Производство экологически чистых автобензинов
Автор: drug | Категория: Прочее | Просмотров: | Комментирии: 0 | 21-08-2013 11:30

Введение

Необходимость улучшения качества автомобильных бензинов в России связана с ростом потребления высокооктановых бензинов и повышением экологических требований к ним. В первую очередь это относится к ограничениям в составе бензинов бензола и суммы ароматических углеводородов. Объем выпуска бензинов с ИОЧ 80 снижается, несмотря на практику использования всевозможных добавок к ним для получения (часто суррогатных) бензинов с более высоким октановым числом. В России бензина АИ-80 производится больше, чем потребляется, а бензина АИ-95 потребляется больше, чем производится на НПЗ [1].

Допускаемый существующими в России нормами уровень содержания токсичного бензола в бензине АИ-80 или Нормаль-80 в пять раз превышает норму для бензинов класса Евро - 3. При временном сохранении потребности устаревшего автопарка в низкооктановом бензине, вероятно, необходимо ввести более жесткое ограничение на содержание бензола (менее 1% об.) в бензине марки Нормаль-80 для обеспечения хотя бы экологических требований к бензинам по нормам Евро - 3. Ожидаемое увеличение парка легковых автомобилей к 2015 г. составит почти в 1,5 раза, в основном за счет автомобилей экологического класса 4, уже сейчас требует подготовки к выпуску бензинов, отвечающих перспективным требованиям норм Евро - 4 и Евро - 5. Вступление России в ВТО также определяет необходимость введения соответствующих (европейских) стандартов на качество автотоплив, модернизации НПЗ и использования конкурентоспособных катализаторов и технологий переработки нефтяных фракций [1].

Запрет на применение тетраэтилсвинца (ТЭС) и требования существенного снижения содержания ароматических углеводородов в бензинах заставляют нефтеперерабатывающие заводы подыскивать новые возможности по введению высокооктановых компонентов в бензин. Одним из таких способов является процесс изомеризации парафиновых углеводородов С5 и С6, входящих в состав низкокипящих фракций бензина [2].

Целевым назначением процессов каталитической изомеризации в современной нефтепереработке является получение высокооктановых изокомпонентов автобензинов или сырья нефтехимии, прежде всего изопентана для синтеза изопренового каучука [3].

Нормальный пентан, который характеризуется октановым числом 62 (ИОЧ), превращается в изопентан, ИОЧ которого 92. В случае гексана изменение ИОЧ в результате изомеризации еще более значительно: от 25 до, примерно, 75. Стандартная смесь, содержащая н- и изо-пентаны и гексаны, облагораживается в этом процессе (ИОЧ меняется от 73 до 91)

 

 

1 Теоретические основы процесса

Производство экологически чистых автобензинов, соответствующих все более жестким стандартам, обуславливает необходимость больших инвестиций в модернизацию действующих установок и строительство новых объектов по производству автокомпонентов.

Среди всех процессов производства автокомпонентов в последние годы наибольшую популярность получил процесс изомеризации легких бензиновых фракций. Это обусловлено рядом факторов и показателей качества  (Таблица 1).

Таблица 1 - Факторы инвестиционной привлекательности процесса изомеризации легких бензиновых фракций.

1. Сырьевая база

На любом НПЗ имеется прямогонные пентан-гексановые фракции. Дополнительно – легкие фракции риформинга, гидроочистки, каталитического крекинга, гидрокрекинга.

2. Содержание в продукте

- бензола

Отсутствие

- ароматических углеводорода

Отсутствие

3. Фракционный состав

Увеличивает долю автобензина выкипающего до 100 ºС

4. Октановое число

ИОЧ от 82 до 92 пунктов. Выравнивает октановые числа по фракционному составу автобензина.

5. Эксплуатационные затраты

Самые низкие среди всех процессов получения высокооктановых неароматических автокомпонентов.

