Proiect Ptc Scris

51
 1 UNIVERSITATEA DE PETROL SI GAZE PLOIESTI FACULTATEA TEHNOLOGIA PETROLULUI SI PETROCHIMIE DEPARTAMENT INGINERIA PRELUCRARII PETROLULUI SI PROTECTIA MEDIULUI PROIECT DISCIPLINA:PROCESE TEROMCATALITICE Conducător de proiect, Prof. Dr. Ing. Paul Rosca Efectuat, Barbulescu Cristina Studenta   anul IV, grupa 3146 Facultatea: TPP Specializarea: PPP loieşti 2011

description

PROIECT

Transcript of Proiect Ptc Scris

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    1/51

    1

    UNIVERSITATEA DE PETROL SI GAZE PLOIESTI

    FACULTATEA TEHNOLOGIA PETROLULUI SI PETROCHIMIE

    DEPARTAMENT INGINERIA PRELUCRARII PETROLULUI SI PROTECTIA

    MEDIULUI

    PROIECT

    DISCIPLINA:PROCESE TEROMCATALITICE

    Conductor de proiect,

    Prof. Dr. Ing. Paul Rosca

    Efectuat,

    Barbulescu Cristina

    Studentaanul IV, grupa 3146

    Facultatea: TPPSpecializarea: PPP

    loieti 2011

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    2/51

    2

    UNIVERSITATEA DE PETROL SI GAZE PLOIESTI

    FACULTATEA TEHNOLOGIA PETROLULUI SI PETROCHIMIE

    DEPARTAMENT INGINERIA PRELUCRARII PETROLULUI SI PROTECTIA MEDIULUI

    PROIECT DISCIPLINA PROCESE TERMOCATALITICE

    Tema Proiectului

    Proiectarea tehnologica a unei instalatii de reformare catalitica

    Date de proiectare

    1. Debitul de materie prima: 600000 t/an2. Limitele de distilare ale materiei prime: 60-1503. Compozitia chimica a materiei prime: parafine :42 ; naftene:52 ; aromatice:64. Viteza volumetrica globala: 2,5 h-15. Raport molar de recirculare H2/hidrocarbura : 7/16. Temperatura de intrare in reactor : 5007. Presiunea atmosferica: 35 atm

    Se cere:

    1. Stabilirea conversiilor si a bilantului global de material2. Calculul blocului de reactive

    2.1 Stabilirea bilantului material pe reactii si reactoare2.2 Stabilirea bilantului termic pe reactoare2.3 Dimensionarea reactoarelor2.4 Calculul pierderilor de presiune

    3. Schema tehnologica a instalatiei de Reformare Catalitica

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    3/51

    3

    Cuprins

    Cuprins

    I. Introducere..41. Reactiile principale ale procesului de reformare...........................................................42. Variabilele procesului de reformare catalitica.......................93. Realizarea industrial a reformarii catalitice.................14

    II. Proiectarea tehnologica a unei instalatii de reformare catalitica pe catalizator Pt-Re,in scopul obtinerii de hidrocarburi aromatice(B.T.X)......................................15

    1. Stabilirea conversiilor si a bilantului de materiale care sa asigure un randamentmaxim de hidrocarburi aromatice................................................................................15

    1.1Debitul de materie prima ...............................................................................151.2Bilant material si calculul proprietatilor medii ale materiei prime................161.3Bilantul material pe component.....................................................................17

    2. Calculul blocului de reactie pentru realizarea conversiei stabilite din bilantul demateriale..33

    2.1Repartitia reactiilor pe reactore..332.2Calculul volumului total al zonei de reactie...332.3Repartitia catalizatorului pe reactoare332.4Distributia componentilor pe reactii si reactoare...34

    3. Bilantul material pe sectia de reactie..343.1Calculul gazelor de recirculare...343.2Calculul Cp alimentare la temperature de reactie..353.3Caderea de temperatura..36

    4. Dimensionarea reactoarelor.394.1Calculul variatiei numarului de moli pe reactoare.394.2Calculul vitezei volumetrice pe reactoare..404.3Dimensionarea reactoarelor404.4Calculul timpilor de stationare...41

