WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Данное явление объясняется на наш взгляд, тем, что при адсорбции на активных центрах коксообразующих компонентов происходит закоксовывание поверхности катализатора и, следовательно, уменьшение конверсии сырья. Дальнейшее добавление в систему олефина не приводит к увеличению коксообразования вследствие насыщения поверхности и отсутствия свободных центров для адсорбции.

Для исследованного ряда линейных олефинов зависимости выхода продуктов крекинга от числа атомов углерода имеют линейный характер (рисунок 7). Некоторые отклонения от прямолинейности объясняются тем, что число атомов углерода, отмеченное на графике, приближенное, так как в исследовании рассматривались не индивидуальные углеводороды, а фракции углеводородов.

Рисунок - 5 Выход газа в зависимости от числа молей линейных олефинов в сырье крекинга

Рисунок - 6 Выход кокса в зависимости от числа молей линейных олефинов в сырье крекинга

Обобщая результаты крекинга сырья, модифицированного линейными - олефинами на шариковом катализаторе, можно отметить, что в исследованном интервале концентраций самым эффективным инициатором процесса является фракция олефинов С24+: выход бензина при введении 0,5 % масс. олефинов в сырье возрастает на 9,9 % отн., газа - на 28,3 % отн., при этом коксообразование увеличивается на 33,3 % отн.

Рисунок - 7 Изменения выходов продуктов крекинга в зависимости от числа атомов углерода в молекулах линейных олефинов

С целью определения влияния структуры олефина на выход продуктов процесса каталитического крекинга были проведены исследования по модифицированию сырья разветвленными олефинами - олигомерами бутилена.

Наличие в молекулах олигомеров бутилена третичных атомов углерода приводит к более высокому выходу целевого продукта - бензина (рисунок 8) и повышению глубины превращения сырья (рисунок 9).

По сравнению с результатами крекинга сырья, модифицированного линейными олефинами, где максимальный прирост выхода бензина в присутствии фракции С24+ составил 9,9 % отн., прирост выхода бензина при крекинге в присутствии разветвленных олефинов составил 11,2 % отн., что выше на 1,3 % отн.

Следует отметить, что максимум выхода бензина сместился в сторону больших концентраций олефина в сырье - 0,65 % масс. (рисунок 8), в то время как при крекинге с линейными олефинами максимум достигался при 0,5 % масс.

Выход газа увеличивается на 23,9 % отн. (рисунок 8), что в сравнении с выходом газа при крекинге в присутствии линейных олефинов находится на уровне фракции С16-С18.

Прирост выхода кокса в присутствии разветвленного олефина на 22,8 % отн. ниже, чем в присутствии фракции С24+ (рисунок 9): выход кокса увеличивается на 10,5 % отн. Данный выход кокса соответствует такому значению выхода кокса при крекинге сырья с фракцией линейных олефинов С8.

Рисунок - 8 Выходы бензина и газа при крекинге сырья, модифицированного разветвленными олефинами

Рисунок - 9 Выход кокса и глубина превращения при крекинге сырья, модифицированного разветвленными олефинами

Меньшее коксообразование, наблюдаемое при крекинге сырья с добавлением разветвленных олефинов, объясняется меньшей склонностью к реакциям уплотнения разветвленных олефинов, чем линейных.

Сравнение показателей крекинга сырья, модифицированного линейными и разветвленными олефинами, было проведено по двум вариантам.

Вследствие того, что основную долю разветвленных олефинов (олигомеров бутилена) составляют углеводороды С12, в первом варианте сравнивались выходы продуктов крекинга в присутствии разветвленных олефинов и фракции линейных олефинов С12-С14 при их концентрации в сырье 0,5 % масс. (таблица 1). В сравнении с фракцией линейных олефинов С12-С14 вовлечение в сырье крекинга разветвленных олефинов более эффективно: выход бензина выше на 2,9 %, газа – на 0,9 %, коксообразование меньше на 5,9 % отн.

Таблица 1 - Показатели крекинга сырья, модифицированного

одинаковыми концентрациями линейных и разветвленных олефинов

Тип олефина

Выход,

% масс.

Глубина

превращения

сырья, %

бензина

газа

кокса

Сырье

51,6

9,2

1,5

63,7

Сырье + линейные С12-С14 (0,5 % масс.)

54,9

11,2

1,8

69,5

Сырье + разветвленные С12 (0,5 % масс.)

56,5

11,3

1,7

71,1

Во втором варианте сравнивались основные показатели крекинга в присутствии разветвленных олефинов с самой эффективной из фракций линейных олефинов - фракцией С24+, в точках максимума выхода продуктов (таблица 2). В данном случае можно отметить, что выход бензина выше в случае разветвленных олефинов на 2,0 %, коксообразование ниже на 17,6 % отн.

Таблица 2 - Показатели крекинга сырья, модифицированного линейными и

разветвленными олефинами в точках максимального выхода продуктов

Тип олефина

Выход,

% масс.

Глубина

превращения

сырья, %

бензина

газа

кокса

Сырье

51,6

9,2

1,5

63,7

Сырье + линейные С24+ (0,5 % масс.)

56,4

11,8

2,0

71,3

Сырье + разветвленные С12 (0,65 % масс.)

57,5

11,4

1,7

71,8

Таким образом, модифицирование сырья процесса каталитического крекинга разветвленными олефинами более эффективно, чем линейными: наблюдается больший выход бензина при одновременном значительном снижении коксообразования процесса.

Проведенный качественный анализ составов бензинов не показал каких-либо существенных различий между составами бензинов, полученных при крекинге сырья без добавки и при введении добавки. Например, хроматографический анализ бензина, полученного при крекинге сырья в присутствии 0,5 % масс. разветвленного олефина, показал, что доля парафиновых углеводородов изменилась всего на 0,94 %, ароматических - на 0,17 % и нафтеновых – на 0,49 % масс.

С целью определения влияния размера частиц катализатора на показатели процесса крекинга было проведено исследование крекинга модифицированного сырья на микросферическом катализаторе. Исследование проводили по стандартной методике определения активности микросферических катализаторов крекинга согласно ОСТ 38.01161-78. В качестве добавки к сырью применяли фракцию линейных олефинов С24+, при использовании которой в предыдущей серии опытов на шариковом катализаторе были получены максимальные выходы бензина и газа.

При крекинге сырья на микросферическом катализаторе в присутствии фракции линейных олефинов С24+ для продуктов распада отсутствует ярко выраженный максимум, как это наблюдалось при крекинге сырья с фракциями линейных олефинов на шариковом катализаторе: кривые зависимостей выходов продуктов имеют более пологий характер (рисунки 10-12).

При содержании 2,2 % масс. фракции С24+ в сырье прирост выхода бензина достигает 5,6 % отн., а при ее содержании 1,0 % масс. - 4,6 % отн. (рисунок 10). Повышение концентрации олефина выше 2,5 % масс. не оказывает значительного влияния на выход бензина.

Характер зависимости выхода легкого газойля аналогичен зависимости выхода бензина. При введении 2,0 % масс. олефина в сырье наблюдается максимальный выход легкого газойля - на 6,1 % отн. выше, чем при крекинге сырья без добавки (рисунок 10).

Повышение конверсии сырья, приводящее к увеличению выхода целевых продуктов процесса: бензина, легкого газойля и газа - приводит к снижению выхода тяжелого газойля (рисунок 11).

Характер зависимости выхода кокса от концентрации олефина аналогичен таковому при крекинге на шариковом катализаторе: после достижения определенного значения (1,0 % масс.) выход кокса не изменяется (рисунок 11). Прирост коксообразования при концентрации олефина 0,5% масс. составляет 37,5 % отн.