 

Если процесс риформинга выводит из бензинового сырья тяжелые низкооктановые бензиновые фракции прямой гонки и гидрокрекинга (100 - 180 0С) и превращает их в ароматизированные высокооктановые компоненты, то процесс изомеризации извлекает из состава бензина низкооктановые легкие прямогонные и вторичные компоненты и вводит взамен них высокооктановые изомеры, которые не содержат бензола и имеют высокие значения октановых характеристик [1].

В отличие от катализата риформинга важнейшим потребительским свойством изомеризатов является минимальная разница между октановыми числами по исследовательскому и моторному методам (2-3 пункта). В связи с этим высокооктановый изомеризат является наиболее подходящим компонентом для смешения с катализатом риформинга по нескольким важным аспектам:

— для увеличения октановых чисел легкой части бензина от Н.К. до 100 0С;

— для уменьшения в товарном бензине разницы между ИОЧ и МОЧ и повышения октанового индекса;

— для удаления из бензина бензола и снижения общего содержания ароматики;

— для выравнивания значений октановых чисел бензина по всей массе испаряемого топлива.

За последние 10 лет процесс изомеризации стал одним из самых рентабельных способов получения высокооктановых и экологически чистых компонентов бензина, который широко применяется в зарубежной нефтепереработке для повышения октановых чисел бензина С5-100 °С путем перегруппировки молекулярной структуры нормальных парафинов в их изомеры с более высоким октановым числом.

Это явилось следствием целого ряда технических усовершенствований в технологии изомеризации и способах выделения получаемых разветвленных изомеров.

Так, если до 90-х годов прошлого века процесс изомеризации осуществляли по аналогии с риформингом с циркуляцией водородсодержащего газа, то в настоящее время освоена схема с однократной подачей водорода. Она обеспечила снижение на 20% капитальных и эксплуатационных затрат в сравнении с ранее применявшейся технологией. Кроме того, в процессе изомеризации все шире стали применять рецикл выделяемых различными способами н-пентанов и н-гексанов.

В целом современный технологический комплекс изомеризации легких бензиновых фракций С5 - С6 состоит из нескольких основных блоков: блока гидроочистки сырья, блока реакторов изомеризации с высокоактивным цеолитным или аморфным катализатором, блока стабилизации изомеризата, блоков выделения и рециркуляции низкооктановых углеводородов нормального строения, как непрореагировавших, так и содержащихся в исходном сырье [2].

На сегодняшний день лидер в лицензировании технологии изомеризации – компания UOP, по ее технологиям в мире на сегодняшний день эксплуатируется более 220 установок. Свыше 30 установок в мире эксплуатируются по лицензиям фирмы Axens.

Лицензионные предложения имеют также фирмы Lummus Global, CDTECH and Lyondell Chemical Co., Kellogg Brown & Root Inc., Technology Solutions Division of ConocoPhillips и др.

За рубежом наиболее широко используются два вида изомеризации:

- низкотемпературная (120 °С), катализатор платина на хлорированном оксиде алюминия (катализатор АТ-26 – Akzo Nobel; катализатор IS632- Axens);

- среднетемпературная (260 °С), катализатор – платина и палладий на цеолитных носителях (катализатор TIP – фирмы UOP; катализатор Хайзомер – фирмы Shell; Изопар – фирмы Sepsa и Süd-Chemie).

Проекты технологий изомеризации основных разработчиков — UOP и Axens — представляют возможность широкого выбора вариантов переработки исходного сырья с учетом различных требований НПЗ-заказчика. Сырьем могут быть легкие бензины прямой гонки, бензины-рафинаты (после экстракции ароматики), легкие бензины риформинга (фракция до 100 оС), легкие бензины гидрокрекинга, непосредственно фракции С56, полученные из газового конденсата или другого сырья.

Из отечественных разработок следует отметить технологию "Изомалк-2", фирмы "НПП Нефтехим" (г. Краснодар).

