способ каталитического риформинга

Формула изобретения

1. Способ каталитического риформинга широкой бензиновой фракции на полиметаллическом катализаторе, включающий стадию предварительной подготовки установки риформинга, заключающуюся в циркуляции газа через пустые реакторы риформинга и слой цеолитсодержащего адсорбента при повышенной температуре, отличающийся тем, что циркуляцию проводят смесью азота и воздуха при подъеме температуры от 350 до 500°С через пустые реакторы, а при 500-520°С - через пустые реакторы и слой цеолитсодержащего адсорбента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что циркуляцию через пустые реакторы и слой адсорбента при температуре 500-520°С проводят в течение не менее 1 ч.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что мольное соотношение воздух в пересчете на кислород/азот в циркулирующем газе составляет 1-3:50.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам каталитического риформинга и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности.

Каталитический риформинг бензиновых фракций позволяет получить высокооктановый компонент автомобильных бензинов либо концентрат ароматических углеводородов для последующего производства индивидуальных ароматических углеводородов. Процесс осуществляется при повышенных температуре (450-550°С) и давлении (0,5-4,0 МПа) в присутствии с алюмоплатиновых или полиметаллических катализаторов, работа которых во многом определяются качеством подготовки и условиями пуска установки риформинга (Луговской А.И. и др. Опыт вывода на режим полиметаллических катализаторов на установках риформинга Рязанского НПЗ - Нефтепереработка и нефтехимия. - М.: 1983, №8, D.8-10, Скипин Ю.А. и др. Особенности пуска установки риформинга с полиметаллическими катализаторами. Нефтепереработка и нефтехимия. - М.: 1983, №9, с.4-7). Подготовка установки риформинга перед загрузкой катализатора в реакторы, главным образом, заключается в очистке ее от сернистых загрязнений и влаги, т.к. полиметаллические катализаторы особенно чувствительны к отравлению серой, а длительная сушка установки в пусковой период приводит к их значительному дехлорированию.

Известен способ (Авторское свидетельство СССР №651019, С10G 35/04, 1977) каталитического риформинга, включающий стадию предварительной подготовки установки, которая заключается в контактировании бензиновой фракции с циркулирующим газом при повышенной температуре в реакторах установки риформинга, загруженных фильтрующим материалом. После завершения стадии подготовки фильтрующий материал из реакторов удаляют и производят загрузку катализатора.

Общими признаками известного и предлагаемого изобретения является наличие стадии предварительной подготовки установки риформинга перед загрузкой катализатора.

Недостатками данного технического решения являются невозможность подготовки указанным способом установки после ее эксплуатации на сырье с повышенным содержанием серы, а также невысокая степень осушки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототип) является способ каталитического риформинга бензиновых фракций на полиметаллическом катализаторе (RU №2075498, С10G 35/09, 1995), включающий стадию предварительной подготовки установки риформинга, заключающуюся в циркуляции водородсодержащего газа через пустые реакторы установки и адсорбер, заполненный регенерируемым адсорбентом при температуре в реакторах риформинга 350-520°С и продолжительностью подготовки не менее 1 суток. В качестве адсорбента применяют алюмоцинковый контакт, имеющий шпинельную структуру.

Недостатками прототипа являются:

- длительность стадии предварительной подготовки установки риформинга;

- невысокая степень осушки установки;

- продолжительный вывод установки на режим;

- необходимость дополнительного хлорирования катализатора.

Задачей настоящего изобретения является повышение степени очистки установки риформинга от сернистых загрязнений и влаги на стадии предварительной подготовки для сокращения времени вывода установки на режим.

Технический результат изобретения заключается в:

- сокращении времени предварительной подготовки установки;

- сокращении времени вывода установки на режим;

- сокращение потерь хлора катализатора в пусковой период;

- увеличении выхода риформата с высоким октановым числом - 85-87 пунктов по моторному методу (МОЧ).

