3. Каковы основные показатели качества нефтяного кокса?
4. Где применяется нефтяной кокс?
5. Как зависит выход кокса от качества сырья?
6. Установки, какого типа коксования считаются наиболее трудоёмкими, наиболее производительными?
7. Каковы основные параметры процесса коксования?
8. Почему установки замедленного коксования относятся к типу полунепрерывного процесса?
9. Как производится выгрузка кокса из коксовых камер?
Раздел 4 ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ
НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ
Тема 4.1 Каталитический крекинг
Студент должен
знать:
- влияние качества сырья и параметров на процесс каталитического крекинга;
- карбоний - ионный механизм реакций каталитического крекинга;
- сравнительную характеристику химизма превращений углеводородов при термическом и каталитическом крекинге;
- условия протекания реакций диспропорционирования и изомеризации;
- перспективы развития каталитического крекинга на современном этапе;
уметь:
- обосновывать необходимость подготовки сырья для каталитического крекинга;
- рассчитывать материальный баланс установки, количество циркулирующего в системе катализатора.
Основные представления о катализе. Свойства катализаторов каталитического крекинга. Цеолиты. Аморфные и цеолитсодержащие катализаторы. Промышленные катализаторы каталитического крекинга. Механизм каталитического крекинга. Перераспределение водорода. Превращение углеводородов при каталитическом крекинге. Коксообразование и регенерация катализатора. Сырьё каталитического крекинга. Влияние качества сырья на процесс каталитического крекинга. Подготовка сырья. Параметры процесса: температура, давление, объёмная скорость, кратность циркуляции катализатора, тепловой эффект.
Продукт каталитического крекинга.
Типы установок каталитического крекинга.
Технологическая схема установки каталитического крекинга с движущимся слоем шарикового катализатора. Технологический режим и материальный баланс процесса.
Устройство реактора, регенератора, пневмоподъемника.
Варианты реакторного блока установок каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора. Технологическая схема с кипящим слоем катализатора. Технологический режим и материальный баланс процесса.
Устройство реактора и регенератора. Варианты реакторов лифтного типа. Технологическая схема каталитического крекинга типа Г 43-107. Технологический режим. Материальный баланс. Регулирование режима работы реакторов и регенераторов. Автоматизация установок каталитического крекинга.
Требования техники безопасности и мероприятия по охране окружающей среды. Перспективы развития процессов каталитического крекинга.
Практические занятия 6,7.
Литература: [1], с. 197 - 222; [2], с. 156 - 160.
Методические указания.
Каталитический крекинг - важнейший процесс, углубляющий переработку нефти. Протекают реакции, характерные для термических превращений углеводородов, но со значительно большей скоростью. Следует серьёзно разобраться с параметрами процесса, т.к. они в значительной степени характерны и для других термокаталитических процессов. Особое внимание обратить на каталитический крекинг с кипящим слоем пылевидного катализатора, так как именно он, благодаря целому ряду преимуществ, является наиболее совершенным. Перспективы развития процесса в исследовании наиболее эффективных цеолитсодержащих катализаторов и поиске энергосберегающих технологий.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое гомогенный и гетерогенный катализ?
2. Назначение и роль катализатора в термокаталитическом процессе.
3. Что такое селективность катализатора?
4. Каковы особенности механизма реакций каталитического крекинга?
5. В чём заключается подготовка сырья каталитического крекинга?
6. Почему при увеличении кратности циркуляции катализатора увеличивается глубина превращения сырья?
7. Какова детонационная стойкость бензина каталитического крекинга?
8. Каково назначение змеевиков для подачи воды и пара в регенератор катализатора?
9. В чём заключается процесс регенерации катализатора?
10. Каков выход бензина и газа в условиях каталитического крекинга?
11. Какова цель расчёта теплового баланса реактора каталитического крекинга?
12. Как используется показатель объёмной скорости подачи сырья в расчёте объёма катализатора, находящегося в реакторе?
13. Каковы преимущества процесса каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора?
Контрольная работа 2.
Тема 4.2 Каталитический риформинг
Студент должен
знать:
- зависимость качества продуктов от состава сырья, параметров процесса и их
изменений;
- назначение водорода (Н 2) в процессе;
- перспективы развития каталитического риформинга;
уметь:
- составлять материальный баланс реакторов риформинга и определять объём циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ);
- выбирать вариант работы установки.
Назначение каталитического риформинга. Химизм каталитического риформинга. Катализаторы риформинга, их состав и свойства.
Сырьё и продукты каталитического риформинга. Влияние фракционного и химического состава сырья на выход и октановое число бензина. Влияние серусодержащих, азотсодержащих и кислородсодержащих примесей в сырье на продолжительность работы катализатора риформинга. Изменение свойств катализатора в процессе риформинга. Окислительная и окислительно-восстановительная регенерация катализатора, регенерация с применением хлора.
Параметры процесса: тепловой эффект реакции, температура, объёмная скорость, давление и краткость циркуляции водородсодержащего газа.
Типы установок каталитического риформинга. Технологическая схема установки платформинга. Технологический режим и материальный баланс. Устройство реакторов риформинга.
Технологическая схема непрерывного процесса ЮОП, катализаторы ЮОП и их регенерация.
Эксплуатация установок каталитического риформинга. Возможные нарушения технологического режима. Коррозия аппаратуры и оборудования установок каталитического риформинга, меры борьбы с ней. Контроль и регулирование процесса.
Технико-экономические показатели различных типов установок каталитического риформинга.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках. Перспективы развития процессов каталитического риформинга.
Практическое занятие 8.
Литература: [1], с. 224 - 235; [10], с. 9 - 10.
Методические указания.
Основное внимание при изучении данной темы следует обратить в первую очередь на химизм и параметры процесса, так как они определяют особенности технологической схемы процесса риформинга. В зависимости от назначения конкретного производства в качестве сырья используются бензиновые фракции с соответствующими температурными пределами выкипания (тема 2.3.). Предварительная гидроочистка бензина, как обязательный блок в составе технологической схемы процесса, говорит о высоких требованиях к качеству сырья риформинга, что позволяет использовать более совершенные катализаторы, чувствительные к действию ядов. Поиск путей совершенствования процесса направлен на устранение недостатков: высокой дороговизны катализаторов, их недостаточной термической стабильности, большой металлоёмкости. Разработка цеолитсодержащих катализаторов, не содержащих благородных металлов, позволяет облагораживать низкооктановые бензиновые фракции.
Вопросы для самоконтроля.
1. Назначение процесса.
2. Почему в качестве побочного продукта процесса получается водородсодержащий газ, его применение?
3. Какие марки катализатора риформинга используются в процессе?
4. Какая необходимость в промежуточном подогреве газосырьевой смеси?
5. Какова роль водорода в процессе?
6. Какое сырьё используется для получения ксилолов?
7. Что такое рафинат и его использование.
8. Почему невозможно выделить ректификацией арены из риформата?
9. Почему имеет место неравномерная загрузка катализатора по реакторам платформинга (риформинга)?
10. Каково влияние химического состава сырья на выход и качество бензина риформинга?
11. Почему фракция НК-62 не используется в качестве сырья риформинга?
12. Как регулируется давление в блоке риформинга?
13. Почему головным блоком в схеме установки платформинга является гидроочистка?
Тема 4.3 Гидроочистка и гидрокрекинг
Студент должен
знать:
- классификацию гидрогенизационных процессов, их значение и достоинства на современном этапе нефтегазопереработки, перспективы развития;
- ресурсы и производство водорода (Н 2) для гидрогенизационных процессов;