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 || 3 |

Повышение эффективности работы реакторов риформинга большой единичной мощности с применением информационно-моделирующих комплексов

-- [ Страница 2 ] --
№ цикла 1 2 3 4 5 6 7 8
Активность, отн. ед. 0,9 1,05 0,96 1,08 1,03 0,92 1,02 0,95
Пар/(Нафт+Аром) 1,36 1,25 1,27 1,17 1,22 1,26 1,27 1,36
н-Пар/и-Пар сырьё 1,01 1,14 1,02 1,14 0,97 0,99 1,1 1,07
Кокс, % масс. 0,27 0,12 0,91 0,93 0,96 0,03 0,62 0,19
О.Ч.И. 95,2 96 96,8 98 97,4 97,8 96,2 96,5

Выход риформата, % масс. 86,14 84,67 84,14 83,67 85,85 85,18 85,92 84,92

Систематический контроль изменения активности в рамках текущего цикла позволяет определить серьезные отклонения от оптимального режима эксплуатации катализатора. Данная возможность появляется при использовании компьютерной системы контроля работы катализатора.

Рис. 7 – Сравнение текущей (1) и оптимальной (2) активности

На данном рисунке видно, что технологический режим, заданный на установке в начале нового сырьевого цикла, обеспечивал уровень текущей активности близкий по значению к уровню оптимальной активности.

Прогнозирование каталитической активности реакторного блока риформинга и режимов работы катализатора является очень важной задачей. Процесс прогнозирования осложняется, прежде всего, нестационарностью процесса каталитического риформинга – изменение состава сырья, загрузки установки сырьем и т.д. Причем влияние внешних возмущающих параметров часто невозможно спрогнозировать вообще – аварийные ситуации, спрос на продукцию, перебои поставок сырья и т.д.

Для оценки потенциала работающего катализатора проведено прогнозирование его работы. Параметры прогнозирования приведены в таблице 2, прогноз проводился в период с 20.01.10 по 17.11.10, т.е. до того момента как прошел 1 год после регенерации катализатора.

Таблица 2 – Параметры прогнозирования работы реактора установки ЛЧ-35-11/1000

Параметры прогнозирования режима реактора
Начальная температура ввода сырья, C 483
Расход сырья, м3/час 155
Октановое число ( О.Ч.И.) 96
н-Пар/и-Пар сырье 1,07
Пар/(Нафт + Аром) сырье 1,36
C Перепад температур в реакторе, 66,5
Кратность циркуляции газа, м3/м3 1435
Водород в циркулирующем газе, % об. 86,7

Рисунок 8 – Прогнозирование отложений кокса на катализаторе

Работа установки на оптимальном режиме позволяет продлить срок службы катализатора до регенерации и получить высокооктановый компонент моторного топлива с высоким октановым числом. Мониторинг работы установки Л-35-11/600 с использованием программно-реализованного метода компьютерного прогнозирования показал:, что после 10 месяцев работы активность катализатора составила 0,8 отн. ед., средний выход риформата за цикл – 82,5 октанотонны; правильный подбор технологических параметров обеспечил протекание процесса на уровне максимально близком к оптимальному, в связи с чем регенерация катализатора, работающего с ноября 2010 года, на данный момент не требуется. Применение моделирующих компьютерных систем в химической технологии в настоящее время относится к прогрессивным направлениям развития химической промышленности. Данные модели обладают прогнозирующей способностью, что также является их неоспоримым преимуществом. Прогнозирование активности катализатора является значимым, т.к. это способствует оптимальному ведению процесса с получением максимального выхода продуктов риформинга, что позволяет обеспечить ресурсоэффективность процесса, улучшить технико-экономические показатели, как установки, так и производства в целом.