Наиболее простой схемой изомеризации, осуществляемой на цеолитных и аморфных катализаторах является система однопроходного пропуска углеводородного сырья через реакторы. Принципиальная технологическая схема однопроходного процесса изомеризации UOP показана на рис. 1. На рис. 2 приведена схема однопроходного процесса Axens.

 

Рисунок 1 - Изомеризация Penex (UOP)

 

Процесс Penex предусматривает непрерывную каталитическую изомеризацию пентанов, гексанов и их смесей. Реакции проходят в атмосфере водорода, в слое неподвижного катализатора, а условия процесса способствуют протеканию изомеризации с минимальным гидрокрекингом [3].

ИОЧ обычной легкой нафты С56 может быть увеличено до 82-84 при проведении процесса без циркуляции углеводородов. Если его проводить с возвратом непревращенных н-пентана, н-гексана и/или метилпентанов, то ИОЧ может быть доведено до 87-93 пунктов. Может быть предложено несколько систем разделения компонентов для циркуляции: адсорбция в паровой фазе (процесс IsoSiv), адсорбция в жидкой фазе (процесс Molex), разгонка в деизогексанизаторе или комбинация разгонки и селективной адсорбции.

В процессе Penex циркуляция водорода не нужна, высокая степень превращения достигается при низкой температуре с хорошим выходом. Огневой подогреватель не требуется. Обычно устанавливаются последовательно два реактора, в которые загружаются равные количества катализатора.

Сырье и свежий водород сушат (1) цеолитами, смешивают, подогревают теплообменом с продуктами реакции и паром и подают в реакторы (2). Реакционную смесь после теплообмена вводят в стабилизационную колонну (3). Кубовый продукт этой колонны направляют на приготовление бензина (процесс без циркуляции) или на разделение адсорбцией или фракционированием (процесс с циркуляцией). Отогнанные легкие продукты выдают в топливную сеть.

Таблица 2- Зависимость капиталовложения от варианта схемы

Вариант схемы

Капиталовложения, млн. долл.

Penex (однопроходная)

8,5

Penex/Деизогексанизатор

15,5

Penex/ Molex

23,4

 

 

Рисунок 2 – Схема однопроходного процесса изомеризации Аxens:

1 – реакторы; 2 – колонна стабилизации; 3- скруббер

 

Процесс предусматривает непрерывную изомеризацию углеводородов во фракциях с высоким содержанием парафинов С5- С6 с целью получения компонента бензина, имеющего высокое ИОЧ и МОЧ.

Может быть осуществлено несколько вариантов процесса изомеризации С56. С любым из двух катализаторов (цеолитным или алюмохлоридным) могут быть реализованы следующие процессы:

- без циркуляции для небольшого повышения ОЧ с малыми затратами;

- с возвратом н-парафинов в процесс для их полного превращения и для существенного повышения ОЧ;

- с полным превращением н-парафинов и со значительным превращением низкооктановых (ОЧ=75) метилпентанов для получения максимального прироста ОЧ [9].

В России разработан целый ряд технологий изомеризации легких бензиновых фракций. Прежде всего, это процесс Изомалк – среднетемпературная изомеризация, который в зависимости от количества изопентана в сырье и технологической схемы — за проход, с деизопентанизатором или с полным рециклом низкооктановой части изомеризата может осуществляться с получением изомеризата с октановым числом 80, 90 или 82—85 по исследовательскому методу (ИМ) соответственно.

В России на НПП "Нефтехим" были изучены сверхкислотные системы SbF5-HF, TaF5-HF, NbF5-HF, WF6-HF, хлорированные катализаторы Pt/Al2O3-Cl. Но с учетом потребности российской нефтепереработки в 90-е годы XX-го столетия, первой промышленной технологией изомеризации, разработанной НПП Нефтехим, стала технология Изомалк-1 на базе цеолитного катализатора СИ-1, обладающего повышенной стойкостью к действию примесей в сырье, серы и воды.