Заявляемый технический результат в способе каталитического риформинга широкой бензиновой фракции на полиметаллическом катализаторе, включающем стадию предварительной подготовки установки риформинга, заключающуюся в циркуляции газа через пустые реакторы риформинга и слой адсорбента при повышенной температуре, достигают тем, что циркуляцию проводят смесью азота и воздуха при подъеме температуры от 350 до 520°С, причем в интервале температур 350-500°С циркуляцию проводят только через пустые реакторы, а в интервале 500-520°С - через пустые реакторы и слой цеолитсодержащего адсорбента.

Предпочтительно циркуляцию через пустые реакторы и слой адсорбента проводят не менее 1 часа смесью азота и воздуха с мольным соотношением воздух в пересчете на кислород/азот 1-3:50.

Сопоставительный анализ прототипа и заявляемого изобретения показывает, что общим признаком известного и заявляемого способов каталитического риформинга широкой бензиновой фракции является предварительная подготовка установки риформинга путем циркуляции газа через пустые реакторы и слой адсорбента при повышенной температуре.

Отличие известного технического решения от предлагаемого изобретения заключается в том, что при проведении стадии предварительной подготовки установки риформинга циркуляцию через пустые реакторы проводят смесью азота и воздуха с мольным соотношением воздух в пересчете на кислород/азот 1-3:50 при подъеме температуры от 350 до 500°С, при подъеме от 500 до 520°С через пустые реакторы и слой цеолитсодержащего адсорбента. Циркуляцию через пустые реакторы и слой адсорбента проводят не менее 1 часа.

Преимущества предложенного способа заключаются: в сокращении времени проведения стадии предварительной подготовки установки риформинга, сокращении продолжительности пускового периода установки с 7-10 до 3-5 суток, в отказе от стадии гидрохлорирования катализатора в пусковой период, повышении выхода стабильного риформата с высоким октановым числом - 85-87 пунктов по МОЧ на 0,8-1,5% масс.

Достигнутый результат в способе каталитического риформинга обусловлен, прежде всего, использованием в качестве циркулирующего газа на стадии предварительной подготовки установки риформинга смеси азота и воздуха, предпочтительно с мольным соотношением воздух в пересчете на кислород/азот 1-3:50, при повышении температуры от 350 до 500°С происходит полный выжег сернистых загрязнений и значительное удаление влаги из реакторов и другого оборудования установки риформинга. Содержание кислорода в циркулирующем газе контролируют с периодичностью 4 часа и поддерживают на вышеназванном уровне подачей воздуха. При подъеме температуры от 500 до 520°С циркулирующий газ пропускают через слой цеолитсодержащего адсорбента для очистки от влаги и загрязнений. Продолжительность циркуляции при температуре 520°С определяют по содержанию влаги в циркулирующем газе и прекращают при достижении этого показателя 600-800 ppm.

Дополнительный положительный эффект предложенного способа заключается в улучшении фракционного состава риформата, который соответствует товарному автобензину, что становится особенно важно при использовании риформата в качестве базового компонента автобензинов.

Возможность осуществления и эффективность предложенного способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Типовая установка риформинга, имеющая три реактора с объемом катализаторного пространства 10, 25 и 65 м ³, снабжена адсорбером для осушки и очистки циркулирующего газа, загруженным цеолитсодержащим адсорбентом АР-25 (ТУ 2163-018-23092878-2000) в количестве 30 м³.

На входе в каждый реактор устанавливают тонкий фильтр, установку заполняют азотом и производят его циркуляцию с расходом 30 тыс. м ³/ч при давлении 0,6 МПа с подъемом температуры от 20 до 350°С со скоростью 20-25°С/ч. Адсорбер с адсорбентом АР-25 отключен от контура циркуляции газа.