    5. Calculul pierderilor de presiune pe reactoare .425.1Determinarea parametrilor cinetici ai materiei prime425.2Calculul pierderilor de presiune pe reactoare.43

    6. Schema tehnologica de ansamblu cu amplasarea aparaturii de control si reglareprecum si a parametrilor calculate...46

    7. Masuri de protectie a muncii si de protectie a mediului in instalatiile dereformare catalitica..47

    8. Concluzii.50III. Bibliografie ..51

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    4/51

    4

    I. Introducere

    In procesul de reformare catalitica (RC) se realizeaza transformarea benzinelor de

    distilare primara si partiala a celor de provenienta termica cu cifre octanice scazute (COF150-

    60) in benzine cu cifre octanice ridicate (COF190 - 100) cu randamente C5+de 75- 90 %. Serealizeaza in fapt, transformarea catalitica pe catalizatori bifunctionali , in prezenta de hydrogen,

    a hidrocarburilor naftenice din aceste benzine in hidrocarburi aromatice , izoparafinice si partial

    in gaze fara modificari importante ale hidrocarburilor aromatice existente.

    Astfel in benzinele de reformare catalitica concentratia de hidrocarburi aromatice poate

    depasi 50% determinand cresterea cifrei octanice la valorile mentionate sau fiind posibila

    separarea acestora ca materie prima pentru petrochimiein esenta benzene toluen ,xileni (BTX).

    Astfel , instalatiile industriale de reformare catalitica sunt prezente in schemele orcarei rafinarii

    cu profil de combustibili asigurand atat fondul de benzina utilizat drept component octanic cat si

    reformatul pentru extragerea BTX.

    Reformarea catalitica reprezinta , in acelasi timp , principalul furnizor de hydrogen

    utilizat in realizarea industiala a altor procese catalitice cun sunt: hidrofinarea ,hidrocracarea ,

    hidrodezalchilarea ,hidroizomerizarea etc .Inportanta procesului de reformare catalitica in

    fabricarea benzinelor cu cifre octanice ridicate devine mai mare o data cu limitarea sau chiar

    eliminarea completa a aditivilor antidetonanti cu plumb din combustibilii de motoare.Procesul se

    realizeaza in 3-5 reactoare adiabatice dispuse in seria , cu incalzirea alimentarii la fiecare treapta

    de reactie.

    1. Reactiile principale ale procesului de reformare cataliticaTransformarile chimice ce au loc in acest implica mai multe reactii concomitente

    succesive de cataliza eterogena pe catalizatori bifunctionali in care functia metalica este conferita

    de unul sau mai multe metale (Pt, Re, Ir, etc) iar functia acida de suportul de alumosilice sau -alumina tratata cu fluor sau clor.

    Metalul catalizeaza reactiile de dehidrogenare-hidrogenare, iar suportul acid catalizeaza

    reactiile cu mechanism carboionic (hidrocracare, izomerizare) si participa la dehidrociclizare si

    dehidroizomerizare.In prezenta acestor catalizatori si a unui rapori molar hydrogen/hidrocarbura

    intre 5-10 au loc o serie de reactii:

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    5/51

    5

    1.1 Reactiile de dehidrogenare o ciclohexanilor si alchilciclohexanilor (CH si ACH)Aceste reactii sunt catalizate de metalul depus pe suportul a carui textura determina

    marirea suprafetei, marimea si distributia porilor, care imprima o anumita structura cristalina a

    metalului dispersat, avand deci o influenta directa asupra functiei hidrogenate a catalizatorului.

