Анализ технологических параметров процесса гидроочистки бензиновой фракции на установке каталитического риформинга

Аннотация. В статье рассматриваются технологические параметры процесса гидроочистки бензиновой фракции на установке каталитического риформинга.

Ключевые слова: каталитический риформинг; предварительная гидроочистка; параметры процесса.

Установка У-1.734 каталитического риформинга обеспечивает получение дебутанизированного катализата из гидроочищенной фракции 62-180 °С [1].

Для сохранения ресурса полиметаллического платинового катализатора риформинга, исходное сырьё подвергается предварительной гидроочистке, в процессе которой органические соединения серы, кислорода и азота превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака. В условиях (Табл. 1) гидроочистки происходит изомеризация парафиновых углеводородов, насыщение непредельных, гидрокрекинг, частичное дегидрирование нафтенов (при повышенных температурах), а микропримеси металлов, содержащиеся в сырье, практически полностью отражаются на катализаторе.

Параметрами процесса гидроочистки, влияющими на качество обработки исходного сырья, являются [2]:

• температура;
• кратность подачи водородсодержащего газа (ВСГ);
• объемная скорость подачи сырья;
• давление.

Активность катализатора влияет на объёмную скорость процесса гидроочистки при заданных параметрах глубины очистки исходного сырья.

Таблица 1.

Условия протекания реакций гидроочистки

Температура процесса. Рабочий температурный диапазон гидроочистки бензиновых фракций: от плюс 264 до плюс 321 ºС. Интенсивность реакции гидрообессеривания и гидрирования непредельных соединений растёт с увеличением температуры.

Рабочий цикл начинается с минимальной температуры, обеспечивающей заданную глубину очистки сырья. Постепенным повышением температуры стабилизируется заданная степень очистки, уменьшающаяся вследствие снижения активности катализатора. Необоснованное повышение температуры ускоряет закоксовывание катализатора, не увеличивая существенно глубину очистки.

Кратность подачи водородсодержащего газа. В зависимости от текущей производительности, кратность циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ) на блок гидроочистки может изменяться от 117 до 129,2 нм³/м³ сырья.

Увеличение кратности подачи ВСГ повышает парциальное давление водорода в системе, тем самым увеличивает степень очистки бензиновых фракций и способствует уменьшению закоксовывания катализатора.

Конструкция установки У-1.734 предусматривает поступление всего избыточного ВСГ риформинга на предварительную гидроочистку. Производительность дожимного компрессора ПК-1(2) установки превышает количество ВСГ, образующего в процессе риформинга, поэтому часть ВСГ гидроочистки возвращается из продуктового сепаратора на прием компрессора.

Концентрация водорода в ВСГ риформинга зависит от характера сырья и степени отработки катализатора риформинга, может колебаться в пределах 78 % объемных и выше.

Объемная скорость подачи сырья. Отношение объема сырья, подаваемого в реакторы в час, к объему катализатора называется объемной скоростью подачи сырья, измеряемой в м³/м³ час или час^-1.

Объёмная скорость определяет производительность установки, влияя на время контакта сырья с катализатором в реакторе гидроочистки, что уменьшает (либо увеличивает) глубину гидрообессеривания сырья. Увеличение объемной скорости сокращает время контакта сырья и катализатора, что снижает глубину обессеривания.

Объемная скорость подачи определяется химическим и фракционным составом сырья, а также требуемой глубиной его гидроочистки. Регламентом установки У-1.734 объемная скорость процесса ограничена в диапазоне от 2,93 до 3,2 час^-1 (в зависимости от производительности).

Гидроочистка легких нефтепродуктов, более термостойких, проводится при повышенных объемных скоростях и повышенной температуре, что способствует взаимной компенсации факторов противоположно влияющих на глубину гидроочистки.

Давление. Повышение общего давления в системе способствует увеличению глубины сероочистки и возрастанию ресурса катализатора.

В соответствии с технологическим регламентом установки У-1.734 давление в реакторе составляет 23 кгс/см², что при объемной скорости от 2,93 до 3,2 час^-1 обеспечивает глубину гидроочистки сырья риформинга до требуемых количеств - 0,00005% массовых (0,5 ppm).

Регулирование давления осуществляется на выходе сепаратора гидроочистки, что, ввиду высокой инерционности объекта регулирования, приводит к повышенной нагрузке на дожимные компрессоры, а так же к плавающему давлению на установку У-1.732.

Для снижения инерционности контура регулирования давления необходимо стабилизировать давление на линии возврата ВСГ на предварительную гидроочистку в диапазоне 27…27,5 кгс/см².