Пуск первой установки изомеризации Изомалк-1 был осуществлен в 1999 г. на Рязанском НПЗ. Цеолитный катализатор СИ-1 эксплуатировался до 2005 года. Но уже в 2001-2002 годах была поставлена задача скорейшего завершения разработки нового катализатора изомеризации, способного работать в термодинамически более выгодной для изомеризации пентанов и гексанов температурной области 130-180 °C и при этом обладать более высокой устойчивостью к действию каталитических ядов по сравнению с хлорированными катализаторами.

Технология "Изомалк-2" является новейшей разработкой в области изомеризации легких бензиновых фракций. Особенностью технологии является использование катализатора, обеспечивающего протекание процесса в термодинамически выгодной для изомеризации парафиновых углеводородов низкотемпературной области 130-170 °C, обладающего повышенной устойчивостью к действию каталитических ядов — воды, серы, азота.

В основе технологии изомеризации "Изомалк-2" лежит оксидный сульфатированный катализатор СИ-2.

C учетом основных характеристик катализатора СИ-2 технология "Изомалк-2" предусматривает предгидроочистку сырья, но в отличие от хлорированных катализаторов специальная адсорбционная очистка гидрогенизата от микропримесей серы, азота и воды не требуется. Необходимые требования по содержанию микропримесей достигаются обычной гидроочисткой и отпаркой нестабильного гидрогенизата. Реакторный блок "Изомалк-2" включает один или два реактора с охлаждением газопродуктового потока в теплообменнике. При выборе одного реактора требуется "квенч" холодного ВСГ на входе во второй слой катализатора.

Необходимость охлаждения газопродуктового потока обусловлена не сколько экзотермичностью реакций изомеризации, сколько большой экзотермичностью гидрирования бензола, содержащегося в сырье. Поэтому технологическая схема установки зависит от состава сырья. Технология "Изомалк-2" позволяет перерабатывать пентан-гексановые фракции со значительным количеством бензола (до 5-8%) и углеводородов С7 до 10%. Но в таких случаях используются специальные технические решения.

Октановое число изокомпонента, получаемого по технологии "Изомалк-2" определяется в основном выбором варианта технологической схемы. Все остальные показатели остаются неизменными — межрегенерационный период не менее 4-х лет и может достигать 8 лет, общий срок службы катализатора 10 лет, выход изокомпонента 98-99% масс. и может снижаться только при увеличении концентрации углеводородов С7 более 3%.

Процесс Изомалк протекает с высокой селективностью и позволяет «за проход» увеличивать октановое число примерно на 12 пунктов [4].

Последние 10 лет на мировом рынке по разработке и внедрению технологий изомеризации бензиновых фракций работают и конкурируют в основном 3 фирмы – UOP (США), Axens (Франция) и ОАО "НПП Нефтехим". Четвертая фирма, Süd-Chemie, еще работающая в этой области, в настоящее время существенно уступает конкурентам, предлагая лишь устаревшую технологию на цеолитных катализаторах.

На сегодняшний день лидер в лицензировании технологии изомеризации компания UOP, по ее технологиям в мире на сегодняшний день эксплуатируется более 220 установок. Из них более 120 установок работают по процессу Penex, 60 установок – на цеолитных катализаторах (к ним относится процесс TIP) и более 10 установок – по технологии Par-Isom. Свыше 30 установок в мире эксплуатируются по лицензиям фирмы Axens и более 20 – на основе процесса CKS ISOM компании Sūd-Chemie. Процессы Изомалк-2 ОАО «НПП Нефтехим» эксплуатируются не только в России, имеются по одной установке на Украине и в Румынии

Фирма UOP представляет на рынке 2 технологии – на основе хлорированных катализаторов (Penex) и на основе сульфатированных оксидных катализаторов (Par-Isom).

Фирма Axens предлагает к внедрению только технологию на базе хлорированных катализаторов, аналогичную технологии Penex.

НПП Нефтехим представляет для использования свою технологию "Изомалк-2", которая основывается на применении сульфатированного оксидного катализатора СИ-2.

