авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Интенсификация процесса каталитического крекинга олефиновыми углеводородами

-- [ Страница 2 ] --
Тип олефина Выход, % масс. Глубина превращения сырья, %
бензина газа кокса
Сырье 51,6 9,2 1,5 63,7
Сырье + линейные С12-С14 (0,5 % масс.) 54,9 11,2 1,8 69,5
Сырье + разветвленные С12 (0,5 % масс.) 56,5 11,3 1,7 71,1

Во втором варианте сравнивались основные показатели крекинга в присутствии разветвленных олефинов с самой эффективной из фракций линейных олефинов - фракцией С24+, в точках максимума выхода продуктов (таблица 2). В данном случае можно отметить, что выход бензина выше в случае разветвленных олефинов на 2,0 %, коксообразование ниже на 17,6 % отн.

Таблица 2 - Показатели крекинга сырья, модифицированного линейными и

разветвленными олефинами в точках максимального выхода продуктов

Тип олефина Выход, % масс. Глубина превращения сырья, %
бензина газа кокса
Сырье 51,6 9,2 1,5 63,7
Сырье + линейные С24+ (0,5 % масс.) 56,4 11,8 2,0 71,3
Сырье + разветвленные С12 (0,65 % масс.) 57,5 11,4 1,7 71,8

Таким образом, модифицирование сырья процесса каталитического крекинга разветвленными олефинами более эффективно, чем линейными: наблюдается больший выход бензина при одновременном значительном снижении коксообразования процесса.

Проведенный качественный анализ составов бензинов не показал каких-либо существенных различий между составами бензинов, полученных при крекинге сырья без добавки и при введении добавки. Например, хроматографический анализ бензина, полученного при крекинге сырья в присутствии 0,5 % масс. разветвленного олефина, показал, что доля парафиновых углеводородов изменилась всего на 0,94 %, ароматических - на 0,17 % и нафтеновых – на 0,49 % масс.

С целью определения влияния размера частиц катализатора на показатели процесса крекинга было проведено исследование крекинга модифицированного сырья на микросферическом катализаторе. Исследование проводили по стандартной методике определения активности микросферических катализаторов крекинга согласно ОСТ 38.01161-78. В качестве добавки к сырью применяли фракцию линейных олефинов С24+, при использовании которой в предыдущей серии опытов на шариковом катализаторе были получены максимальные выходы бензина и газа.

При крекинге сырья на микросферическом катализаторе в присутствии фракции линейных олефинов С24+ для продуктов распада отсутствует ярко выраженный максимум, как это наблюдалось при крекинге сырья с фракциями линейных олефинов на шариковом катализаторе: кривые зависимостей выходов продуктов имеют более пологий характер (рисунки 10-12).

При содержании 2,2 % масс. фракции С24+ в сырье прирост выхода бензина достигает 5,6 % отн., а при ее содержании 1,0 % масс. - 4,6 % отн. (рисунок 10). Повышение концентрации олефина выше 2,5 % масс. не оказывает значительного влияния на выход бензина.

Характер зависимости выхода легкого газойля аналогичен зависимости выхода бензина. При введении 2,0 % масс. олефина в сырье наблюдается максимальный выход легкого газойля - на 6,1 % отн. выше, чем при крекинге сырья без добавки (рисунок 10).

Повышение конверсии сырья, приводящее к увеличению выхода целевых продуктов процесса: бензина, легкого газойля и газа - приводит к снижению выхода тяжелого газойля (рисунок 11).

Характер зависимости выхода кокса от концентрации олефина аналогичен таковому при крекинге на шариковом катализаторе: после достижения определенного значения (1,0 % масс.) выход кокса не изменяется (рисунок 11). Прирост коксообразования при концентрации олефина 0,5% масс. составляет 37,5 % отн.

 ыходы бензина, легкого газойля-9

Рисунок 10 Выходы бензина, легкого газойля при крекинге сырья с фракцией олефинов С24+

 Рисунок - 11 Выходы тяжелого газойля, кокса-10

Рисунок - 11 Выходы тяжелого газойля, кокса при крекинге сырья с фракцией олефинов С24+

В отличие от выхода бензина и легкого газойля, с увеличением концентрации олефинов выход газа при крекинге на микросферическом катализаторе непрерывно растет и при содержании олефина в сырье 4,0% достигает постоянного значения (рисунок 12). Прирост выхода газа при данной концентрации олефина в сырье составляет 20,7% отн.

 Рисунок - 12 Выход газа при крекинге сырья с-11

Рисунок - 12 Выход газа при крекинге сырья с фракцией олефинов С24+

Таким образом, исследования показали, что модифицирование сырья олефинами приводит к существенным изменениям выхода продуктов процесса крекинга на микросферическом катализаторе: при введении 1,0 % масс. олефина С24+ выход бензина увеличивается на 4,6 % отн., легкого газойля - на 4,5% отн., газа – на 20,7% отн.

В четвертой главе на основании результатов проведенных исследований предложены рекомендации по проведению процесса каталитического крекинга сырья, модифицированного олефинами.

