Opcje i praktyki reformingu katalitycznego
podsumowanie artykułu
rafinerie na całym świecie wykorzystują reforming katalityczny do produkcji reformatu wysokooktanowego do mieszania benzyny i wysokowartościowych substancji aromatycznych (benzen, toluen i ksylen, BTX) do zastosowań petrochemicznych. Reforming jest również głównym źródłem wodoru na bazie rafinerii.
działania reformingu są nadal kwestionowane w kontekście obniżania zawartości aromatów/benzenu w Puli benzyny; jednak jednostka reformingu katalitycznego jest nadal ostoją operacji rafineryjnych. Niedawna tendencja wzrostowa w zakresie potrzeb w zakresie hydrorafinacji kładzie jeszcze większy nacisk na reformatorską produkcję wodoru. Główne różnice technologiczne pomiędzy różnymi procesami reformingu zostały omówione w tym artykule, a szczególną uwagę zwrócono na kontrolę chlorków i zarządzanie korozją.
surowiec
standardowym wsadem do jednostki reformingu katalitycznego (Cru) jest hydrorafinowana surowa Benzyna (SRN), Zwykle zawierająca parafiny C6 do C11, nafteny i aromaty. Benzyna z różnych źródeł różni się znacznie pod względem łatwości reformingu. Większość naftenów reaguje szybko i skutecznie, tworząc aromaty. Jest to podstawowa reakcja reformowania. Parafiny są najtrudniejszymi związkami do konwersji. Bogata Benzyna (niższa parafina, wyższa zawartość naftenu) sprawia, że operacja jest znacznie łatwiejsza i bardziej wydajna. Rodzaje benzyny stosowanej jako wsad do CRU mogą wpływać na działanie jednostki, aktywność katalizatora i właściwości produktu. Gdy reforming katalityczny jest stosowany głównie do produkcji BTX, zwykle stosuje się cięcie C6-C8 (początkowe i końcowe temperatury wrzenia IBP-FBP 60-140°c), bogate w C6. W przypadku produkcji wysokooktanowego komponentu zbiornika benzyny preferowanym wyborem jest cięcie C7-C9 (IBP-FBP 90-160°C).1
reformat zawartość benzenu można zmniejszyć poprzez zminimalizowanie ilości benzenu i prekursorów benzenu (cykloheksanu i metylocyklopentanu) w paszy reformatora poprzez prefrakcjonowanie. Alternatywnie, benzen można zredukować przez frakcjonowanie reformatu i dalsze przetwarzanie reformatu lekkiego.
w rafinerii, w której priorytetem jest maksymalizacja produkcji średniego destylatu, cięższa część benzyny ciężkiej, tradycyjnie kierowana do jednostki reformingu katalitycznego, może być zamiast tego przesyłana do puli nafty lub oleju napędowego, w granicach specyfikacji temperatury zapłonu. W większości przypadków lżejsze podawanie CRU spowoduje zwiększenie długości cyklu dla jednostki pół regeneracyjnej (SR) ze względu na zmniejszoną produkcję koksu.
naphthas Non-straight-run (na przykład, fluid catalytic cracking (FCC) naphtha lub visbreaker/Coker naphtha) mogą być również przetwarzane w CRU, ale tylko po ciężkim hydrorafinacji obejmującej nasycenie (di)-olefin, oprócz podstawowej funkcji hydrorafinacji benzyny polegającej na usuwaniu heterogenicznych atomów (siarki i azotu). Ich wyższy punkt końcowy i / lub wyższa zawartość parafiny powoduje większe odkładanie się koksu. Reformatory cyklicznej i ciągłej regeneracji katalizatora (CCR) są na ogół w stanie przetwarzać benzynę FCC o wyższym punkcie końcowym wsadu, o ile istnieje zdolność regeneratora do spalania dodatkowego wytwarzanego koksu.2 ponowne przetwarzanie benzyny FCC jest zwykle ograniczone do środkowego cięcia o niższej liczbie oktanowej. Jeśli wymagana jest tylko odsiarczanie, przetwarzanie benzyny FCC w selektywnym urządzeniu do hydrotreatingu jest prostszym rozwiązaniem.
