Katalytisk reforming alternativer og praksis

Artikkelsammendrag

Raffinerier over hele verden bruker katalytisk reforming for å produsere høyoktan reformere for bensinblanding og høyverdige aromater (benzen, toluen og xylen, BTX) for petrokjemisk bruk. Reformering er også en viktig kilde til raffineribasert hydrogen.
Reformeringsoperasjoner fortsetter å bli utfordret i sammenheng med å senke innholdet av aromatiske/benzen i bensinbassenget, men den katalytiske reformeringsenheten er fortsatt en bærebjelke i raffineringsoperasjoner. Den siste oppadgående trenden i hydrotreatment behov har lagt enda mer vekt på reformator hydrogenproduksjon. De viktigste forskjellene i teknologi mellom de ulike reformprosessene er omtalt i denne artikkelen, og spesiell oppmerksomhet er gitt til kloridkontroll og korrosjonshåndtering.
Råstoff
standardtilførselen til en katalytisk reforming unit (CRU) er hydrotreated straight-run nafta (SRN), som typisk inneholder c6 Til C11 parafiner, naftener og aromater. Nafta fra forskjellige kilder varierer sterkt i sin enkle reformering. De fleste naftener reagerer raskt og effektivt for å danne aromater. Dette er den grunnleggende reaksjonen av reformering. Parafiner er de vanskeligste forbindelsene å konvertere. En rik nafta (lavere paraffin, høyere nafteninnhold) gjør operasjonen mye enklere og mer effektiv. Nafta-typene som brukes som mat TIL CRU, kan påvirke driften av enheten, aktiviteten til katalysatoren og produktegenskapene. Når katalytisk reforming hovedsakelig brukes til BTX-produksjon, brukes En c6-C8 kutt (innledende OG endelige kokepunkt IBP-FBP 60-140°C), rik På C6, vanligvis. For produksjon av en høyoktan bensin bassengkomponent er En c7-C9 kutt (IBP-FBP 90-160°C) det foretrukne valget.1
Reformat benzen innhold kan reduseres ved å minimere mengden av benzen og benzen forløpere (cykloheksan og metylcyklopentan) i reformator feed via prefractionation. Alternativt kan benzen reduseres ved post-fraksjonering av reformatet og videre behandling av lysreformatet.
i et raffineri hvor maksimering av mellomdestillatproduksjon er en prioritet, kan den tyngre delen av nafta som tradisjonelt rutes til en katalytisk reformatorenhet, i stedet sendes til parafin-eller dieselbassenget, innenfor flammepunktspesifikasjonsgrenser. I de fleste tilfeller vil en lettere CRU-feed resultere i økt sykluslengde for en semi-regenerativ (sr) enhet på grunn av redusert koks.
non-straight-run nafta (for eksempel fluid catalytic cracking (fcc) nafta eller visbreaker / coker nafta) kan også behandles i EN CRU, men bare etter alvorlig hydrotreatment involverer (di) – olefinmetning, i tillegg til den grunnleggende nafta hydrotreaterfunksjonalitet for å fjerne heterogene atomer (svovel og nitrogen). Deres høyere endepunkt og / eller høyere parafininnhold resulterer i en høyere koks-nedlegging. Syklisk og kontinuerlig katalysator regenerering (CCR) reformatorer er generelt i stand til å behandle FCC nafta med en høyere feed endepunkt så lenge regenerator kapasitet finnes for å brenne ekstra koks som produseres.2 reprosessering AV fcc nafta er vanligvis begrenset til den nedre oktan midten kuttet. Hvis avsvovling bare er nødvendig, er behandling AV fcc-nafta i en selektiv hydrobehandlingsenhet den enklere løsningen.
Fast-bed enheter vs CCR reformers
den konvensjonelle CRU typen ER SR fast-bed reforming enhet, som brukes for begrenset oktan forbedring. Enheten drives ved høyt trykk for å redusere karbondannelse. Etter hvert som karbonlagringen øker, øker reaktortemperaturene for å oppnå måloktan på bekostning av reformatutbytte. En syklisk regenerativ prosess med et svingreaktorsystem brukes til høyere alvorlighetsgrad og oktanoperasjon. MED CCR reforming (Se Figur 1 og 2) 3,4, kan ekstremt høye alvorlighetsgrader oppnås uten hyppige nedstengninger på grunn av katalysator-deaktivering. Enhetene opererer ved lavt trykk med tilhørende avkastningsfordeler av høyere reformat og hydrogenutbytte.
beslutningen om å konvertere høytrykks sr katalytiske reformatorer TIL CCR – type enheter hengsler helt på økonomi.5 noen reformerende lisensgivere har utviklet en hybrid enhet, ved å legge TIL EN CCR reaktor og regenerator til en original sr reforming enhet.4,6,7,8 Typiske eksempler er vist i Figur 3 og 4. Konverteringen kan koste mindre enn halvparten av EN NY CCR og øker gjennomstrømning og / eller sykluslengde.4
for noen raffinerier forblir en fullstendig konvertering til CCR økonomisk attraktiv i forhold til en hybridenhet, på grunn av høyere strømfaktor, lavere driftstrykk og høyere utbytte av hydrogen og nafta.9 Nesten alle nye reforming enheter er AV CCR design.
Reaktordesign
det er tre typer reaktorer hovedsakelig i bruk i reformprosessen. Disse er sfæriske, downflow og radial. Etter hvert som katalysatoren ble forbedret gjennom årene, kunne reaktortrykket reduseres for å dra nytte Av de økte C5 + – og hydrogenutbyttene ved lavere driftstrykk. Ved lavere trykk blir trykkfallet gjennom reaktoren et viktig hensyn; derfor bruker mer moderne design av reformeringsenheter reaktorer som er radial strøm i design og kombinerer god strømningsfordeling med lavt trykkfall.
den kombinerte matingen ledes fra reaktorinnløpsdysen til såkalte kamskjell, som er lange, vertikale kanaler plassert langs hele reaktorens omkrets. Kamskjell har hull eller, mer vanlig i disse dager, profil wire skjermer langs hele lengden, gjennom hvilken gass passerer radialt inn i den ringformede katalysator sengen og innover til et senter rør som samler reaktoren produkter og leder dem til reaktoren utløp. Lav strømning bør unngås, da det vil resultere i akselerert koks-nedleggelse.
Reaktor metallurgi
Reaktorfartøy i EN SR CRU-tjeneste er frittstående gjenstander og kan være enten varme eller kalde skall, avhengig av designpreferanse. I kaldskalldesign beskytter en intern ildfast foring beholderveggen mot eksponering for prosesstemperaturen. I CCR tjeneste, reaktorene er alltid av hot-shell design og kan enten individuelt plassert eller stablet for å danne en compartmented enkelt fartøy.8 I EN SR CRU er en kaldvegg (karbonstål med ildfast foring) med en indre rustfritt stålforing normen.