    Schema generala a dehidrogenarii unei hidrocarburi alchilciclohexanice se prezinta astfel:

    Reactia este reversibila , puternic endoterma , 210 Kj/mol (50 kcal/mol), cuechilibrul termodinamic deplasat complet spre dreapta la temperature ridicate (cca 500

    0C) si

    chiar la presiuni ridicate de 30-40 bar. Formarea de hidrocarburi aromatice este favorizata de

    cresterea temperaturii si scaderea presiunii partiale a hidrogenului , respective a presiunii pe

    system si a raportului molar hidrogen-hidrocarbura.In conditile procedeului industrial se

    realizeaza conversii de 95-99%. Efectele reactiei de dehidrogenare sunt asociate cu urmatoarele

    cresteri ale continutului de hidrocarburi aromatice in benzina reformata; ale cifrei octanice ca

    uramre a aromatizarii (1,3dimetiliciclohexan COF167 LA 1,3dimetilbenzen COF1145); ALE

    productiei de hidrogen (3 moli H2/mol hidrocarbura). Reactiile de dehidrogenare ale ACH au

    valori mari ale constantei vitezei de reactie necesitand un volum mic de catalizatori ,ele

    desfasurandu-se preponderant in primul reactor al instalatiei RC. Ca mechanism de reactie se

    admite posibilitatea ruperii simultane a celor 6 atomi de hidrogen , mechanism in sextet , cu

    formare directa a unei alchil aromatice. In aceasta rupere succesiva se formeaza ciclohexena si

    ciclohexadiena ca specii intermediare, adsorbite pe catalizator care explica depunerile de cocs pe

    catalizator.

    1.2 Reactii de isomerizare si dehidroizomerizareReactiile de acest tip se desfasoara dupa un mechanism ionic ,fiind catalizate de support

    acid .Suport de aluminosilice are aciditate intrinseca, iar suport - alumina se trateaza cu acidflorhidric sau clorhidric pentru activare prin ioni de fluor sau clor ,realizand un continut ce circa

    0,7 % halogen.

    Functia izomerizata a catalizatorului are o mare importanta datorita cresterii continutului

    de hidrocarburi izoparafinice si hidrocarburi aromatice, respective a cifrei octanice areformatului.Astfel izomerizarea n-alcanilor in izoalcani conduce la cresterea cifrei octanice a

    reformatului (de la COF162 a n- C5la COF180 a amestecului de izomeri C5la echilibru).

    Raportul izo/normal parafine creste cu cresterea numarului de atomi de carbon din molecula el

    fiind circa 1,3 la i C6/ n C6si de circa 3,8 la I C8/ n C8in procesul de reformare catalitica .

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    6/51

    6

    Reactia de hidroizomerizare ,care , in prima etapa, priveste izomerizarea

    alchilciclopentanilor in alchilciclohexani (ACP) =-16 _-25 kJ/ mol este urmata dereactia de dehidrogenare dupa schema:

    Se realizeaza conversii in alchilaromatice de 80-87% cu toate ca echilibrul termodinamic

    al primei reactii este deplasat cu cresterea temperaturii spre alchilciclopentani( la 5000C ,10%

    ACH si 90% ACP iar la 250C , 88 % ACH).Viteza foarte mare a reactiei succesive de

    dehidrogenare determina o consumare rapida a ACH deplasand continuu echilibrul, realizandu-

    se conversiile mentionate.Reactia de izomerizare a hidrocarburilor aromatice are influenta asupra

    proportiei relative de o,m si p-xilen cat si asupra raportului dintre etil benzene si xileni.Viteza

    globala a reactiei de dehidroizomerizare este determinate de viteza mai mica a etapei de

    izomerizare ,plasand-o ca reactie cu viteza moderata.Viteza de izomerizare a

    alchilciclopentanilor pe catalizatroi de platina creste cu cresterea numarului de atomi de carbon

    in molecula.Metilciclopentanul are viteza de izomerizare cea mai mica , fapt care face ca

    reactiile secundare de hidrocracare sa devina competitive.

    Reactia globala este defavorizata de cresterea presiunii ,unele date experimentale aratand

    ca marirea presiunii partiale a hidrogenului franeaza sau chiar opreste reactia de izomerizare.Ca

    mechanism de reactie se admite participarea ambelor functii ale catalizatoruluidehidrogenarea

    pe functia metalica si formarea unui ion carboniu cu izomerizare pe functia acida urmata de

    hidrogenarea pe functie metalica (ECP-etilciclopentan ,MCP- metilciclohexan).