Технологии изомеризации с использованием хлорированных катализаторов характеризуются высокой эффективностью и применяются в промышленности уже несколько десятилетий. Однако они обладают рядом недостатков:

1. Высокая чувствительность катализаторов к действию каталитических ядов. Хлорированные катализаторы требуют использования специальных методов подготовки сырья, которые влекут за собой дополнительные затраты. Но полностью исключить технологические нарушения и соответствующие проскоки серы, азота и воды эти методы не могут. Поэтому возможна полная и безвозвратная дезактивация катализатора с последующим простоем установки.

2. Для компенсации потери хлора в катализаторах во время эксплуатации требуется постоянная подача хлора в реакционную зону и, соответственно, появляются хлорсодержащие сбросы с установки, требующие защелачивания и утилизации. Появляются щелочные отходы.

3. В связи с особенностью химического состава, хлорированные катализаторы по мере эксплуатации и при наличии микропримесей влаги в сырье постепенно снижают свою активность и октановое число к концу пробега снижается приблизительно на 1 пункт в сравнении с началом пробега.

4. Хлорированные катализаторы не регенерируются, и общий срок их службы составляет 5 лет.

Технология Par-Isom (UOP) во многом решает перечисленные выше проблемы. Оксидные катализаторы значительно более устойчивы к действию проскоков каталитических ядов и могут быть отрегенерированы на установке. Но по активности катализаторы для процесса Par-Isom уступают хлорированным катализаторам. Поэтому фирма UOP для этого процесса дает более низкие гарантированные октановые показатели изокомпонента, по сравнению с технологией Penex [5].

ОАО "НПП Нефтехим" представляет свою технологию "Изомалк-2" как не уступающую технологиям Penex и Axens по основным показателям – октановому числу изокомпонента и выходу целевого продукта. При этом технология "Изомалк-2" обладает преимуществами:

- восстанавливаемость активности катализатора (СИ-2) при проскоках каталитических ядов;

- регенерируемость катализатора с межрегенерационным периодом 5 лет;

- общий срок службы катализатора составляет 10-12 лет;

- за счет совокупности преимуществ катализатора капитальные затраты снижаются приблизительно на 10-20%.

Сравнение известных мировых технологий и катализаторов изомеризации говорит о ряде преимуществ технологии "Изомалк-2" и катализатора СИ-2. Благодаря этому, на ряде нефтеперерабатывающих заводов России предпочтение отдано этой технологии:

Катализатор СИ-2 успешно используется на 6-ти российских заводах:

- Уфанефтехим - установка риформинга Л-35/5-300 была перепрофилирована 2003 году на процесс "Изомалк-2" «за проход». Мощность установки составляла 300 тыс. тонн в год. В 2008 году, после реконструкции, первой регенерации и дозагрузки катализатора СИ-2, установка переведена на схему с рециклом гексанов. Мощность установки сейчас составляет 500 тыс. т в год по сырью, установка вырабатывает изокомпонент с октановым числом 87-88 пунктов по исследовательскому методу;

- Уфимский НПЗ - установка изомеризации мощностью 300 тыс. тонн в год с рециклом гексанов работала на цеолитном катализаторе ИПМ-02. После успешной замены катализатора во втором реакторе в июне 2008 года октановое число повысилось на 6 пунктов по исследовательскому методу;

- Ново-Уфимский НПЗ - установка изомеризации с рециклом гексанов мощностью 500 тыс. тонн в год переведена с цеолитного катализатора IS-632 фирмы Axens на катализатор СИ-2 в апреле 2009 года. Октановое число изокомпонента возросло на 5 пунктов;

- Рязанская НПК - установка «Детол» была реконструирована сначала для процесса «Изомалк-1» на цеолитном катализаторе СИ-1, а затем, в 2005 году переведена на катализатор СИ-2 по технологии «Изомалк-2». Октановое число составляет 83-84 пункта по исследовательскому методу, мощность установки – 450 тыс. тонн в год по сырью;

- Киришинефтеоргсинтез - установка риформинга Л-35-11/300 была реконструирована на процесс "Изомалк-2" по схеме «за проход» и пущена в 2005 году при мощности 500 тыс. т/год по сырью. На текущий момент пробег катализатора без регенерации составляет 5 лет, межрегенерационный пробег ожидается в пределах 6-7 лет, октановое число составляет 83-84 пункта по и.м.