Рисунок 10 Выходы бензина, легкого газойля при крекинге сырья с фракцией олефинов С24+

Рисунок - 11 Выходы тяжелого газойля, кокса при крекинге сырья с фракцией олефинов С24+

В отличие от выхода бензина и легкого газойля, с увеличением концентрации олефинов выход газа при крекинге на микросферическом катализаторе непрерывно растет и при содержании олефина в сырье 4,0% достигает постоянного значения (рисунок 12). Прирост выхода газа при данной концентрации олефина в сырье составляет 20,7% отн.

Рисунок - 12 Выход газа при крекинге сырья с фракцией олефинов С24+

Таким образом, исследования показали, что модифицирование сырья олефинами приводит к существенным изменениям выхода продуктов процесса крекинга на микросферическом катализаторе: при введении 1,0 % масс. олефина С24+ выход бензина увеличивается на 4,6 % отн., легкого газойля - на 4,5% отн., газа – на 20,7% отн.

В четвертой главе на основании результатов проведенных исследований предложены рекомендации по проведению процесса каталитического крекинга сырья, модифицированного олефинами.

Важными факторами использования добавок к сырью каталитического крекинга являются, во-первых, эффективность действия, выражаемая в изменении выходов целевых и побочных продуктов процесса, во-вторых, их концентрация в сырье.

С точки зрения экономической целесообразности эффективность действия должна реализовываться при малых концентрациях добавки в сырье.

Результаты исследований, представленных в третьей главе, показали, что для различных фракций линейных и разветвленных олефинов при различных условиях проведения процесса существуют свои эффективные концентрации, при которых наблюдаются максимумы выхода целевых продуктов процесса каталитического крекинга.

При крекинге в присутствии линейных олефинов на шариковом катализаторе эффективное содержание добавки варьировало от 0,3 до 0,5 % масс. в зависимости от молекулярной массы добавки, а при крекинге на микросферическом катализаторе максимальный прирост выхода продуктов достигался при содержании добавки 1,0 % масс.

Влияние времени контакта сырья с катализатором, как одного из важных технологических параметров процесса, изучалось на примере фракции -олефинов С12-С14 на шариковом катализаторе крекинга.

Известно, что время контакта для установок каталитического крекинга с лифт-реактором составляет 2 - 6 с. Основываясь на данном значении, для сравнительных испытаний было взято два значения времени контакта: 2,5 и 5 с, соответствующих объемным скоростям подачи сырья 2,4 ч-1 и 1,2 ч-1.

Характер зависимостей основных показателей процесса при изменении времени контакта остался прежним. Однако меньшее время реагирования сырья с катализатором привело к увеличению доли непревращенного сырья и, как следствие, к уменьшению выхода целевых продуктов - бензина и газа (рисунки 13, 14) по абсолютным значениям. Сравнение относительных показателей свидетельствует о значительном влиянии времени контакта на прирост выхода продуктов процесса (таблица 3).

Таким образом, повышение объемной скорости в 2 раза привело к увеличению прироста выхода бензина на 54,7 %, газа – на 33,3 %, кокса – на 25,0 % отн.

Таблица 3 - Влияние времени контакта на прирост выхода продуктов крекинга

сырья, модифицированного олефинами С12-С14

Прирост выходов продуктов,

% масс.

Объемная скорость, ч-1

1,2

2,4

Бензин

3,4

7,5

Газ

2,0

3,0

Кокс

0,3

0,4

Рисунок - 13 Выходы бензина и газа при разных объемных скоростях подачи сырья

Рисунок - 14 Выход кокса и глубина превращения при разных объемных скоростях подачи сырья

Следовательно, при нарастающей тенденции к уменьшению времени контакта сырья с катализатором на установках каталитического крекинга инициирование процесса олефинами может привести к значительной интенсификации процесса каталитического крекинга.

Одним из требований для применения инициатора в процессе крекинга является его подвижность при низких температурах. Как было показано выше, фракции олефинов С20+ и С24+ обладают достаточно высоким инициирующим эффектом и позволяют увеличить выход бензина на 9,1-9,9 % отн. Кроме того, необходимо отметить то, что в отличие от большинства известных инициаторов они практически не содержат инородные примеси, отравляющие катализатор, и состоят только из высокомолекулярных олефинов.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»