    In mod similar se admite dehidrogenarea alchilciclopentanilor cu formarea de

    alchuilciclopentene si pentadiene, care pot genera depuneri de cocs pe catalizator .Reactia este inmica masura infuentata de presiune.

    1.3 Reactia de dehidrociclizarePrin aceasta reactie hidrocarburile normale si izoparafinice din materie prima sunt

    transformate in hidrocarburi aromatice dupa schema:

    Importanta acestei reactii pentru procesul de reformare catalitica consta in cresterea

    puternica a cifrei octanice , a productiei de hidrogen , a productiei de hidrocarburi aromatice prin

    randamente de 20- 50%. Reactia globala are o viteza relative mica , determinate de etapa de

    ciclozare.Cresterea temperaturii in zona de reactive mareste viteza de reactie si deplaseaza

    echilibrul termodinamic spre formarea de aromatice , in timp ce creste presiunii este defavorabila

    aromatizarii.Pentru orice conditii de temperature si presiune , conversia n-parafinelor la

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    7/51

    7

    aromatice este mai mare decat aceea a izoparafinelor corespunzatoare.Presiunile scazute pe

    reactor favorizeaza dehidrociclizarea parafinelor aromatice.Ca mecanism al acestei reactii se

    admite participarea functiei, metalice dehydrogenate si a functiei acide , in etapa de ciclizare si

    izomerizare.Dupa dehidrogenare ,pe centrul metalice, olefina formata deciclizeaza cu

    participarea simultana a ambelor tipuri de activitati (Lewis si Bronsted).Acest mecanism

    concentrate este in mai buna concordant cu datele experimentale, decat mecanismul carcoionic

    care ar duce la prezenta ciclopentenei in produsul de reactie.

    1.4 Reactii de hidrocracare si de hidrociclizarePrin reactiile de hidrocracare si hidrociclizare se inteleg reactiile de cracare a

    hidrocarburilor alcanice si cicloalcanice associate cu hidrogenarea acestora.

    Schematic se pot prezenta aceste reactii astfel

    Prin acest tip de reactii se formeaza hidrocarburi cu structure izo ,iar prin cracare

    catalitica (mecanism carboionic) si hidrogenarea produselor formate. Etapa de cracare este

    endoterma ,iar cea de hidrogenare puternic exoterma ,astfel ca reactiile de hidrocracare sunt

    reactii exoterme. Sunt de asemenea posibile si reactiile de:

    - Demetanare

    - Dezalchilare

    - Transalchilarea

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    8/51

    8

    Aceste reactii secundare nedorite ,care diminueaza productia de hidrogen ,iar metanul

    erzultat impurifica hidrogenul recirculat. Ele au loc in cazul unor severitati ridicate de lucru sau

    unor catalizatori foarte activi .Sunt reactii catalizate de functia metalica a catalizatorului , de

    aceea pot fi inhibate diminuand aceasta functie prin aditia sulfului sau a unui al doilea metal.

    Reactiile de hidrocracare au o viteza mai mica decat celelalte reactii discutate.Viteza

    reactiilor de hidrocracare creste cu cresterea numarului de atomi de carbon in molecula si cu

    crestera caracterului izo al hidrocarburilor.De asemenea creste cu cresterea aciditatii

    catalizatorului.Hidrocarburile aromatice au un efect de inhibare al reactiei.Viteza reactiilor de

    hidrocracare creste cu cresterea temperaturii si cu cresterea presiunii.Formarea de specii olefinice

    adsorbite pa catalizator favorizeaza desfasurarea de occs pe suprafata catalizate de functia acida

    a catalizatorului ducand la formare depunerilor de cocs pe suprafata catalizatorului.Aceste

    depuneri cresc cu caracterul acid al catalizaoturlui fiind mai mari la suportul aluminosilicic fata

    de gama alumina tratata cu halogenii , unde depunerilor depend de cantitatea de halogen

    incorporate si tipul de halogen.

