Основные элементы расчета реакторов риформинга

Подготовка исходных данных для расчета реакторов установки ка-талитического риформинга бензина

Первая промышленная ус тановка каталитического риформинга бензи -новых фракций на платиновом катализаторе была пущена в эксплуатацию почти 60 лет назад (1948 г. США, установка платформинг фирмы UOP). Эти установки приобрели большое значение в нефтеперерабатывающей промыш-ленности, т.к. позволяли получать из нефти высококачественные бензин, ди-зельное топливо и реактивное топливо с наименьшими затратами. Установки каталитического риформинга вместе с установками АТ, гидроочистки топлив стали неотъемлемой составной частью НПЗ. Надо сказать, что установки ка-талитического риформинга задержали развитие процесса каталитического крекинга и гидрокрекинга. Такой НПЗ (АТ + гидроочистка + каталитический риформинг) имел низкую глубину переработки нефти, но это было в те вре-мена экономически выгодно, т.к. росла доля котельного топлива в энергетиче-ском балансе всех стран за счет снижения потребления каменного угля при росте производства электроэнергии и значительном увеличении добычи неф-ти. Например, СССР увеличил добычу нефти с конца 50х годов со 100 млн. т/год до 640 млн. т/год к концу 60х годов.

Мы полагаем, что студентам Полоцкого государственного университета не придется проводить расчет новых реакторов. Однако в практической дея-тельности инженера необходимо знать этот расчет и применять его для реше-ния вопросов производства, особенно, если Вы работаете начальником уста-новки, технологом производства, инженером техотдела. Данные, полученные в результате расчета, позволяют проанализировать работу реакторов, сделать выводы и наметить методы улучшения работы реакторов.

Российская проектная организация "Леннефтехим" имеет программу для ЭВМ расчета реакторов каталитического риформинга и НПЗ может ее приоб-рести. Эта программа имее т много общего с методикой, изложенной в кн. Кузнецова А.А. и др. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. 1974. – С. 251-288.

Основные реакции

В присутствии платино-реневых катализаторов в процессе каталитиче-ского риформинга протекают около 100 различных реакций. Для расчета при-меняют 4 вида реакций:

превращение нафтеновых углеводородов в ароматические;

превращение парафиновых углеводородов в нафтеновые;

гидрокрекинг нафтенов;

гидрокрекинг парафинов.

Протекание других реакций условно исключается в связи с их незначительным влиянием на процесс до сохранения активности катализатора. Надо подчеркнуть, что основные реакции могут проходить в присутствии катализатора при данной температуре и в присутствии водорода, который вводится специально в зону реакции для сохранения активности катализатора. Молярное соотношение водород/сырье (НСН) для этих реакций составляет не менее

  /С

4 (4-7), т.е. парциальное давление водорода в реакционной смеси превышает 50% общего давления для предотвращения образования непредельных углеводородов. Это достигается за счет циркуляции ВСГ, которая позволяет блокировать каждую молекулу углеводородов четырьмя и более молекулами водорода.

Для нашего расчета принимаем молярное соотношение НСН = 5,5.

= 0,736 (МНПЗ), для которого молярная масса (будет далее рассчитана) равна 112 кг/кмоль. Расход 100% Н2 на 1 кмоль сырья составляет:

где Мс - молярная масса сырья.

ВСГ

Для расчета реактора расход ВСГ (кратность циркуляции) берем