. 0 22. 6 9. 3 32. 1 36. 0 2. Октановое число, (ИОЧ) 56. 8 98. 5 93. 1 3. Выход С 5+-продуктов, %мас. на сырье биформинга 100 95. 0 97. 1 4. Октан-тонны на 1 тонну сырья 56. 8 94. 5 90. 4 5. Выход (расход) водорода, %мас. - 3. 4 -2. 1 13
Материальный баланс и показатели процессов гидрирования и селектокрекинга катализата биформинга № Показатели 1 Углеводородный состав, % масс. : i-парафины n-парафины нафтены ароматические 2 Продукты гидрирования селектокрекинга 22, 6 9, 3 32, 1 36, 1 23, 8 4, 2 33, 9 38, 0 Октановое число (ИОЧ) 93, 1 96, 9 3 Выход С 5+-продуктов, %масс. , на сырье ионоформинга 97, 1 92, 0 4 Октан-тонны на 1 тонну сырья 96, 8 89, 1 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1) Эффекты, обнаруженные при совместной переработке легких и тяжелых углеводородов открывают новое направление в процессах производства моторных топлив, которое относятся к классу ресурсосберегающих технологий с селективностью, приближающейся к 100%. 2) Данное направление решает важную проблему переработки насыщенных углеводородных газов и является более перспективным по сравнению с прямой переработкой по причине снижения жесткости условий и отсутствия дополнительных химических переделов. 3) Установлена возможность производства экологических бензинов с содержанием ароматических углеводородов менее 45% масс. с октановым числом более 93 пунктов (ИМ) путем реализации процесса Экоформинг. 15
Предложения по техническому сопровождению эксплуатации катализаторов риформинга серии ПР 1. Обследование технического состояния установки и катализатора 2. Выдача рекомендаций по подготовке реакторов и организация плотной загрузки катализатора 3. Базовые инструкции по эксплуатации катализаторов 4. Участие разработчиков катализаторов в пуске и выводе установки на рабочие показатели 5. Наблюдение за параметрами эксплуатации в течение первого рабочего цикла 6. Консультации по оптимальным режимам эксплуатации 7. Техническая помощь в проведении первой регенерации катализатора и вывода на рабочий режим Вне рамок контракта на поставку катализатора 1. Техническая помощь по организации оперативного мониторинга работы установки 2. Консультативные услуги по режимам эксплуатации 3. Помощь в проведении регенераций и пусков 4. Оптимизация режимов эксплуатации на пилотных установках 5. Оптимизация режимов эксплуатации с помощью математической модели 6. Оценка ресурса катализаторов риформинга 16
Скачать презентацию Разработка катализаторов и процессов совместной переработки углеводородных газов
5516d1a55906dc1279f18ad3cb0538aa.ppt