- Омский НПЗ - после закупки лицензии UOP на процесс Penex было решено проектировать установку изомеризации по технологии "Изомалк-2". Такое решение было принято на основе сравнения экономической эффективности двух процессов. Установка в Омске мощностью 800 тыс. тонн в год по схеме с рециклами малоразветвленных гексанов и н-пентана введена в эксплуатацию в октябре 2010 г.

- 30 октября 2011 г. В Ярославнефтеоргсинтез состоялось торжественное открытие новой установки изомеризации бензиновых фракций С56 "Изомалк-2" мощностью 600,8 тыс. тонн в год. Установка работает по схеме с деизопентанизацией сырья и рециклом С6.

В связи с принятием нового технического регламента, в России, начиная с 2002 года, наблюдается период активного ввода в эксплуатацию установок изомеризации на российских НПЗ.

 

1.1   Химизм и катализаторы процесса

 

Для реакции изомеризации значение катализаторов особенно велико, так как с понижением температуры в продуктах реакции увеличивается равновесное содержание изомеров разветвленного строения. При низких температурах снижается интенсивность нежелательных побочных реакций. Поэтому важнейшее требование к изомеризующим катализаторам — достижение оптимальных скоростей реакции при минимально возможной температуре процесса. Для предотвращения отложения кокса изомеризацию проводят с применением водорода и под давлением. Промышленные процессы ведут в следующем режиме: температура — 0—480 °С, давление 1,4—10,5 МПа (14—105 кгс/см2), объемная скорость подачи сырья 1—6 ч-1.  Основными катализаторами являются: Фриделя — Крафтса, сульфид вольфрама, бифункциональные, цеолитсодержащие с благородными металлами (Pt, Pd и др.) и комплексные (бифункциональные и цеолитсодержащие катализаторы Фриделя — Крафтса). Изомеризацию с использованием катализаторов Фриделя — Крафтса можно осуществлять при 2 МПа (20 кгс/см2) и 40—120 °С и даже при 24—50 °С (катализаторы на основе брома).  В присутствии таких катализаторов, как хлористый алюминий с промоторами, изомеризацию парафинов можно осуществлять при температурах ниже комнатной. Последние исследования показали, что изомеризация парафиновых углеводородов в присутствии хлористого алюминия значительно ускоряется при наличии в реакционной смеси следов олефина. Однако эти катализаторы, являющиеся сильными кислотами, вызывают значительную коррозию аппаратуры, что сдерживает их широкое промышленное применение. Остальные, неагрессивные катализаторы изомеризации (кроме катализаторов типа Фриделя — Крафтса) требуют более высоких температур и давления водорода, что приводит к образованию большого количества побочных продуктов. Изомеризация с применением наиболее часто используемых бифункциональных катализаторов в среде водорода протекает с образованием промежуточных олефинов [6]. Изомеризация олефинов может идти с образованием изоолефинов или перемещением двойной связи. В присутствии платинового или палладиевого катализатора двойная связь перемещается уже при 200 °С. С передвижением двойной связи вглубь молекулы заметно увеличивается детонационная стойкость углеводорода. Так, октановое число октена-1 равно 25, октена-2 — около 55, октена-3 — более 73, а октена-4 — 91. Изомеризация нафтенов может проходить с превращением их в олефины и с изменением числа углеродных атомов в цикле. Существует много других типов реакций изомеризации, например алкилароматических углеводородов, в том числе ксилолов для получения л-ксилола, а также других углеводородов. Общим для них является карбоний-ионный механизм реакций.
            Реакция изомеризации, как уже отмечалось, протекает в среде водорода, роль которого сводится к подавлению реакций полимеризации и крекинга, ведущих к дезактивации катализатора. Реакция протекает с очень небольшим положительным тепловым эффектом и не требует промежуточного подвода тепла в реакторы. Поэтому технологический процесс изомеризации осуществляется в одну ступень.