    Reactiile care conduc la formarea de cocs sunt diminuate de functia hidrogenata ametalului sau metalelor care catalizeaza hidrogenarea olefinelor adsorbite pe centrii

    active.Intensitatea hidrogenarii depinde de natura metalului depus pe support si de presiunea

    partial a hidrogenului ,care variaza cu presiunea pe reactoare si cu continutul de hydrogen in

    gazelle recirculate. Cantitatea de specii olefinice intermediare formate creste cu cresterea

    punctului final de distilare al materiei prime si cu continutul de hidrocarburi parafinice.

    Pe catalizatori de platina ,iar mai nou pe cei cu platina si reniu sau alte metale, datorita

    activitatii hydrogenate mari ale acestora, la o presiune partiala mare a hidrogenului, pentru o

    materie prima cu punct final de distilare scazut are loc o reducere substanitala a depunerilor de

    cocs , facand posibila functionarea instalatiei mai multe luni fara regenerarea catalizatorului.Este

    cazul ,asa-ziselor instalatii de tip neregenerativ care lucreaza la presiune de 35-40 bar.In astfel de

    cazuri ,dupa o functionare de 6 luni pana la 1 an in aceste conditii, s-a constatat o depunere de

    cocs pe catalizator de 3-12% in raport cu greutatea catalizatorului.Prin reactiile de hidrocracare,

    alcanii C9-C12din material prima sunt transformati in mare parte atat in hidrocarburi C4-C7cat si

    in hidrocarburi gazoasa C1-C3.

    Alchilciclohexanii se hidrodeciclizeaza in mai mica masura decat

    alchilciclopentanii,deoarece se dehidrogeneaza foarte rapid in hidrocarburi aromatice

    stabile.Alchilciclopentanii avand o viteza mai mica de dehidromerizare se hidrodeciclizeaza

    dupa un mecanism de protonare , astfel

    Olefina formata se hidrogeneaza pe centru metallic ,putand suferi imprealabil o

    izomerizare pe central acid dupa mecanismul discutat.

    Reactiile de hidrocracare contribuie la cresterea ciferi octanice a reformatului atat prin

    transformarea unor hidrocarburi parafinice cu cifre octanice negative (Nc8are COF118) in

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    9/51

    9

    hidrocarburi cu masa molecular mai mica si partial, cu structura izo, cat si prin efectul disparitiei

    acestor hidrocarburi (transformate in gaze) , a caror prezenta diminueaza cifra octanica.Aceste

    reactii decurg cu consum de hidrogen. De asemenea ,reactiile de hidrocracare diminueaza

    randamentul de C5+

    crescand pe cel al gazelor.Vitezele reactiilor de dehidrociclizare si

    hidrocracare cresc cu cresterea numarului de atomi de carboni in molecula.Hidrocarburile

    izoparafinice din material prima au o viteza mai mica de dehidrociclizare si o viteza mai mare de

    hidrocracare. Pe ansamblu, majoritatea reactiilor conduc la cresterea continutului de hidrocarburi

    aromatice in reformat, respective la cresterea ciferi octanice a acestuia.

    Compusii cu sulf, azot si oxygen prezenti in material prima in cantitati foarte mici , de

    ordinal ppm, care intra in zona de reactive, sufera reactii de hidrogenare similar celor de la

    hidrofinare cu transformarea lor in H2S,NH3si H2O, datorita prezentei hidrogenului si a functiei

    metalice a catalizatorului.

    2. Variabilele procesului de reformare catalitica2.1 TemperaturileInfluenta temperaturii asupra vitezei relative a reactiilor din reformarea catalitica se

    poate aprecia pe baza cunoasterii energiilor aparente de activare. Se observa cresterea mai mare a

    vitezelor reactiilor de ciclizare si hidrocracare cu temperature, comparative cu celelalte.

