Каталитические процессы нефтепереработки — Реферат

Реферат на тему:
Каталитические процессы нефтепереработки
На установках переработки нефти используется ряд каталитических процессов в присутствии воденьвмищуючого газа (ВВГ), их называют гидрогенизационный. Кроме того в состав нефтеперерабатывающих предприятий вводятся производства органических продуктов, где также используются каталитические процессы алкиювання, полимеризации и другие. Эти процессы относятся к нефтехимических. Они не рассматриваются в данной дисциплине.
Каталитический риформинг
Химическая модель процесса
Каталитический риформинг это очень сложный каталитический процесс, при котором идут реакции различных типов и состав бензиновой фракции глубоко меняется.
В первую очередь надо поменять состав сырья-бензиновые фракции, которые являются сложными смесями углеводородных Н + П + А (парафины, нафтены, ароматика) с С6 С10. катализаторы-Pt, биметалични (Pt + Re), полиметалични (Pt + Re + Ir, Ge, In, Pb).Содержание Pt 0,3-0,05%, Re 0,3-0,4%.
Катализатор имеет два вида каталитических активных центров.
-дегидрируючий-гидруючы центры на Pt (М)
-изомеризуючий и розщипляючий на Al2O3 (носитель) (К)
Схема реакций-основные реакции ароматизации и изомеризации нафтенов.
1. Дегидрогенизация (основная реакция)
+ 3 Н2
СН3 СН3
+ 3Н2
Н3С -Н2 Н3С -Н2 -Н2
+ Н2 + Н2 + Н2
2. Дегидроциклизация парафинов (тоже основная).

тамада днепр

С6Н14 + 4Н2
3.Изомеризации парафинов (одна из основных)
Создаются малорозветвлени изомеры углеводородов с большим октановым числом.
С6Н14 СН3-СН-СН2-СН2-СН3
н-гексан изо-пентан
СН2
Параллельно идет группа реакций гидрокрекинга парафиновых и нафтеновых углеводородных и создаются небольшие ммолекулы.
С8Н18 + Н2 С3Н8 + С5Н12 и т.д.
н-октан пропан пентан
2С4Н10
Похожие на них реакции гидрогомолизу, при которых создаются газообразные продукты (метан) и размыкаются нафтеновые кольца
С8Н18 + Н2 С7Н16 + СН4
Н3С
+ Н2 С6Н14
н-гексан
Кроме того идут и другие реакции за счет двух фракций катализвтору-коксостворення и распад гетероорганических соединений.
Относительные скорости реакций
С6 С7 H, кДж / моль
Дигидрогенизация нафтенов 100120 +221
изомеризации парафинов 13 октября—4,6
изомеризации нафтенов 13 октября—15 6
Дегидроциклизация нафтенов 3 май -43,9
Гидрокрекинг парафинов 3 апреля—56,4
Дегидроциклизация парафинов 1 апреля 260
Преобразование вугглеводнив
Алканы вступают в реакции изомеризации, дегидроциклизации, гидрокрекинга, гидрогомолизу.
изомеризации по карбкатион механизма. Скорость растет с увеличением молекулярной массы.
Дегидроциклизация-механизм каталитического процесса не установлено окончательно. Экспериментально показано, что ароматизация идет по трем направлениям-дегидрирування к триенив с последующей циклизацией в цикл с шести атомов; циклизация в цикл С5 без дегидрирування, а дегидрируються дальше созданы циклы и дегидрирування, и циклизация в цикл С5 дальше дегидрирування или изомеризации созданных циклов.
Если в алканы <6 атомов С, ароматизация идет после увеличения длины основной цепи. Скорость ароматизации растет с увеличением длины цепи.
Таким образом алканы превращаются в бензол и его гомологи: нафталин и высшие полициклические соединения и их гомологи.
Гидрокрекинг алканов приводит к продуктам с низкой молекулярной массой (на схеме М и К — это активные центры катализатора)
м к к к
Алкан алкен карбкатион вторичный карбкатионтретинний изоалкен и
к < br /> карбкатион с низкой молекулярной массой изоалкен и алкен с
м
низкой молекуляною массой изоалкен и алкен с меньшей молекулярной
массой.
Для циклоалканов более возможные реакции изомеризации дегидририрування и гидрокрекинга.
изомеризации
СН3
(равновесие)
дегидририрування (реакция экзотермическая)
Арены в основном реагируют по схеме коксования, также возможны реакции изомеризации, деалкилирування метилзамищенних. Лучше реагируют арены с боковыми цепями. Общим образом в процессе риформингу-склад сырья глубоко меняется.
Сырье фр.85-180 С П-63%, Н-27%, А-10%.
катализата А-64-68% при 475 С, П до 30%, 70-80% при 495 С, Н до 15%.
Октановое число ОЧ по ОВ растет с 50 до 93 при 475 С и до 100 при 495 С
Фракционный состав-сырье имеет температуры испарения: НК-105 С, 10% -113 С, 50% -130 С, 90% -160 С, УК-180 С; катализата-50% -123 С, 90% -163 С.
Химическая схема преобразования углеводородов в реакционной смеси может быть изображена следующим образом:
Катализаторы
В процессе развития технологии риформингу разработаны три поколения катализаторов:
Содержание Pt монометаллическая платиновые АП56, АП64 0,55-0,60
Биметаллические Pt-Re КР101, КР102 0,60-0,36
Полиметаллические Pt-Re + металл промотор серия (КР104 , КР106, КР108) 0,36
Катализаторы изготавливаются нанесением на Al2O3 (-форма) в разной форме (таблетки, цилиндр). Промоторы хлор или фтор (АП56). Некоторые катализаторы осирнюються для повышения селективности (тормозят реакцию гидрогомолизу). Основные эксплуатационные показатели-активность, селективность, стабильность. Активность оценивают по объемной подачи сырья при достаточной глубени преобразования (выход катализатора, его ОЧ). По ОЧ катализатора серия КР99, АП97.
Селективность оценивают по выходу катализитору и водорода, продуктов реакции ароматизации.
Стабильность оценивают по уменьшению выхода катализа при експлуатпции (% в сутки): АП56-1,1, КР104-0,1, КР108-0,05. Уменьшение активности компенсируют повышение температуры.
Снижение активности связано с закоксовыванием и действием ядов катализатора.
Кроме этих параметров важны таки:
-механическая прочность, оценивают индексом