Основные технико-экономические показатели процесса риформинга

1.3. Во время использования бензина основным свойством является стойкость двигателя к детонации. Детонацией называют процесс быстрого сгорания смеси, и в результате чего образуется в камере ударная волна. Часто повторяющиеся ударные волны наносят двигателю ощутимый ущерб, а именно, прогорание поршней и выпускных клапанов. Внешне детонацию можно определить по постоянному стуку в двигателе, вибрация двигателя, густой, черный дым из выхлопной трубы и нестабильная работа двигателя. Из всех перечисленных признаков самым главным является постоянный звонкий стук. Некоторые водители считают, что этот стук производят поршневые пальцы. А на самом деле это всего лишь результат появления ударной волны. Основной причиной появления ударной волны (детонации) является несоответствие бензина степени сжатия в цилиндрах, раннее зажигание, наличие нагара в камере сгорания. Понятно, что длительная работа двигателя с процессами детонации оставит после себя ощутимый урон или вовсе «убьет» двигатель. Но не всякая детонация является опасной. Если детонация незначительная, кратковременная, возникает в начале разгона автомобиля, если педаль газа нажата до конца, а потом детонация пропадает, то это вполне нормальное явление и особой опасности для двигателя не представляет. Детонационное свойство определяется октановым числом бензина. Октановое число определяется двумя способами. Это либо исследовательский способ, либо моторный. Чаще всего при обозначении сорта бензина указывается и метод, при помощи которого было определено октановое число. Если в названии бензина присутствует буква «И», значит, октановое число этого бензина было определено исследовательским методом. Более дорогими являются те сорта бензина, у которых октановое число выше. Это объясняется более высокой стойкостью к детонации. Это также влияет на степень сжатия двигателя, а значит, влияет на мощность двигателя и расход топлива. Высокооктановый бензин получают обычно двумя способами. Технологический способ увеличивает количество высокооктановых веществ в процессе производства. Такой бензин является неэтилированным. Более дешевый и простой метод представляет добавку в бензин тетраэтилсвинца. Этот бензин имеет название этилированный бензин. В странах с высокоразвитой экономикой этилированный бензин не применяется как топливо. Этиловая жидкость представляет собой концентрат химических соединений свинца. Этил вредный как для природы, так и для человека. При обращении с этилированным бензином необходимо соблюдать меры предосторожности. Тетраэтилсвинец способен повысить детонационную стойкость, поэтому, его и добавляют в бензин. Такой бензин нельзя использовать в машинах, которые оснащены лямбдазондом и каталитическим нейтрализатором. Этилированный бензин быстро выведет из строя детали двигателя.

Сортов бензина очень много. Только в СНГ насчитывается 8 сортов: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. По химическому составу и характеристикам они бывают по содержанию этила трех видов: этилированный, малоэтилированный или неэтилированный бензин. По температурным показателям бывает или летний, или зимний. Разные сорта этилированного бензина окрашивают в разные цвета. В зарубежных странах маркировка немного иная. Бензин у них выпускается двух марок: «Премиум»( октановое число 97) и «Регуляр» ( октановое число 90-94). В некоторых странах есть еще и третья марка «Супер» (октановое число 99-102).

Так же, качество бензина зависит от количества содержания вредных механических примесей, кислот, сернистых соединений. Обычно, бензин, производимый в странах СНГ, имеет низкое качество по этим показателям. Низкое качество бензина является причиной детонаций в двигателе. Повышается износ деталей двигателя, и уменьшается срок службы.

Для хотя бы частичного предотвращения пагубного действия некачественного бензина рекомендуется применять фильтры тонкой очистки. Так же можно раз в год промывать топливный бак, очищая его от вредных отложений и осадков.

1.7. Катализаторы риформинга.

Промышленный процесс каталитической ароматизации, несмотря на пятидесятилетний период существования, непрерывно совершенствуется. Это сопровождается столь же непрерывным совершенствованием катализаторов риформинга. Алюмомолибденовый катализатор ( MoO3/Al2O3 ) был первым катализатором риформинга, нашедшим промышленное применение. Попытки использования других оксидных катализаторов ( Cr2O3/Al2O3, CoO-MoO3/Al2O3 ) к успеху не привели. Алюмомолибденовый катализатор, как и современные катализаторы риформинга, катализирует реакции ароматизации, изомеризации и гидрокрекинга углеводородов. Однако селективность его в реакциях ароматизации, особенно парафинов, значительно ниже, а скорость закоксовывания намного больше. Тем не менее это не явилось препятствием для промышленного использования во время второй мировой войны риформинга на алюмомолибденовом катализаторе, так как процесс служил для производства толуола и компонентов авиационных бензинов. В конце 40-х годов, когда возникла потребность в экономичном процессе каталитического риформинга для улучшения качества автомобильных бензинов, стали впервые применять более эффективный катализатор - платиновый. На протяжении последующих десяти лет платиновые катализаторы вытеснили оксидные, а широкие исследования привели к созданию разных их модификаций для процесса каталитического риформинга.