    Efectul tehnologic al cresterii temperaturii pe reactoare consta in cresterea continutului de

    hidrocarburi aromatice din reformat, scaderea randamentului de lichid (C5+) ,cresterea ciferi

    octanice a benzinei ,cresterea procentului de gaze si hydrogen dar si cresterea depunerilor de

    cocs pe catalizator.In practica industrial, in scopul mentinerii constante a cifei octanice ,se

    recurge la marirea temperaturii din reactoare pentru a compensa diminuarea activitatii

    catalizatorului datorita depunerilor de cocs , in timpul exploatarii. Optimizarea procesului in

    scopul obtinerii unei cifre octanice constanta arata ca temperature de intrare in ultimul reactor

    este determinate.Profilul optim al temperaturii depinde de conditile din instalatiile

    industrial.Reactoarele cu pat fix de catalizator lucreaza in conditii adiabatice astfel ca

    temperaturile de iesire din reactoare tesunt functie de cele de intrare t isi de caderea de

    temperature , astfel:te= ti-

    Valorile sunt diferite pentru fiecare treapta de reactive depinzand atat de compozitiamateriei prime, de valoarea conversiei si de valorile caldurilor de reactive cat si de pondereadiverselor reactii, in fiecare reactor.Valorile pentru trei trepte de reactive pot fi:

    tR I=30-700 ; tR II=15-350C ; tR III=0-150CAceste valori sunt orientative ,cele exacte fiind determinate prin bilant termic si bilant de

    material.Variatia temperaturii pe reactoare adiabatice limiteaza conversia maxima de echlibru pe

    fiecare treapta si impune realizarea procesului in mai multe trepte de reactie,in vechile instalatii

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    10/51

    10

    se folosesc 2 reactoare in paralel.Pantele curbelor de scadere a temperaturii pe fiecare reactor se

    determina prin bilanturi termice.

    2.2 Presiunii

    Cresterea presiunii in reactoare defavorizeaza reactiile de dehidrogenare , de

    dehidroizomerizare si mai ales pe cele de dehidrociclizare , favorizand reactiile de hidrocracare

    si de hidrogenare ale speciilor de olefine adsorbite pe suprafata catalizatorului.

    Scaderea presiunii in reactoarele de la reformare catalitica a unei benzine are drept efect

    cresterea randamentului de benzina reformata (C5+) ,cresterea continutului de hidrocarburi

    aromatice si cantitatii de hirogen produsa .Efectul este mai pregnant pentru materii prime

    parafinoase.Scaderea presiunii duce la intensificarea depinerilor de cocs pe catalizator si a

    procesului de dezactivare treptata a catalizatorului datorita compusilor cu sulf din cauza

    micsorarii vitezei de hidrogenare a acestora.Lucru la presiune scazute impune o regenerare a

    catalizatorului la intervale de timp mai scurte,iar in instalatiile mai noi o regenerare continua .

    Efectul favorabil al scaderii de presiune in instalatiile de reformare catalitica se explicaprin favorizare reactiiklor care decurg cu cresterea numarului de moli si prin diminuarea

    reactiilor de hidrocracare.Este interesant de observant faptul ca scaderea presiunii ducel la

    reducerea selectivitatea transformarii in aromatice datorita reactiei de dehidrociclizare care duce

    la cresterea randamentului de C5+.

    2.2 Raport hidrogen/materie primaIn instalatiile industrale raportul molar gaze recirculate/ materie prima variaza de la 3/1

    pana 10/1 [mol/mol] mai frecvent intre 5/8 mol/mol.Cresterea raportului hidrogen/materie prima

    conduce la diminuarea depunerilor de cocs ca urmare a cresterii presiunii partiale a hidrogenului,

    ,care duce la intensificarea hidrogenarii olefinelor abosrbite pe catalizator,si de presiunueadin system,iar limita superioara de costul echipamentului de recirculare,al energiei si de

    diminuarea timpului de reactie.

    Raportul hidrogen/materie prima influenteaza si valoarea conversiei la echilibru pentru

    unele reactii din reformarea catalitica.De aceea ,scaderea presiunii pe system sau scaderea

    raportului H2/ hidrocarbura determina scaderea cu efect favorabil pentru reactia dedehidrociclizare a parafinelor.Rapoarte mai mari H2/ materie prima se folosesc in instalatiile cu

    ciclu lung de functionare numite neregenerative, pentru materiile prime parafinoase si pentru

    materiile cu final de distilare ridicat.In cazul unor instalatii industriale de tip Magnaforming, seuitilizeaza un raport hidrogen/materie prima diferit de reactoare , fiind mai mic in primele doua

    reactoare (3/1) si mult mai mare (12/1) in ultima treapta de reactie (1-2 reactoare )pentru a

    diminua depunerile de cocs pe catalizator.

