Способ риформинга нефтяных фракций Советский патент 1975 года по МПК C10G35/04 

(54) СПОСОБ РИФОРМИНГА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ

1

Изобретение относится к способам катал тического риформинга нефтяного сырья, используемого для получения бензина с высоким октановым числом и ароматических углеводородов.

Известен способ риформинга нефтяных фракций в присутствии бифункционального катализатора на инертной подложке.

Однако каталитический способ получения бензина с высоким октановым числом и ароматических углеводородов основан на совокупности различных реакций, которые в своей совокуииости являются эндотермическими. Иоэтому ири осуществлении этого способа используют цилиидрические реакторы больших размеров, особенно в диаметре, которые содержат катализаторы реакции и внутри которых проиускают фракции нефти.

Вследствие общей эидотермичности реакции в ходе ироцесса происходит снижение температуры, которая может быть поднята и зиачение которой зависит в первую очередь от реакционной способности обрабатываемой фракции нефти, особенно от содержания в ней нафтеиов.

Таким образом, падение температуры зависит от химических иараметров загрузки. Оно зависит также от степени интенсивности

каталитической реакции во время операции. Известно, что падение температуры в реакторах более значительно в месте ввода фракций нефти, чем на их выводе.

Недостатком известного процесса является следующее. Падение температуры во время проведения процесса компенсируют путем подачи в реакционную массу тепла, позволяющего поддерживать оптимальную температуру катализа.

Однако введение этого тепла должно быть ограничено, так как при слищком больщом перегреве наблюдается частичное термическое разлол-сение загрузки крекингом и разрущение катализатора.

Паоборот, при недостаточном подъеме температуры каталитические реакции идут не в оптимальных условиях, поэтому в этом случае иолучают НС-достаточно высокий выход.

Цель предлагаемого изобретения - повыщение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается за счет того, что сырье последовательно пропускают через инертную зону, содержащую подложку катализатора; зону, содержащую смесь катализатора с подложкой; и зону, содержащую катализатор, с нагревом каждой зоны до температуры процесса.

Согласно предложенному способу тепло вводят в реакционную систему по мере возникновения необходимости в нем, при этом получают практически адиабатический процесс.

Каждая из вышеуказанных зон может быть отделена одна от другой промежуточными зонами, не содержащими никакого вещества. Можно размещать вдоль зон приспособления для нагрева, подающие переменные количества тепла реакционному потоку, перемещаемуся в каждой из упомянутых зон. При этом температура по направлению потока поддерживается постоянной во время его прохождения через зоны. При каталитическом риформинге эта температура равна 450-550°С.

Согласно изобретению величину вводимого тепла фиксируют по внутренней температуре катализатора.

Внутренняя температура катализатора может быть ириията в качестве постоянной опорной температуры реакции.

Приспособлениями для нагрева согласно изобретению в основном могут служить электрические или излучающие устройства. Можно также использовать электрическую обмотку для нагрева труб, что обеспечит подвод тепла индивидуально к каждой трубе или к определенным местам каждой трубы. При использовании излучателей их можно расположить таким образом, что тепловой поток нагревает одновременно несколько труб.

Изобретение не исключает возможности подачи тепла непосредственно в катализатор внутрь реакционных труб, например с помощью пропускания через них нагретых газов. Этот способ нагрева может быть преимущественно применим для труб большого диаметра, но способ каталитического риформинга по изобретению главным образом касается трубчатых печей со сравнительно небольшим диаметром, что обуславливает применение внешних приспособлений для нагрева труб. Диаметр подобных цилиндрических труб равен 100-250 мм.

Для обычных размеров классических труб передача тепла снаружи труб к загрузке и катализатору не позволяет применять высокие температуры.

Введение внешнего тепла, которое предусмотрено изобретением, позволит достигнуть адиабатических условий, достаточных для практических нужд, но должно оно сочетаться с особенным расположением зон катализа.

На входе реакционной трубы располагают инертный с химической точки зрения слой, состоящий только из основы катализатора.

Согласно изобретению за этим инертным слоем следует зона, содержащая разбавленный катализатор. Стенень разбавления может изменяться от 10 до 90% в зависимости от характеристик обрабатываемого продукта.

При реформинге фракций нефти степень разбавления зависит от происхождения применяемой сырой нефти, а также октанового

;исла бензина, которое необходимо получить в конце процесса.

В примерах показаны различные степени разбавлеиия катализатора, учитывая пространственную скорость, т.е. отношение, существующее между расходом загрузки и весом активного катализатора.

Во всех оиытах сырье вводят в холодном состоянии и температуру 1 секции поддерживают такой, чтобы происходило испарение сырья.

Пространственная скорость равна частному от деления расхода загрузки (л/час) на вес активного катализатора. Таким образом, пространственная скорость зависит от расхода загрузки и веса катализатора.

Цифры, показывающие адиабатичность. процесса, являются максимальными отклонениями (больше или меньще) действительной замеренной температуры в зоне катализа от теоретической температуры. Эти цифры приведены как для опытов, проведенных в почти адиабатических условиях, так и для опытов, проведенных в неадиабатических условиях.

Во всех опытах общее давление равно 25 бар при постоянной рециркуляции газа 1 .

Проведен ряд опытов с изменением пространственной скорости и температуры. Выбраны следующие расходы: 1,2; 2,4; 3 л/час. Катализатор состоит из гранул окиси алюминия, которая служит основной для активных каталитических веществ.

Разбавление катализатора производят тщательным перемешиванием в требуемых пропорциях 100% катализатора и самих гранул окиси алюминия.

Все приводимые в табл. 1 цифры дапы для цилиндрических зон катализа с внутренним диаметром 45 мм.

Желательно сочетать расположение зоны разбавленного катализатора с введением холостых зон, разделяющих зоны собственно катализа. Во всех случаях чистый активный катализатор находнтся в последней зоне по ходу реакционного потока.

Благодаря подобному расположению катализатора получают меньшие отклонения от

адиабатических условии, чем при существующей технологии, при этом получают повышенные расходы загрузки.

Благодаря изобретению получают более высокие октановые числа и более высокое содержание ароматических соединений по сравнению с классическими условиями каталитического реформинга при сохранении той же рабочей температуры.

Преимуществом изобретения является также то, что условия работы катализатора более равномерны, что способствует меньплему срабатыванию катализатора.

Опыты проводят в реакционной трубе внутренним диаметром 4,5 см и длиной 2 м. Труба разделена на шесть секций, независимо и

индивидуально нагреваемых тепловыми слоями. Размеры шести секций следующие:

Длина, см

Секция 25 25 25 25 50 50 1 2 3 4 5 6

Таблица 1

Таблица 2

Для этих пяти типов распределения и указанных расходов загрузки получены пространственные скорости, приведенные в табл. 2.

Опыты проводят при 480 и 509°С. Для сравнения даны опыты с распределением А при 505°С и пространственной скорости около 0,8 (при расходе 1,2 л/час).

Полученные результаты для каждой из выбранных температур приведены в табл. 3.

Примечание. А-адиабатический процесс; НА-неадиабатический процесс.

Предмет изобретения

Сиособ риформинга нефтяиых фракций в присутствии бифункционального катализатора ца инертной подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

Т а б л II ц а 3

процесса, сырье последовательно пропускают через инертную зону, содержащую подложку катализатора; зону, содержащую смесь катализатора с подложкой; н зону, содержащую катализатор, с нагревом каждой зоны до температуры процесса.