jednostki ze stałym złożem vs reformery CCR
konwencjonalnym typem CRU Jest jednostka reformingu ze stałym złożem SR, która jest używana do ograniczonej poprawy oktanowej. Urządzenie pracuje pod wysokim ciśnieniem, aby ograniczyć powstawanie węgla. Wraz ze wzrostem ilości dwutlenku węgla, temperatury reaktora są podnoszone, aby osiągnąć docelową liczbę oktanową kosztem wydajności reformatu. Cykliczny proces regeneracji z układem reaktora wahadłowego jest stosowany do pracy o wyższej intensywności i oktanowej. Przy reformowaniu CCR (zob. Rys. 1 i 2)3,4 można uzyskać skrajnie wysokie ciężary bez częstych przestojów z powodu dezaktywacji katalizatora. Jednostki pracują przy niskim ciśnieniu, co wiąże się z korzyściami w zakresie wydajności wynikającymi z wyższych wydajności reformatu i wodoru.
decyzja o przekształceniu wysokociśnieniowych reformatorów katalitycznych SR na jednostki typu CCR zależy wyłącznie od ekonomii.5 niektórzy licencjodawcy reformujący opracowali jednostkę hybrydową, dodając reaktor CCR i regenerator do oryginalnej jednostki reformującej SR.4,6,7,8 typowe przykłady przedstawiono na rysunkach 3 i 4. Konwersja może kosztować mniej niż połowę nowego CCR i zwiększyć przepustowość lub długość cyklu.4
dla niektórych rafinerii całkowita konwersja na CCR pozostaje ekonomicznie atrakcyjna w stosunku do jednostki hybrydowej, ze względu na wyższy współczynnik strumienia, niższe ciśnienie robocze i wyższą wydajność wodoru i benzyny ciężkiej.9 praktycznie wszystkie nowe jednostki reformujące są konstrukcji CCR.
projekt reaktora
istnieją trzy typy reaktorów głównie w procesie reformingu. Są kuliste, opadające i promieniowe. W miarę jak katalizator poprawiał się przez lata, ciśnienie reaktora można było zmniejszyć, aby wykorzystać zwiększoną wydajność C5+ i wodoru przy niższym ciśnieniu roboczym. Przy niższym ciśnieniu spadek ciśnienia przez reaktor staje się ważnym czynnikiem; dlatego bardziej nowoczesne projekty jednostek reformujących wykorzystują reaktory, które mają przepływ promieniowy w projektowaniu i łączą dobry rozkład przepływu z niskim spadkiem ciśnienia.
połączone podawanie jest kierowane z dyszy wlotowej reaktora do tak zwanych przegrzebków, które są długimi, pionowymi kanałami umieszczonymi wzdłuż całego obwodu reaktora. Przegrzebki mają otwory lub, częściej w dzisiejszych czasach, profilowane ekrany druciane na całej długości, przez które gaz przechodzi promieniowo do pierścieniowego łoża katalizatora i do wewnątrz do centralnej rury, która zbiera produkty reaktora i kieruje je do wylotu reaktora. Należy unikać niskiego przepływu, ponieważ spowoduje to przyspieszone odkładanie koksu.
Metalurgia reaktora
zbiorniki reaktora w usłudze SR CRU są samodzielnymi elementami i mogą być zarówno gorącą, jak i zimną skorupą, w zależności od preferencji projektowych. W konstrukcjach typu cold-shell wewnętrzna powłoka ogniotrwała chroni ścianę naczynia przed wpływem temperatury procesu. W służbie CCR reaktory są niezmiennie konstrukcji gorącej powłoki i mogą być indywidualnie ustawione lub ułożone w stos, tworząc oddzielony pojedynczy zbiornik.8 w SR CRU normą jest zimna Ściana (stal węglowa z wykładziną ogniotrwałą) z wewnętrzną wykładziną ze stali nierdzewnej.