 Из рисунка 8 видно, что согласно прогнозу-12

 Из рисунка 8 видно, что согласно прогнозу-13

Из рисунка 8 видно, что согласно прогнозу количество кокса на катализаторе к 17.11.10 составит 5,7%. Проведенный прогноз работы установки в новом сырьевом цикле показал, что при сохранении стационарного режима ее работы, катализатор обладает относительно высоким потенциалом – 0,84 отн.ед. и прогнозные температуры ввода сырья позволяют продолжать сырьевой цикл после 1 года работы установки без регенерации катализатора. Также, в случае стационарности протекаемого процесса, прогнозный расчет позволяет сделать вывод о том, что установка работает не на полной мощности, т.к. количество сырья, переработанного за год составит 918470 тонн, а номинальная мощность установки – 1000 тыс. тонн в год.Мониторинг работы установки ЛЧ-35-11/1000 ООО «КИНЕФ» позволяет проследить тенденцию снижения активности катализатора в начальный период, который может быть обусловлен проскоком серы со стабильным гидрогенизатом, вследствие ряда причин, например, неисправностью теплообменного оборудования блока стабилизации гидрогенизата, определяющего байпас исходного сырья. В результате чего происходит попадание части нестабильного гидрогенизата в сырьевой поток реакторного блока каталитического риформинга бензинов. Например, падение активности катализатора в январе 2009 года произошло из-за присутствия относительно больших количеств сероводорода в стабильном гидрогенизате, который является каталитическим ядом для металлов, используемых в промышленных катализаторах риформинга бензинов. Для восстановления активности катлизатора был увеличен расход трихлорэтилена в зону реакции согласно проведенных расчетов (Рис.9).

  Влияние содержания-14

Рисунок 7 – Влияние содержания сероводорода в гидрогенизате на активность катализатора

Выполненные исследования показали, что хлор-органика превращаясь в НСl, способствует десорбции сероводорода с поверхности активных центров катализатора и тем самым повышает активность, что соответственно приводит к увеличению октанового числа.

При этом было установлено, что активация катализатора хлорорганическими соединениями носит пиковый характер (Рис. 9).

  Влияние содержания-15

Рисунок 9 – Влияние содержания хлорорганических соединений на активность катализатора в присутствие сероводорода

Подача хлорорганики должна осуществляться в строго дозированных количествах, так как в результате попадания избыточного количества хлора на катализатор происходит повышение кислотности, вследствие чего существенным образом увеличивается скорость реакций гидрокрекинга, гидрогенолиза и, как следствие, снижение октановых характеристик и выхода целевого продукта.

Из рисунка 9 видно, что в результате попадания сероводорода в реакторный блок активность катализатора стала снижаться и к началу февраля 2009 года, путем выхода на расчетное количество подачи ТХЭ, упала практически до 0,8. Однако к концу февраля ее удалось поднять до необходимого уровня без последующего снижения активности, т.к. хлорорганические соединения, превращаясь в хлористый водород способствуют десорбции сероводорода с поверхности активных центров катализатора и тем самым повышают активность, что соответственно приводит к увеличению октанового числа катализата.

Установлен интервал расхода хлорорганических соединений в зависимости о степени отравления (1,3-1,8 ppm) при содержании сероводорода от 400 до 490мВ.

Критерием восстановления эксплуатационных свойств является рассчитываемая на модели относительная активность катализатора (рис. 9).

Значения оптимальной активности, как показали выполненные исследования, симбатны таким важным показателям как концентрация кокса на катализаторе, концентрация водорода, перепад температуры, концентрация олефинов и циклопентанов в катализате.

Следующим важнейшим этапом исследований с использованием разработанного информационно- моделирующего комплекса явилась технико-экономическая оценка возможности перевода реакторного блока большой единичной мощности установки ЛЧ-35-11/1000 ООО «КИНЕФ» на процесс с непрерывной регенерацией катализатора. Поставленная задача была направлена на повышение технико-экономических показателей работы реакторного блока действующей установки и, что не менее важно, на увеличение межрегенерацционного периода работы катализатора до 3 лет (а в дальнейшем и на 4 года).