Выход изомеризата от сырья составляет 93—97%; чем тяжелее сырье, тем меньше выход. По мере утяжеления сырья снижается октановое число изомеризата как без ТЭС (по исследовательскому методу с 90—92 для фракции C5 до 75—88 для фракции C6), так и с 0,8 мл/л ТЭС (со 102—104 для фракции C5 до 93—100 для фракции С6). Рециркуляция способствует повышению октанового числа. Если необходимо получить изомеризат с более высоким октановым числом, то выделяют фракцию изопентана. Кроме изомеризата получают некоторое количество газа.
При протекании процесса на платиновом катализаторе образуется небольшое количество олефинов (0,2—0,4%), которые могут превращаться в высокополимерные продукты, отлагающиеся на поверхности катализатора. Для предотвращения этого, а также для увеличения срока службы катализатора в системе поддерживают высокое парциальное давление водорода. Тогда образующиеся олефины гидрируются, а получаемые парафиновые углеводороды могут подвергаться изомеризации. Выход и качество продуктов изомеризации зависят не только от катализатора и сырья, но и от технологического режима процесса[7].

 

1.2   Основные факторы процесса

Установки изомеризации эксплуатируют во многом так же, как установки каталитического риформинга. Остановимся на основных факторах технологического режима и его влиянии на материальный баланс и качество продуктов изомеризации.

1.2.1Температура

 С повышением температуры скорость реакции изомеризации возрастает, достигая предела, определяемого равновесием. Дальнейшее повышение температуры приводит к усилению реакции гидрокрекинга с образованием легких газов и существенно не влияет на изомеризацию пентана. При этом возрастает расход водорода, а равновесие смещается в сторону компонентов нормального строения. Если изомеризацию н-пентана проводят в присутствии платинированных синтетических цеолитов, то при повышении температуры с 350 до 3750C выход изопентана возрастает более чем в 1,5 раза.

Повышение температуры до 4000C приводит к усилению реакций гидрокрекинга и снижению выхода изопентана.

1.2.2  Давление

С точки зрения термодинамики давление не должно влиять на реакцию изомеризации, например пентана, так как эта реакция протекает без изменения объема. Однако с уменьшением давления от 3 до 1 МПа (от 30 до 10 кгс/см2) выход изопентана возрастает. Это особенно заметно при пониженных температурах. По мере повышения температуры влияние давления на реакцию ослабевает. Так, при температуре 350 0C снижение давления с 3 до 1,5 МПа (с 30 до 15 кгс/см2) увеличивает выход изопентана над катализатором CaY + платина на 7%, при температуре 375 0C — на 3,6%. При атмосферном давлении и температуре 350—370 0C изомеризация практически не идет, а происходит сильный крекинг. Кроме того, продолжительная работа при пониженном давлении (1,5 МПа, 15 кгс/см2) заметно уменьшает активность катализатора вследствие отложения кокса на его поверхности. При давлении  3 МПа (30 кгс/см2) после ПО ч работы активность катализатора остается прежней.  

1.2.3 Объемная скорость подачи сырья

 При постоянной глубине превращения объемная скорость подачи сырья и температура одинаково влияют на процесс. В практически важном интервале уменьшение объемной скорости вдвое равноценно повышению температуры процесса примерно на 8—11 °С. Температура и равновесие изомеризации. Равновесное содержание парафинов изостроения возрастает с понижением температуры реакции. Равновесный состав продуктов изомеризации пентановой фракции менее подвержен влиянию температуры, чем гексановой [8].

 

Сочинения курсовыеСочинения курсовые