ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы и технология процессов паровой каталитической конверсии углеводородов из "Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа" Ниже будут изложены теоретические основы и технология лишь первых трех из перечисленных выше каталитических процессов. Процессы гидрирования-дегидрирования, осуществляемые в среде водорода и относящиеся по этому признаку, а также по специфичности катализа к гидрогенизационным процессам, будут рассмотрены в следующей главе. [c.719] При углубленной или глубокой переработке сернистых и особенно высокосернистых нефтей того количества водорода, которое производят на установках каталитического риформинга, обычно не хватает для обеспечения потребности в нем гидрогенизационных процессов НПЗ. Естественно, требуемый баланс по водороду может быть обеспечен лишь при включении в состав таких НПЗ специальных процессов по производству дополнительного водорода. Среди альтернативных методов (физических, электрохимических и химических) паровая каталитическая конверсия (ПКК) углеводородов является в настоящее время в мировой нефтепереработке и нефтехимии наиболее распространенным промышленным процессом получения водорода. В качестве сырья в процессах ПКК преимущественно используются природные и заводские газы, а также прямогонные бензины. [c.719] Естественно, что выход водорода будет тем больше, чем выше содержание его в молекуле углеводородного сырья. С этой точки зрения наиболее благоприятное сырье — метан, в молекуле которого содержится 25 % мае. водорода. Источником метана являются природные газы с концентрацией 94...9Э % об. СН . Для производства водорода выгодно также использовать дешевые сухие газы нефтепереработки. [c.720] Теоретические основы процесса ПКК углеводородов. [c.720] Реакция (7.1) является сильно эндотермической (при конверсии метана = 206,7 кДж/моль) и, следовательно, термодинамически высокотемпературной. Вторая стадия процесса ПКК углеводородов (7.2) протекает с вьщелением тепла и термодинамически для нее более благоприятны низкие температуры. Поэтому на практике процессы ПКК проводят в две ступени при оптимальной для каждой из стадий температуре. [c.720] Давление оказывает отрицательное влияние на равновесие основной реакции конверсии метана, и поэтому требуется более высокая температура для достижения одинаковой степени превращения углеводородного сырья. Тем не менее предпочитают проводить процесс под повыщенным давлением, поскольку полученный водород используется затем в гидрогенизационных процессах, проводимых под давлением. При этом снижаются затраты на компримирование газа и, кроме того, повышается производительность установки. [c.720] Вероятность выделения этого углерода возрастает при увеличении числа углеродных атомов (п) углеводорода, повышении давления и уменьшении отношения При этом наиболее опасен температурный режим 500...750°С. При температурах свыше 750 °С углеобра-зование менее вероятно в результате усиления реакций газификации образовавшегося углерода водяным паром и диоксидом углерода. В этой связи промышленные процессы ПКК углеводородов проводят при двух и более кратном избытке водяного пара против стехиометри-чески необходимого соотношения. [c.721] Паровая конверсия метана с приемлемой скоростью и глубиной превращения протекает без катализатора при 1250... 1350 °С. Катализаторы конверсии углеводородов предназначены не только для ускорения основной реакции, но и для подавления побочных реакций пиролиза путем снижения температуры конверсии до 800...900°С. Как наиболее активные и эффективные катализаторы конверсии метана признаны никелевые, нанесенные на термостойкие и механически прочные носители с развитой поверхностью типа оксида алюминия. С целью интенсификации реакций газификации углерода в никелевые катализаторы в небольших количествах обычно вводят щелочные добавки (оксиды Са и Mg). [c.721] Паровую конверсию оксида углерода (7.2) проводят в две ступени сначала при температуре 480...530 °С на среднетемпературном железохромовом катализаторе, затем при 400...450 °С на низкотемпературном цинкхроммедном катализаторе. [c.721] Технологическая схема установки паровой каталитической конверсии при давлении 2,0...2,5 МПа показана на рис. 7.1. [c.722] Сырье (природный или нефтезаводской газ) сжимают компрессором до 2,6 МПа, подогревают в подогревателе, в конвекционной секции печи-реакторе до 300...400 °С и подают в реакторы jP- / и Р-2 для очистки от сернистых соединений. В Р-1, заполненном алюмокобальтмолибде-новым катализатором, осуществляют гидрогенолиз сернистых соединений, а в Р-2 — адсорбцию образующегося сероводорода на гранулированном поглотителе, состоящем в основном из оксида цинка (481-Zn, ГИАП-10 и др.) до остаточного содержания серы в сырье Ippm. В случае использования в качестве сырья бензина последний подают насосом и на входе в Р-1 смешивают с водородсодержащим газом. [c.722] К очищенному газу в смесителе добавляют перегретый до 400...500 °С водяной пар, и полученную парогазовую смесь подают в печь паровой конверсии. Конверсию углеводородов проводят при 800...900 °С и давлении 2,2...2,4 МПа в вертикальных трубчатых реакторах, заполненных никелевым катализатором, размещенных в радиантной секции печи в несколько рядов и обогреваемых с двух сторон теплом сжигания отопительного газа. Отопительный газ подогревают до 70...100°С, чтобы предотвратить конденсацию воды и углеводородов в горелках. Дымовые газы с температурой 950... 1100 °С переходят из радиантной секции в конвекционную, где установлены подогреватель сырья и котел-утилизатор для производства и перегрева водяного пара. [c.723] Конвертированный газ направляют в котел-утилизатор, где охлаждают до 400...450 °С и подают на 1 ступень среднетемпературной конверсии оксида углерода над железохромовым катализатором (Р-З). После охлаждения до 230...260°С в котле-утилизаторе и подогревателе воды парогазовую смесь далее направляют на И ступень низкотемпературной конверсии монооксида углерода в реактор Р-4 над цинкхроммедным катализатором. [c.723] Смесь водорода, диоксида углерода и водяного пара охлаждают затем в теплообменниках до 104 °С и направляют на очистку от СО в абсорбер К-1 горячим раствором К2СО3. [c.723] Насыщенный диоксидом углерода раствор К2СО3 подают в турбину, где давление его снижают с 2,0 до 0,2...0,4 МПа, а затем — в регенератор К-2. В результате снижения давления и дополнительного подвода тепла в куб К-2 из раствора десорбируется диоксид углерода. Регенерированный раствор К СОд возвращают в цикл. [c.724] Водородсодержащий газ из абсорбера К-1, подогретый в теплообменнике до 300 С, направляют в реактор метанирования Р-5, заполненный никелевым катализатором, промотированный оксидами Mg и Сг. После метанирования водород охлаждают в теплообменниках и холодильниках до 30...40°С и компрессорами подают потребителю. [c.724] Вернуться к основной статье