Для полной технико-экономической оценки перевода установки ЛЧ-35-11/1000 ООО «КИНЕФ» на непрерывную регенерацию катализатора, рассматривались три основных, на сегодняшний день, варианта реконструкции реакторных блоков большой единичной мощности установок риформинга:

  1. Дооборудование технологической схемы четвертым реактором и регенератором и переводом установки на комбинированный принцип работы реакторного блока -дуалформинг; (Рис. 10).

  Принципиальная технологическая-16

Рис. 10 – Принципиальная технологическая схема процесса дуалформинг

1 –действующие реакторы; 2 – действующие печи, 3 – новый реактор;

4 – регенератор; 5 – сырьевой насос; 6 – новая печь; 7 – новый теплообменник сырье/продукт; 8 – рециркуляционный компрессор; 9 – воздушный холодильник;

10 –сепаратор. Линии: I –сырье; II – водородсодержащий газ;

III – нестабилизированный катализат

  Принципиальная-17

Рисунок 11 – Принципиальная технологическая схема процесса октанайзинг

1 - новые реакторы; 2 - новые печи; 3 - новый регенератор; 4 - сырьевой насос;

5 - рециркуляционный компрессор; 6 - сепаратор.

Линии: I - сырье; II - водородсодержащий газ; III – нестабильный катализат

Замена реактора, добавление регенератора и перевод установки на режим непрерывной регенерации катализатора - октанайзинг; (Рис. 11).

  1. Проведение глубокой реконструкции установки с переводом на непрерывную регенерацию катализатора платформинга - CCR. (Рис. 12).

  Принципиальная-18

Рисунок 12 – Принципиальная технологическая схема процесса платформинг CCR

1 – бункер закоксованного катализатора; 2 – бункер регенерированного катализатора;

3 – шлюз; 4 – дозатор; 5 – разгрузочное устройство;

Линии: I – гидроочищенное сырье; II – ВСГ; III –нестабильный катализат

В результате проведенных исследований можно сделать следующие заключения - установлено, что Информационно-моделирующий комплекс на основе системы контроля работы катализатора и единой тематической витрины данных, позволяет проводить непрерывный мониторинг работы реакторов большой единичной мощности, повысить ресурсоэффективность производства путем оптимизации технологического режима установки большой единичной мощности, а также внедрить разработанную методику хлорирования катализатора риформинга в условиях проскока серы.

Выполнен мониторинг установки ЛЧ-35-11/1000 с применением компьютерной системы контроля работы катализатора, используя в качестве начальных данных технологические параметры ведения процесса и покомпонентный состав сырья и катализата.

Выполнены технико-экономические оценки перевода установки ЛЧ-35-11/1000 на непрерывную регенерацию катализатора в условиях заданных режимов работы (загрузка по сырью – 160м3/час, О.Ч.И.М. – 98-102п.п., давление от 0,35 до 2,2МПа) (Таблица 3).

Таблица 3 – Количество октанотонн, при годовой выработке катализата:

При этом расчеты показали преимущество варианта реконструкции под процесс CCR. Технико-экономические показатели работы установки риформинга ЛЧ-35-11/1000 с применением технологии непрерывной регенерации катализатора выше, чем с применением традиционной схемы с периодической регенерацией. Однако, при отсутствии на предприятии эквивалентного резерва мощностей по процессу риформинга, делает эти инвестиционные проекты реконструкции неэффективными (Рис. 13).


 График окупаемости-20


Рисунок 13 - График окупаемости инвестиционных проектов
без учета простоя установки

(1 – дуалформинг, 2 – октанайзинг, 3 – платформинг)

По результатам расчетов рекомендовано выполнить замену катализатора.

Строительство новых мощностей риформинга следует осуществлять по схеме с технологией непрерывной регенерации катализатора по варианту платформинга CCR.