Существенным фактором процесса риформинга является парциальное давление водорода. В обратимой реакции дегидрогенизации нафтенов равновесие сдвигается вправо с повышением температуры и снижением давления. В то же время повышение парциального давления водорода способствует подавлению побочных реакций уплотнения образующихся непредельных углеводородов, приводящих в итоге к отложениям кокса на катализаторе и падению активности последнего. Исходя из этих соображений, для всех модификаций промышленных установок риформинга предусматривалось повышенное давление, которое определялось в первую очередь активностью катализатора.

С переходом на платиновый катализатор изменились технологический режим и схема процесса риформинга. Более высокая активность платинового катализатора позволила повысить давление в системе и снизить температуру. В то же время возросла объемная скорость подачи сырья. Более низкая температура и повышенная селективность катализатора позволили увеличить продолжительность его безрегенерационной работы.

Дороговизна платины предопределила малое ее содержание в промышленных катализаторах риформинга, а следовательно, необходимость весьма эффективного ее использования. Этому способствовало также применение в качестве носителя оксида алюминия, который давно был известен как лучший носитель для катализаторов ароматизации. Важно было превратить алюмоплатиновый катализатор ароматизации в бифункциональный катализатор риформинга, на котором протекал бы весь комплекс реакций. Для этого следовало придать носителю необходимые кислотные свойства, что было достигнуто путем промотирования оксида алюминия галогенами ( фтором, хлором ).

На первом этапе промышленного осуществления процесса предпочитали работать на фторированном алюмоплатиновом катализаторе.

При применявшейся технологии концентрация водяных паров в зоне катализа была велика, а потому для снижения потерь галогена ( в результате отщепления от катализатора ) целесообразнее было применять фторированный катализатор поскольку фтор прочно связан с катализатором.

Дальнейшее совершенствование технологии каталитического риформинга, в частности удаление из сырья каталитических ядов и его обезвоживание, позволили перейти к использованию более эффективных алюмоплатиновых катализаторов, промотированных хлором. Преимущество хлорированных катализаторов - возможность регулирования содержания хлора в катализаторах, а следовательно и уровня их кислотности, непосредственно в условиях эксплуатации.

Последнее поколение катализаторов риформинга отличается тем, что наряду с платиной, содержат один или несколько других металлов. Для таких катализаторов характерна высокая стабильность в условиях реакционного периода, что в конечном счете обеспечивает возможность получения более высоких выходов как высокооктановых бензинов риформинга, так и ароматических углеводородов.

1.7. Каталитический риформинг важнейший процесс нефте-газоперерабатывающей промышленности. Риформинг - технологический процесс получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов - сырья для нефтехимического синтеза - и водородосодержащего газа (ВСГ) - технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Решающее значение имеет углеводородный состав исходного бензина: чем больше сумма нафтеновых и ароматических углеводородов в бензине, тем селективнее процесс, т.е. тем больше выход катализата и соответственно меньше выход продукта побочных реакций гидрокрекинга - углеводородного газа. Для получения автомобильных бензинов обычно применяют фракции 85-180°С.

Выход и качество бензина и состав водородсодержащего газа зависят от свойств сырья, используемого катализатора и режима процесса. Для стабилизации режима процесса, а так же для продления срока работы катализатора, необходимо контролировать влажность ВСГ в технологическом процессе риформинга. При стабильном процессе параметр влажности ВСГ должен быть в достаточно узком диапазоне приблизительно в районе 15 - 25 ppmV.При повышении влажности больше 30 ppmV необходимо направить поток ВСГ на осушку, а при маленькой влажности меньше 10 ppmV, наоборот увлажнить ВСГ. Аналитическое оборудование для измерения влажности должно обеспечивать

• Быстрый отклик датчика на измерение влажности
• Независимость показаний датчика от состава анализируемого газа
• Уменьшение времени на техническое обслуживание анализатора
• Возможность встроенных средств поверки датчика

Этими возможностями на сегодняшний день обладает влагомер, который используется в технологическом процессе риформинга на многих предприятиях. Блок схема влагомера приведена на рисунке.

