Температура процесса

Температура ввода газосырьевой смеси в реакторы является основным регулирующим параметром процесса.

Существует определенный верхний предел для количества изопарафинов, которое может находиться в продуктах реактора при любой заданной температуре на выходе из реактора. Это равновесная величина, которая диктуется законами термодинамики и может быть достигнута только через бесконечно большой период времени, то есть в бесконечно большом реакторе. Поэтому на практике концентрация изопарафинов в продукте будет ниже их равновесной концентрации. При увеличении температуры в реакторе с целью увеличения глубины реакций изомеризации состав продуктов должен сильнее приближаться к равновесному составу. В действительности при чрезмерно высоких температурах концентрация парафинов в продукте будет снижаться из-за смещения вниз на равновесной кривой, несмотря на то, что при более высокой температуре реакции протекают с более высокой интенсивностью.

Использование более высоких температур, чем это необходимо для целесообразной степени приближения к равновесию, не приведет ни к чему другому, кроме увеличения интенсивности гидрокрекинга.

Чрезмерное повышение температур может привести к увеличению скорости отложения кокса на катализаторе. Однако предрасположенность катализатора к образованию кокса по существу настолько низка, что обычно до того, как возникают проблемы с образованием кокса, сталкиваются с чрезмерным гидрокрекингом.

На установке «Пенекс» имеются два соединенных последовательно реактора, в которых предусмотрено независимое регулирование температуры. В системе первого реактора протекает большая часть реакций изомеризации, подвергается гидрированию весь содержащийся в сырье бензол, происходит конверсия с разрывом колец некоторого количества циклогексана и метилциклопентана с образованием гексанов, а также частично реакции гидрокрекинга углеводородов С₇ с образованием углеводородов С₃ и С₄. Эти три реакции (гидрирование бензола, разрыв колец нафтеновых углеводородов с образованием гексанов и гидрокрекинг углеводородов С₇) экзотермичны и при переработке типового сырья они вносят больший вклад в рост температуры в первом реакторе, чем реакции изомеризации парафиновых углеводородов, которые также экзотермичны.

Обычно система первого реактора будет работать при таких температурах, при которых обеспечивается увеличение до максимума содержания изопентана и 2,2 диметилбутана в выходящем из реактора потоке. Достижимые концентрации и требуемая температура на выходе из реактора будут зависеть от имеющегося количества активного катализатора и от количества циклических углеводородов С₆ и углеводородов С₇ и более тяжелых, содержащихся в сырье. Чем выше концентрация таких компонентов в сырье, тем более высокие температуры требуются. При использовании такой методики требуемая рабочая температура в системе второго реактора снижается, и она может работать при условиях, которые больше способствуют достижению равновесия.

Хотя температура в системе первого реактора обычно выбирается без учета содержания изомеров в конечном кубовом продукте колонны стабилизации, существует возможность их воздействия друг на друга, которые должны учитываться для обеспечения оптимальной работы установки в целом, и количественные взаимозависимости будут изменяться по мере старения катализатора. При условии, что должен быть получен конечный продукт с таким же высоким содержанием изопентана и 2,2 диметилбутана (после оптимизации температуры во втором реакторе), первый реактор лучше эксплуатировать с более низким содержанием изопентана и 2,2 диметилбутана в продукте, поскольку это подразумевает более низкую температуру в первом реакторе и, следовательно, чуть менее интенсивное протекание реакций гидрокрекинга и соответственно более высокий выход жидких продуктов. Возникновение такой ситуации более вероятно на ранних стадиях пробега установки, когда весь катализатор свежий.

Второе взаимное воздействие может происходить при работе на сырье с высоким содержанием циклических углеводородов С_6. Поскольку для этих продуктов характерна тенденция снижения глубины изомеризации парафинов, может быть целесообразно подавать в первый реактор сырье с более высоким содержанием циклических углеводородов С₆, выбирая такую температуру в первом реакторе, которая позволяет регулировать количество циклических углеводородов, входящих во второй реактор.

При повышении температуры в первом реакторе в гексаны может быть конвертировано большее количество циклических углеводородов и, следовательно, увеличена степень изомеризации во втором реакторе.

Поиск по сайту: