RazKat

Разработка катализаторов и процессов
совместной переработки углеводородных газов
и бензиновых фракций для производства
моторных топлив (процессы риформинга,
биформинга и экоформинга)
РИФОРМИНГ
Направление совершенствования
технологии процесса
Совершенствовани
е катализатора
Риформинг
повышенной
жесткости
Результат:
Развитие процесса
Биформинг
1. Увеличение ИОЧ до 3. Расширение
98÷100
сырьевой базы
2. Увеличение выхода
ВОК до 88÷90 %
Экоформинг
5. Снижение
содержания
ароматики
4. Увеличение
выхода ВОК до
95÷98 %
6. Длительность рабочего цикла – не менее 3 лет
2
Научные основы конструирования
катализаторов
Конструирование предполагает комплексное решение следующих
вопросов:
1.
Синтез поверхностных соединений в соответствии с
представлениями о строении активных центров
2.
Достижение оптимальной топографии активного компонента в
пористой структуре катализатора
3.
Оптимизация пористой структуры и химического состава носителя
4.
Оптимизация формы, размера и прочности гранул катализатора
5.
Создание технологии
3
Модели состояния платины в
катализаторах риформинга
Ptδ+
Pt0
Pt--Pt
Ptσ
Pt--Pt
Pt Pt
(
C
l
Al2O3
C
l
Al2O3
--- Cl ----- L--Ptσ
O ----- Cl
)n
C
l
Al2O3
Дисперсная платина с
Кластеры Pt ,
Поверхностные комплексы
широким
взаимодействующие с
PtσnClxOyLz, в которых
распределением размера
носителем
σ ≈ 2; n ≥ 1
частиц
(уплощенные структуры)
X+Y+Z ≤ 4
Дисперсность 30-70 %
Дисперсность 80-90 %
В качестве L возможны:
ионы S, углеводородные
радикалы (влияние
реакционной среды)
Дисперсность 100 %
4
Освоение промышленных марок
катализаторов серии ПР
ПР-50 ПР-51
тонн катализатора
1992 г. Рязанский НПЗ, РФ
1994 г. Рязанский НПЗ, РФ
1998 г. Рязанский НПЗ, РФ
1999 г. Киришский НПЗ, РФ
2001 г. НПК Галичина, Украина
ПР-71
2005 г. ЛЧ-35-11/1000 Лисичанский НПЗ, Украина
2005 г. Л-35-11/300 Саратовский НПЗ, РФ
2005 г. ЛЧ-35-11/600 Рязанский НПЗ, РФ
2005 г. ЛГ-35-11/300 НПК Галичина, Украина
RU-125
2006 г. ЛГ-35-11/300 Рязанский НПЗ, РФ
2007 г. Л-35-11/300 Рязанский НПЗ, РФ
Всего тонн
Объем переработки бензинов на катализаторах серии ПР
25
40
30
25
25
80
25
40
25
25
30
370
3,5 млн. т/год
5
Отличительные признаки
работы катализаторов
Риформинг фр. 85-1800С, П : Н : Ар = 60 : 30 : 10; с получением бензина с ИОЧ 95
Средний европейский
уровень
ПР-51, 71
RU-125
Выход риформата, % масс.
82-85
86-87
88 -89
Выход водорода, % масс.
1,6-2,0
2,4-2,6
2,8
Концентрация водорода в ВСГ, % об.
73-80
83-86
86
Среднеинтегральная температура, 0С
480
470
465
Октановое число, RON
95-98
95-98
98-100
Длительность рабочего цикла, год
1–2
1,5 – 2
Более 2
6
Новые промышленные
катализаторы риформинга
Создал серию
катализаторов
Институт проблем
переработки
углеводородов СО РАН, г.
Омск
ПР
Объединяющую
положительные стороны
полиметаллических
катализаторов
ПР-81 – триметаллический катализатор, обеспечивающий
повышенную стабильность при сохранении
активности и селективности своих предшественников.
7
Зависимость выхода стабильного риформата от
содержания ароматических углеводородов
Условия:сырье ОАО «Сибнефть_ОНПЗ»,давление 1,7 МПа, ОСПС=1,5 ч-1,
Кр.Цирк.=1300 нм3/м3
92
Выход ст. риформата, %мас.
91
ПР-51
ИОЧ=95
90
89
89%
88
88%
87
87%
ПР-71
ПР-81
ИОЧ=100
86
85
85%
84
84%
83
82%
82
81
55
57
59
61
63
65
67
69
71
73
75
77
Содержание ароматики, %мас.
8
Селективность реакции ароматизации
парафинов на катализаторе ПР-51
Проточный реактор
Проточно-циркулирующий реактор
С1-С4
Сырье
Н2
Сырье
T = 500 ºC
P = 1,0 МПа
ЦК
С1-С4+Н2
Катализат 85-87%
Катализат 80-82%
% моль
% моль
40
30
20
20
10
С1
С2
С3
С4
С1
С2
С3
С4
Совместные превращения С3-С4 и С6-С11 парафинов – причина увеличения
выхода высокооктановых компонентов автотоплив
9
Процесс Биформинг
Кт
Идея:
С3-4(5-8%мас) + бензин
Технология
С5+(ИОЧ=95-96п.)