При достижении температуры в реакторах 350°С в циркулирующий азот подают воздух предпочтительно из расчета мольного соотношения воздух в пересчете на кислород/азот 1-3:50, продолжая подъем температуры с той же скоростью до 500°С. При достижении температуры 500°С в контур циркулирующего газа подключают адсорбер с загруженным цеолитсодержащим адсорбентом и при температуре 500-520°С продолжают циркуляцию смеси азота и воздуха через пустые реакторы и слой цеолитсодержащего адсорбента. Длительность циркуляции через пустые реакторы и слой адсорбента составляет, предпочтительно, не менее 1 часа, верхний предел продолжительности не ограничен, из практических соображений его рекомендуется ограничить 10-12 часами.

В течение всей стадии предварительной подготовки из сепаратора установки риформинга дренируют образующуюся воду.

При необходимости цеолитсодержащий адсорбент можно регенерировать прогревом в токе азота или водородсодержащего газа при температуре 250-350°С.

Пример 2.

Стадию предварительной подготовки проводят по примеру 1, при этом мольное соотношение воздух в пересчете на кислород/азот в циркулирующем газе поддерживают равным 1:50. Длительность циркуляции через пустые реакторы и слой адсорбента составляет 1 час, т.е. минимально допустимую продолжительность этой стадии согласно предлагаемому изобретению.

После завершения стадии предварительной подготовки реакторы охлаждают, удаляют фильтры, в первый по ходу сырья реактор загружают 8 т катализатора РБ-ЗЗУ по ТУ 2177-005-23092878-2000 (содержит 0,30% платины, 0,30% рения на оксиде алюминия), в последующие реакторы - 72 т катализатора РБ-44У по ТУ 2177-023-23092878-2002 (содержит 0,25% платины, 0,40% рения на оксиде алюминия).

Процесс риформинга проводят на гидроочищенной бензиновой фракции 90-180°С, содержащей 41% масс. нафтеновых, 8% масс. ароматических и 53% масс. парафиновых углеводородов при обычных условиях: температуре 490-510°С, давлении 1-2 МПа, объемной скорости подачи сырья 1-2 ч^-1, мольном отношении Н ₂/СН, равном 5-8. Через трое суток после пуска установки влажность в системе установки снизилась до 50 ppm и без дополнительного хлорирования катализатора, получен риформат с МОЧ 83 пункта, еще через двое суток был получен риформат с МОЧ 85,3 пункта. Выход риформата в пересчете на гидрогенизат составил 89,5% масс.

Пример 3.

Предварительную стадию подготовки установки риформинга проводят в соответствии с примером 1, при этом мольное соотношение воздух в пересчете на кислород/азот в циркулирующем газе поддерживают равным 3:50. Длительность циркуляции через пустые реакторы и слой адсорбента составляет 8 ч.

Процесс риформинга проводят с использованием сырья и в условиях, аналогичных примеру 2. Через двое с половиной суток после пуска влажность в системе установки снизилась до 50 ppm, и без дополнительного хлорирования катализатора был получен риформат с МОЧ 83,0 пункта, еще через двое суток был получен риформат с МОЧ 85,0 пунктов. Выход риформата в пересчете на гидрогенизат составил 89,5% масс.

Увеличение продолжительности циркуляции смеси азота и воздуха при высокой температуре через пустые реакторы и слой адсорбента свыше 1 часа незначительно ускоряет сушку системы, однако способствует коррозии основного оборудования, этому же способствует увеличение мольной доли кислорода в смеси азота и воздуха выше значения 3:50, указанного в примере.

В том случае, если процесс проводят аналогично прототипу, снижение влажности в системе установки до остаточной влажности менее 50 ppm занимает 7 суток после пуска. Длительная сушка системы приводит к значительному дехлорированию катализатора и необходимости проведения операции его гидрохлорирования. Кроме того, при достижении МОЧ риформата 85 пунктов, выход его не превышает 88,0% масс., т.е. существенно ниже, чем по предлагаемому изобретению.