    Raport gaze recirculate, materie prima depinde : continutul de hidrogen in aceste gaze,

    care este determinat atat de presiune cat si de diminuarea reactiilor de demetanare sau

    dezalchilare ,care maresc procentul de metan ce impurifica aceste gaze.

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    11/51

    11

    2.3 Vitezei de volum ,respective a timpului de contactIn procesele industriale de reformare catalitica se lucreaza cu viteze volumetrice

    ,,variind intre 1,5-3,5 h-1.Micsorarea vitezei de volum ,respective cresterea timpului de contactare ca efect o crestere a ciferi octanice o diminuare a randamentului de benzina reformata (C5

    +) si

    o crestere a procentului de cocs depus, iar pentru o instalatie data,scaderea debitului de materie

    prima prelucrata.Variatiile vitezei de volum pot compensa in oarecare masura variatiile de

    temperature pentru obtinerea aceluiasi efect.Operarea instalatiei la valoare mare a vitezei

    volumetrice va permite desfasurarea reactiilor de dehidrogenare si a celor de hidrocracare a

    aprafinelor mai grele, insa va limita in mare masura, reactiile de dehidrociclizare si hidrocracare,

    conducand la o scadere a conversiei realizate si mai ales, a cifrei octanice a reformatului C5+.

    Pentru asigurarea unui timp mai lung de reactive se utilizeaza circa 50%din catalizator in ultima

    treapta de reactie , unde au loc preponderent reactiile ,mai lente de dehidrociclizate si dehidrocracare.Rezultat va fi o crestere a cifrei octanice a reformatului atat ca rezultat al cresterii

    aromaticelor cat si ca efect al disparitiei n-parafinelor.

    In cazul instalatiilor destinate fabricarii de BTX se poate obtine o crestere a productiei de

    xileni prin marirea vitezei volumetrice, deoarece dehidrogenarea ACH nu este influentata de

    scaderea timpului de reactie.Evident ,marirea vitezei volumetrice duce la marirea capacitatii de

    lucru dar duce si la o micsorare a lungimii ciclului de functionare prin cresterea cantitatii de cocs

    depusa.Se arata ca productia suplimentara de aromatice obinuta prin marirea vitezei volumetrice

    de la 1,8 la 2,2 compenseaza scaderea lungimii ciclului de functionare.

    2.4 Materiei primeMateriile prime utilizate la reformarea catalitica sunt benzine de distilare primara si in

    mai mica masura de cracare termica, cocsare , cracare catalitica si hidrocracare.Limitele de

    distilare ale materiei prime sunt cuprinse intre 65-800C si 150-180

    0C,uneori chiar cu final 205

    0C.

    Initialul minim este determinat de cuprinderea hidrocarburilor cu cel putin 6 atomi de carbon in

    molecula ,iar finalul se coreleaza cu depunerile de cocs pe catalizator. La fabricarea

    hidrocarburilor aromatice BTX ,limitele de distilare sunt 60-1450C, respecti benzen 65-85

    0C,

    toluen 85-1100C si xilen 110-145

    0C.Compozitia chimica a materiei prime , exprimata si prin

    raportul cicloalcani/alcani reprezinta o importanta deosebita.Masura aptitudini de transformare aunei benzine in hidrocarburi aromatice poate fi exprimata prin factorul de caracterizare K sau

    suma N+2A in care N reprezinta procentul masa de naftene iar A cel de aromatice.