Важными факторами использования добавок к сырью каталитического крекинга являются, во-первых, эффективность действия, выражаемая в изменении выходов целевых и побочных продуктов процесса, во-вторых, их концентрация в сырье.

С точки зрения экономической целесообразности эффективность действия должна реализовываться при малых концентрациях добавки в сырье.

Результаты исследований, представленных в третьей главе, показали, что для различных фракций линейных и разветвленных олефинов при различных условиях проведения процесса существуют свои эффективные концентрации, при которых наблюдаются максимумы выхода целевых продуктов процесса каталитического крекинга.

При крекинге в присутствии линейных олефинов на шариковом катализаторе эффективное содержание добавки варьировало от 0,3 до 0,5 % масс. в зависимости от молекулярной массы добавки, а при крекинге на микросферическом катализаторе максимальный прирост выхода продуктов достигался при содержании добавки 1,0 % масс.

Влияние времени контакта сырья с катализатором, как одного из важных технологических параметров процесса, изучалось на примере фракции -олефинов С12-С14 на шариковом катализаторе крекинга.

Известно, что время контакта для установок каталитического крекинга с лифт-реактором составляет 2 - 6 с. Основываясь на данном значении, для сравнительных испытаний было взято два значения времени контакта: 2,5 и 5 с, соответствующих объемным скоростям подачи сырья 2,4 ч-1 и 1,2 ч-1.

Характер зависимостей основных показателей процесса при изменении времени контакта остался прежним. Однако меньшее время реагирования сырья с катализатором привело к увеличению доли непревращенного сырья и, как следствие, к уменьшению выхода целевых продуктов - бензина и газа (рисунки 13, 14) по абсолютным значениям. Сравнение относительных показателей свидетельствует о значительном влиянии времени контакта на прирост выхода продуктов процесса (таблица 3).

Таким образом, повышение объемной скорости в 2 раза привело к увеличению прироста выхода бензина на 54,7 %, газа – на 33,3 %, кокса – на 25,0 % отн.

Таблица 3 - Влияние времени контакта на прирост выхода продуктов крекинга

сырья, модифицированного олефинами С12-С14

Прирост выходов продуктов, % масс. Объемная скорость, ч-1
1,2 2,4
Бензин 3,4 7,5
Газ 2,0 3,0
Кокс 0,3 0,4

 Рисунок - 13 Выходы бензина и газа при-12

Рисунок - 13 Выходы бензина и газа при разных объемных скоростях подачи сырья

 Рисунок - 14 Выход кокса и глубина-13

Рисунок - 14 Выход кокса и глубина превращения при разных объемных скоростях подачи сырья

Следовательно, при нарастающей тенденции к уменьшению времени контакта сырья с катализатором на установках каталитического крекинга инициирование процесса олефинами может привести к значительной интенсификации процесса каталитического крекинга.

Одним из требований для применения инициатора в процессе крекинга является его подвижность при низких температурах. Как было показано выше, фракции олефинов С20+ и С24+ обладают достаточно высоким инициирующим эффектом и позволяют увеличить выход бензина на 9,1-9,9 % отн. Кроме того, необходимо отметить то, что в отличие от большинства известных инициаторов они практически не содержат инородные примеси, отравляющие катализатор, и состоят только из высокомолекулярных олефинов.

Основные сложности применения исследуемых инициирующих добавок в технологическом процессе связаны с потерей их подвижности уже при положительных температурах (температура застывания у фракции - олефинов С24+ равна плюс 21 °С, а у С20+ плюс 7 °С). Вместе с тем, как было уже показано, фракции разветвленных олефинов обладают повышенным инициирующим эффектом реакций крекинга и имеют очень низкие температуры застывания (минус 60 °С).

С учетом этого были проведены эксперименты по снижению температуры застывания линейных олефинов путем разбавления их концентрации разветвленными олефинами.

Как видно из рисунка 15, зависимости температур застывания от объемного содержания разветвленных олефинов в смеси носят плавный характер. Судя по ходу кривых, можно констатировать структурный механизм застывания линейных олефинов. Введение изоструктур в состав -олефинов приводит к тому, что в результате образуются компактные кристаллические структуры, не соединенные друг с другом в единую кристаллическую сетку и не способные иммобилизовать всю массу раствора.

Следовательно, чтобы получить универсальный инициатор с низкой температурой застывания, применяемый в климатических условиях средней полосы России, необходима высокая концентрация разветвленных олефинов. Например, температура застывания минус 15 °С достигается при содержании разветвленного олефина в количестве от 65 до 80 % об., а температура застывания минус 30 0С при его содержании в количестве от 65 до 88 % об.

 Рисунок - 15 Температуры застывания-14

Рисунок - 15 Температуры застывания линейных - олефинов С20+ и С24+ в зависимости от концентрации разветвленных олефинов

С учетом этого, с целью рационального использования разветвленных олефинов, предлагается применение трех модификаций инициирующих добавок в зависимости от сезонности со следующими температурами застывания:

Сезон Температура застывания, °С

летний плюс 2

весенне- осенний минус 15

зимний минус 30

Таким образом, при приготовлении концентратов олефинов летнего типа нужно от 25 до 60; весенне-осеннего - от 60 до 80; зимнего - от 80 до
88 % об. разветвленных олефинов.

На основании проведенных исследований в данной главе предложена схема узла ввода добавок в сырье установок каталитического крекинга.

На примере установки 43-102 рассчитана экономическая эффективность процесса каталитического крекинга, модифицированного линейными олефинами. Данный расчет проводился с использованием модели линейного программирования ASPEN PIMS, применяемой на ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» для экономического планирования.

Согласно проведенным расчетам при введении 1,0 % масс. олефинов С24+ в сырье каталитического крекинга чистая маржинальная прибыль составляет 38,0 млн руб. в год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Показано, что введение линейных и разветвленных олефинов в сырье каталитического крекинга приводит к увеличению выхода целевых продуктов процесса.

2 Проведены исследования влияния молекулярной массы линейных олефинов на выход продуктов процесса каталитического крекинга. Установлено, что с увеличением молекулярной массы олефина с С6 до С24+ выход целевого продукта - бензина повышается на 1,9-9,9 % отн.

3 Установлено, что введение в сырье крекинга разветвленных олефинов более эффективно, чем линейных. При одинаковой молекулярной массе, в случае применения разветвленных олефинов, выход бензина выше на 2,9 %, газа – на 0,9 %, коксообразование меньше на 5,9 % отн.

4 Установлено, что эффект инициирования зависит от времени контакта сырья с катализатором. Показано, что уменьшение времени контакта в 2 раза приводит к увеличению прироста выхода бензина на 54,7 %, газа – на 33,3 %, кокса – на 25,0 % отн.

5 Предложены эффективные концентрации олефинов в сырье крекинга: для линейных на шариковом катализаторе – от 0,3 до 0,5 % масс., на микросферическом – от 0,5 до 1,0 % масс., для разветвленных на шариковом катализаторе – 0,6 % масс.

6 Показано, что достижение низкозастывающих композиций на основе высокомолекулярных линейных олефинов возможно при достаточно высоком содержании разветвленных олефинов. В целях рационального использования разветвленных олефинов предложены три модификации добавок, применяемых в зависимости от сезонности.

7 Предложена схема узла ввода добавок в сырье установок каталитического крекинга.

8 Технико-экономические расчеты показали, что маржинальная прибыль при введение в состав сырья установки каталитического крекинга типа 43-102 линейных олефинов в концентрации 1,0 % масс. составляет 38,0 млн. руб. в год.

Положения диссертации опубликованы в следующих основных работах:

1 Рахимов М.Н. Повышения конверсии сырья процесса каталитического крекинга активирующими добавками / Рахимов М.Н., Ситдикова А.В. // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2003. - №12. – С. 21-23.

2 Ситдикова А.В. Интенсификация процесса каталитического крекинга линейными олефинами / Ситдикова А.В., Рахимов М.Н., Павлов // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2008. - №5. - С. 115-117.

3 Ситдикова А.В. Исследование влияния концентрации олефинов на основные показатели процесса каталитического крекинга / Ситдикова А.В., Рахимов М.Н.// Нефтегазовое дело. – Уфа. - 2006, С.1-10.

4 Ситдикова А.В. Инициирование реакций крекинга высокомолекулярными олефинами / Ситдикова А.В., Рахимов М.Н.// Интеграция науки и высшего образования в области органической и биоорганической химии и механики многофазных систем: материалы II Всерос. научн. интернет-конф. – Уфа, 2003. – С.23.

5 Ситдикова А.В. Влияние концентрации олигомеров бутилена в сырье на основные показатели процесса каталитического крекинга / Ситдикова А.В., Рахимов М.Н., Байбулатов Р.Р. // Образование, наука, производство: сб. науч. тр. - Салават, 2003. – С.38-42.

6 Ситдикова А.В. Инициирование реакций крекинга олигомерами бутилена /Ситдикова А.В., Рахимов М.Н., Рахимова З.Ф.// Современное состояние процессов переработки нефти: материалы науч.-практ. конф. - Уфа, 2004. – С. 28.

7 Ситдикова А.В. Инициирование реакций каталитического крекинга олефинами /Ситдикова А.В., Рахимов М.Н., Половинкин А.С. // Нефтегазопереработка и нефтехимия-2005: материалы VI конгресса нефтегазопромышленников России. - Уфа, 2005. – С. 55-56.

8 Ситдикова А.В. Исследование влияния молекулярной массы олефинов на выход бензиновой фракции каталитического крекинга // Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых: материалы междунар. конф. - СПб, 2006. – С. 289-290.

9 Рахимов М.Н. Каталитический крекинг вакуумного газойля в присутствии высокомолекулярных олефинов / Рахимов М.Н., Ситдикова А.В. // Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых: материалы междунар. конф. - СПб, 2006. – С. 302.

10 Рахимов М.Н. Исследование влияния концентрации разветвленных олефинов на температуру застывания линейных олефинов /Рахимов М.Н., Ситдикова А.В. // Образование. Наука. Производство: материалы межвуз. науч.-практ. конф. - Уфа, 2006. – С. 41-42.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.