Способ риформинга нефтяных фракций

 

О П И С А Н И Е 1-1 490296

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 21.06.68 (21) 1251433/23-4 (23) Приоритет — (32) 22.06.67 (31) 111570 (33) Франция (51) М. Кл. С 10g 35/04

Государственный комитет

Совета МинистРов СССР Опубликовано 30.10.75. Бюллетень № 40 (53) УДК 665 642 (088.8) по делам изобретений ч открытий

Дата опубликов" íèÿ описания 20.02.76 (72) Автор изобретения

Иностр анец

Жан Жозеф Никола Патуйе (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете Антар Петроль де л Атлантик» (Франция) (71) Заявитсль (54) СПОСОБ РИФОРМИНГА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ

Изобретение относится к способам каталитического 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 октаиовым числом и ароматических углеводородов основан на совокупности различных реакций, которые в своей совокупности являются эндотермическими.

Поэтому при осуществлении этого способа используют цилиндрические реакторы больших размеров, особенно в диаметре, которые содержат катализаторы реакции и внутри которых пропускают фракции нефти.

Вследствие общей эндотермичности реакции в ходе процесса происходит снижение температуры, которая может быть поднята и значение которой зависит в первую очередь от реакционной способности обрабатываемой фракции нефти, особенно от содержания в ней нафтенов.

Таким образом, падение температуры зависит от химических параметров 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 температу10 ру катализа.

Однако введение этого тепла должно быть ограничено, так как прп слишком большом перегреве наблюдается частичное термическое разложение загрузки крекингом и разру15 шение катализатора.

Наоборот, при недостаточном подъеме температуры каталитические реакции идут не в оптимальных условиях, поэтому в этом случае получают нсдостаточно высокий выход.

20 Цель предлагаемого изобретения — повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается за счет того, что сырье последовательно пропускают через инертную зону, содержащую подложку

25 катализатора; зону, содержащую смесь катализатора с подложкой; и зону, содержащую катализатор, с нагревом каждой зоны до температуры процесса.

490296

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

Каждая из вышеуказанных зоп 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 †5 С.

Согласно изобретению величину вводимого тепла фиксируют по внутренней температуре катализатора.

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

Приспособлениями для нагрева согласно изобретению в основном могут служить электрические илп 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 реакционпых 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 пе 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. Степень 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

4 ,исла бензина, которое необходимо получить в конце процесса.

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

Во всех опытах 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 меньше) 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 мз час

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 даны для цилиндрических зон катализа внутренним диаметром 45 мм. желательно сочетать расположение зоны разбавленного катализатора с введением холостых зон, разделяющих зоны собственно

45 ата.!за. Во всех слу-(аях чистый а тив ь|й катализатор находится в последней зоне по ходу реакционного потока.

Благодаря подобному расположению катализатора получают меньшие отклонения от адиабатических условий, 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 меньшему срабатыванию катализатора.

Опыты проводят в реакционной трубе внутренним диаметром 4,5 см и длиной 2 м. Тру65 ба разделена на шесть секций, независимо и

490296

Таблица 1

Общая длина зоны катализа, м

Распределение

Зона распределения

Длина, м

Нейтральная.

Граиулы окиси алюминия

+зона 100 „ катализатора

1,25

0,53

Остаток

Нейтральная

+свободная

+100О; катализатора

0,53

0,12

Остаток

1,25

0,53

0,12

0,07

0,12

0,19

0 97

Нейтральная

-, ñBoá0äHàÿ

+50<, катализатора

+свободная

-+F00; катализатора

+ 100;; катализатора

1,35

0,53

0,12

0,07

0,12

0,19

Остаток

Нейтральная

+ свободная

+25О, катализатора вЂ, свободная

+50;"„ катализатора

+100;; катализатора

1,35

Нейтральная †свободная вЂ, ЗЗоа катал. затора

+свободная

+33;; катализатора

+ свободная

ЗЗ;; катализатора вЂ, 100;, катализатора

1,42

Таблица 2

Расход, л, час

1! оказатели

2 4

1,2

1,2

2,4

А !

0,81

Распределение катализатора

Пространственная скорость

В

1,96

2,55

1,62

2,4

1,62

0,98

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 Л при

505 С и пространственной скорости около 0,8 (при расходе 1,2 л/час).

Полученные результаты для каждой пз вы10 бранных температур приведены в табл. 3. индивидуально нагреваемых тепловыми слоями. Размеры шести секций следующие:

Секция

2

4

Длина, см

0,53

0,05

0,05

0,12

0,05

0,12

0,13

Остаток

490296 аблица 3

Октановое число без

Октановое число с

05", Pb

Ароматика, Объемная масса

Нафтены, оо

Процесс

А 1 HA!

НА

А HA

HA

0,776

0,790

0,773

0,781

91,6

70,0

96,9

100,5

88,0

91,5

101,1 96 9

104,4 98,5

48,1

46,9

44,0

68,0

40,3

47,6

83,3

66,0

59,0

71,0

2 0

13,0

0,0

7,0

0,769

0,778

90,8

75,0

0,768

0,787

98,3 97,2

101,6 191,6

44,2

49 5

90,8

99,3

88,3

81,0

43,0

43,0

49,0

66,0

90,0

98,0

39,0

42,1

5,0

10,0

9,0

0,0

79,6

92,8

509

97,0

81,0

87,0

98,5

52,5

52,6

0,778

0,787

0,774

0,775

62,8

82,0

96,0

103,7

89,0

95,0

59,0

65,0

33,0

43,7

34,0

46,0

5,0 0,0

1, 0 О,О

HA — нсадиабатический процесс.

А — адиабатичесKèII процесс;

Примечание.

Предмет изобретения

Способ риформинга нефтяных фракций в присутствии бифункционального катализатора на инертной подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

Составитель Н, Богданова

Гехрсд 3, Тараненко Корректор Л. Котова

Редактор Л. Герасимова

Заказ 134/4 Изд. № 1996 Тираж 593 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Распределение А процесс при, С:

509

Пространственная скорость, 0.81 процесс при, -С;

509

Распределен,Ie В

Пространственная скорость 1,62 Процесс при, -"С:

Выход жидких продуктов, об, о,;

Выход ароматпки на сырье, оо. 0, процесса, сырье последовательно пропускают через инертную зону, содержащую подлож»у катализатора; зону, содержащую смесь катализатора с подложкой; и зону, содержащую катализатор, с нагревом каждой зоны до температуры процесса.