Н2, С3-4
С3-С4
Биформинг
Разделение
Бензин
С5+
92-98%
Т=500 0С, Р=1,5 МПа
Уровень разработки:
Демонстрационная пилотная установка производительностью 2,5 дм3 бензина в сутки
Реконструкция промышленной установки 0,3 млн.тонн в год, г. Рязань
10
Материальные балансы процессов риформинга и
биформинга. Промышленные испытания на установке
Л-35-11/300.
Показатели процесса
Биформинг
Подано:
Фр.105 – 180оС
Сжиженный газ
100
-
100
4,3
Получено:
Стабильный риформат
В т.ч. Бензол
ВСГ
Сухой газ (СГ)
Водород (в ВСГ и СГ)
Потери
86,0
1,0
10,7
2,2
2,4
1,1
89,0
0,8
11,7
2,5
2,5
1,1
85,2/95,3
85,2/95,2
Октановое число стабильного
катализата (ММ/ИМ)
11
Блок схема процесса
Экоформинг
100%, ИОЧ – 65,4 п.,
Ар. – 11,5%
Пр. фракция 90 - 185
ВСГ
риформинга
Рецикл ВСГ
селектокрекинга
Блок риформинга биформинга
Продукт
биформинга
В – 95%, ИОЧ – 98 п.,
Ар. – 64%
В – 15%
В – 4,0%
Рецикл ВСГ
гидрирования
В – 12,0%
Блок гидрирования
Продукты гидрирования
Биформинга
В – 97%, ИОЧ – 93,0 п.,
Ар. – 34,0%
Риформинга
В – 87%, ИОЧ – 92,8 п.,
Ар. – 34,4%
Блок
селектокрекинга
Продукт
селектокрекинга
Биформинга
В – 92,0%, ИОЧ – 95,0 п.,
Ар. – 35,0%
Риформинга
В – 83,0%, ИОЧ – 94,8 п.,
Ар. – 36,0%
12
Состав сырья продуктов биформинга и
их гидрирования
N
1.
Показатели
Углеводородный состав, %мас.:
i-парафины
n-парафины
нафтены
ароматические
Продукты
Сырье
фр. 90-185оС
Биформинга
Гидрирован
ия
33.8
25.1
29.5
11.5
23.1
9.4
2.5
65.0
22.6
9.3
32.1
36.0
2.
Октановое число, (ИОЧ)
56.8
98.5
93.1
3.
Выход С5+-продуктов,
%мас. на сырье биформинга
100
95.0
97.1
4.
Октан-тонны на 1 тонну сырья
56.8
94.5
90.4
5.
Выход (расход) водорода, %мас.
-
3.4
-2.1
13
Материальный баланс и показатели
процессов гидрирования и селектокрекинга
катализата биформинга
№
Показатели
Продукты
гидрирования
селектокрекинга
22,6
9,3
32,1
36,1
23,8
4,2
33,9
38,0
1
Углеводородный состав, % масс.:
i-парафины
n-парафины
нафтены
ароматические
2
Октановое число (ИОЧ)
93,1
96,9
3
Выход С5+-продуктов, %масс.,
на сырье ионоформинга
97,1
92,0
4
Октан-тонны на 1 тонну сырья
96,8
89,1
14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1) Эффекты, обнаруженные при совместной переработке
легких и тяжелых углеводородов открывают новое
направление в процессах производства моторных топлив,
которое относятся к классу ресурсосберегающих
технологий с селективностью, приближающейся к 100%.
2) Данное направление решает важную проблему переработки
насыщенных углеводородных газов и является более
перспективным по сравнению с прямой переработкой по
причине снижения жесткости условий и отсутствия
дополнительных химических переделов.
3) Установлена возможность производства экологических
бензинов с содержанием ароматических углеводородов
менее 45% масс. с октановым числом более 93 пунктов
(ИМ) путем реализации процесса Экоформинг.
15
Предложения по техническому
сопровождению эксплуатации
катализаторов риформинга серии ПР
1. Обследование технического состояния установки и катализатора
2. Выдача рекомендаций по подготовке реакторов и организация плотной загрузки катализатора
3. Базовые инструкции по эксплуатации катализаторов
4. Участие разработчиков катализаторов в пуске и выводе установки на рабочие показатели
5. Наблюдение за параметрами эксплуатации в течение первого рабочего цикла
6. Консультации по оптимальным режимам эксплуатации
7. Техническая помощь в проведении первой регенерации катализатора и вывода на рабочий
режим
Вне рамок контракта на поставку катализатора
1. Техническая помощь по организации оперативного мониторинга работы установки
2. Консультативные услуги по режимам эксплуатации
3. Помощь в проведении регенераций и пусков
4. Оптимизация режимов эксплуатации на пилотных установках
5. Оптимизация режимов эксплуатации с помощью математической модели
6. Оценка ресурса катализаторов риформинга
16