Поток анализируемого газа поступает на датчик и разделяется на два потока, по одному потоку проходит анализируемая проба, по второму каналу эта же проба через специальный осушитель осушается до 0 ppmV (опорный газ). Разница между осушенным и анализируемым газом и есть влажность продукта. Дополнительно в прибор встроен генератор влажности, который может включаться автоматически в заданное время или с помощью пульта управления по требованию. Опорный газ проходит через генератор и насыщается заранее известным количеством воды. Поток опорного газа и с генератора проходит через датчик. Анализатор рассчитывает новые коэффициенты пересчета и корректирует показания влажности согласно проведенной калибровке. При таком подходе к анализу влажности достигаются описанные выше преимущества. Подобная схема гарантирует быстрый отклик во всем диапазоне, как при увеличении, так и при уменьшении влажности, так как нет необходимости ждать установки равновесия между водой в газовой фазе и адсорбированной водой. Ввиду того, что анализируемый газ сравнивается с таким же по составу, только предварительно осушенным газом, постоянно поддерживается ноль анализатора вне зависимости от состава измеряемого газа. Датчик анализатора постоянно регенерируется осушенным и очищенным газом при сравнительном периоде, что обеспечивает долговременную стабильность измерений. Так как в прибор встроен генератор влажности нет необходимости демонтажа датчика для его калибровки, а так же исключается влияние химического состава газа на результат сравнения.

1.8. Хранение нефтепродуктов

6.1. Хранение  нефтепродуктов в резервуарах  осуществляется в соответствии  с требованиями стандартов. Выбор  резервуара обосновывается технико-экономическими  расчетами в зависимости от характеристик нефтепродукта, условий эксплуатации, с учетом максимального снижения потерь нефтепродукта от испарения при хранении.

6.2. Нефтепродукты  каждой марки должны храниться  в отдельных, предназначенных для  них исправных резервуарах. Особое  внимание при эксплуатации резервуаров должно быть уделено техническому состоянию резервуаров (герметичность, толщина стенки и днища резервуара, отклонения наружного контура днища от горизонтали и образующих стенки резервуара от вертикали) и установленного на резервуарах оборудования, а также устройств молниезащиты и по защите от статического электричества.

6.3. Для  хранения бензинов с целью  сокращения потерь от испарения  следует применять резервуары с защитными покрытиями (понтонами, плавающими крышами и др.) или оборудованные газовой обвязкой. 
Не допускается хранить авиационные бензины в резервуарах, оборудованных плавающими крышами.

6.4. На  нефтебазах, наливных и перекачивающих станциях должны быть составлены технологические схемы с отображением всех трубопроводов, запорно-регулирующего оборудования, контрольно-измерительных приборов, насосов, заглушек, продувочных кранов, компенсаторов, приемо-раздаточных устройств с присвоением номера каждому элементу технологической схемы.

6.5. Все  изменения, произведенные в резервуарных  парках, насосных установках, трубопроводных, коммуникациях, расположении арматуры, должны вноситься в технологическую  схему и доводиться до сведения обслуживающего персонала нефтебазы. Изменение действующих технологических схем без соответствующего согласования запрещается.

6.6. Резервуары  должны иметь исправные запорные  устройства и люки с прокладками, стойкими к нефтепродуктам и  обеспечивающими герметичность.

6.7. Измерение  массы, уровня и отбор проб  нефтепродуктов в резервуарах, эксплуатирующихся  с избыточным давлением, должны  осуществляться без нарушения герметичности газового пространства с помощью измерительных устройств и сниженных пробоотборников, предусмотренных проектами и допущенных к использованию в установленном порядке.

6.8. Для сокращения потерь от  испарения нефтепродуктов необходимо: 
обеспечить полную герметизацию крыши; 
поддерживать давление в резервуаре, равное проектному; 
осуществлять перекачку легко испаряющихся нефтепродуктов из резервуара в резервуар только при крайней необходимости, по возможности, в ночное время; 
максимально заполнять резервуар при хранении легкоиспаряющихся нефтепродуктов; 
окрашивать наружную поверхность резервуара лучеотражающими светлыми эмалями и красками; 
применять теплоизоляцию поверхности резервуара, предназначенного для хранения застывающих нефтепродуктов.