Основные выводы:


1.Информационно-моделирующий комплекс на основе компьютерной системы контроля работы катализатора и единой тематической заводской базы данных, позволяет проводить непрерывный мониторинг работы реакторов, повысить ресурсоэффективность производства путем оптимизации условий работы реактора и технологической схемы установки большой единичной мощности, а также применить разработанную методику дополнительной подачи хлорорганических соединений в реактор риформинга в условиях отравления серой.

2.Хлорорганические соединения, превращаясь в хлористый водород способствуют десорбции сероводорода с поверхности активных центров катализатора и, тем самым, повышают активность, селективность и стабильность катализатора, что соответственно приводит к увеличению октанового числа катализата на %.

3.Разработанная и программно реализованная методика дополнительной подачи хлорорганических соединений в реактор и восстановление отравленных активных центров обеспечивает повышение селективности протекания реакции изомеризации циклопентанов в циклогексаны на % и снижение образования кокса из алкициклопентадиенов на %.

4.Показано, что интервал расхода хлорорганических соединений составляет 1,3-1,8 ppm в зависимости от степени отравления при содержании сероводорода в сырье от 3,9 до 4,9мг/кг..

5. Критерием восстановления эксплуатационных свойств, в случае отравления серой, является рассчитываемая, с использованием разработанного ИМК, относительная активность катализатора, которая может изменяться в интервале 0,5 1,0 в зависимости от углеводородного состава перерабатываемого сырья и технологического режима работы реактора (температура, давление, скорость подачи сырья).

6. Непрерывный мониторинг установки ЛЧ-35-11/1000 с применением компьютерной системы контроля работы катализатора в качестве начальных данных используют технологические параметры ведения процесса и покомпонентный состав сырья и катализата, предоставляемые информационной системой.

7. Технико-экономическая оценка перевода установки ЛЧ-35-11/1000 на непрерывную регенерацию катализатора в условиях заданных режимов работы (загрузка по сырью – 160м3/час, О.Ч.И.М. – 98-102п.п., давление от 0,35 до 2,2МПа) показала преимущество варианта реконструкции под процесс CCR. Технико-экономические показатели работы установки риформинга ЛЧ-35-11/1000 с применением технологии непрерывной регенерации катализатора выше, чем с применением традиционной схемы с периодической регенерацией. Вместе с тем, при отсутствии на предприятии эквивалентного резерва мощностей по процессу риформинга эти инвестиционные проекты реконструкции становятся неэффективными.

8. Расчёт технико-экономических показателей позволил обосновать целесообразность строительства новой установки Л-35-11/1000 с технологией непрерывной регенерации катализатора.

Основные результаты опубликованы в работах:

1. Молотов К.В., Коронатов Н.Н., Иванчина Э. Д., Кравцов А. В. Ресурсоэффективность применения моделирующих систем на физико-химической основе в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2011 - №. 2 - C. 3-6

2. Молотов К.В., Фалеев С.А., Кравцов А.В., Иванчина Э.Д., Дементьев А.Ю. Повышение технико-экономической эффективности работы промышленной установки ЛЧ-35-11/1000 методом математического моделирования //Нефтепереработка и нефтехимия.-2009. - № 12. - с. 3-5

3. Мелехин В.В., Молотов К.В., Кравцов А.В., Иванчина Э.Д., Чеканцев Н.В., Занин И.К. Повышение эффективности стадии оксихлорирования Pt-Re-катализаторов риформинга методом математического моделирования //Нефтепереработка и нефтехимия. - 2009. - № 12. - с. 10-13.

4. Кравцов А.В., Молотов К.В., Иванчина Э.Д., Фалеев С.А., Ивашкина Е.Н. Оценка стабильности работы катализаторов риформинга методом математического моделирования с использованием единой тематической витрины данных //Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2007. - № 8. - с. 22-24 (36306590)

5. Костенко А.В., Молотов К.В., Иванчина Э.Д., Кравцов А.В., Фалеев С.А.

Разработка и применение технологических критериев оценки стабильности и активности Pt-катализаторов риформинга методом математического моделирования //Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт, 2007. - т. - № 6. - с. 18-22



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.