    Colerarea intre K si N+2A se face printr-o relatie empirica :

    K=12,6-(N+2A)/100

    Randamentul de aromatice le reformarea catalitica variaza intre 30-80%.Raport

    cicloalcani/alcani al materiei prime poate varia in limite foarte largi 0,25-6.Impuritatile prezente

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    12/51

    12

    in materia prima pot duce la dezactivarea catalizatorilor ,ireversibila sau permanenta datorita

    sulfului ,azotului,apei,halogenilor.Tolerantele maxime admise pentru impuritati sunt in functie

    de tipul catalizatorului utilizat.Pentru catalizatori clasici de Pt ,aceste limite prevad: sulf maxim

    0,5 ppm(masa), azot 0,5 ppm , clor 1,0 ppm si oxigen in gazele de recicrulare mai mic de 5 ppm

    (molar).Sensibilitatea fata de otravurile permanente este aceiasi pentru diverse tipuri de

    catalizatori.Compusii sulfului trec in H2S care se adsoarbe pe Pt si inhiba temporar functia

    metalica .La catalizatorii noi se tempereaza activitatea prin injectie de 0,2-0,.4%masa H2S in

    materia prima,evitand formarea prematura de cocs.Apa diminueaza functia acida prin spalarea

    hidrogenului.Realizarea acestor limite impune o hidrofinare adanca a materiilor prime utilizarea

    unui sistem de separare cu o ratie de reflux corespunzatoare pentru a asigura indepartarea H2S si

    a apei din materia prima supusa.

    2.5 Catalizatorii in reformarea cataliticaPrimul catalizator utilizat industrial a fost Mo/Al2O3catalizator monofunctional folosit in

    instalatia Hidroforming ,care utilizeaza reactoare in pat fix cu regenerarea catalizatorului la

    intrevale de 4-8 ore cu toate ca utilizeaza hidrogen recirculat si lucra la presiuni de 60-80

    bari.Procesul Platforming (UOP) utilizeaza pentru prima oara un catalizator bifunctional,

    Pt/Al2O3care poseda o functie metalica (Pt) si o functie acida (F sau Cl) si care in prezenta

    hidrogenului recirculat si a unor presiuni de circa 40 de bar realizeaza cicluri de cateva luni sau

    mai mult de un an fara regenerare.Acesti catalizatori numiti astazi monometalici-bifunctionali,

    aveau un continut de halogen (F,Cl) de 0,35-0,7% sau suport de alumo-silice care au aciditate

    intrinseca.Catalizatorul poate fi extrudat cu 1,5 mm diametru sau sferic la procese

    regenerative.Platina este foarte fin dispersata pe suprafata catalizatorului. Continutul de Pt

    influenteaza calitatile catalizatorului.Un continut scazut duce la scaderea ciferi octanice a

    reformatului ,la o micsorare a rezistentei catalizatorului la actiunea otravurilor la micsorarea

    rezistentei regenerare.

    Catalizatorii de Pt pot sa functioneze 2-4 ani cu regenerari repetate.Pierderea de Pt in

    timpul functionarii variaza intre 0,5-3%.Pe masura ce catalizatorii imbatranesc se constata o

    modificare a dispersiei Pt pe suprafata catalizatorului.Incepand din anul 1969 au inceput sa se

    utilizeze noi tipuri de catalizatori-mutimetalici, care pe langa Pt si alte metale ca Reniu Iridiu,

    Wolfram etc.

    Catalizatorii bimetalici cei mai uitlizati sunt cei de tipuri Platina-Reniu fabricati de

    firmele:UOP R-16,R-20,R-30,R-50,Chevron Rheniforming Engelhard seriile 500 si 600

    EssoResearch.

    Avantajul catalizatorilor cu Pt Re fata de cei conventionali cu Pt:

    Activitatea mai ridicata ,care se mentine la un nivel superior pa toatadurata ciclului.

    Selectivitatea mai mare ,in sensul scaderii produselor gazoase si cresterearandamentului C5

    +prin intensificarea reactiilor de dehidrogenare a

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    13/51

    13

    naftenelor ,dehidrodeciclizarea a parafinelor si diminuarea reactiilor de

    hidrocracare.

    Toleranta mai mare la depunerile de cocs Cresterea productiei de hidrogen Stabilitatea marita la temperaturi ridicate,scaderea activitatii fiind o

    cincime din cea a catalizatorilor conventionali.

    Permite lucrul in conditi mai severe, asigurand o stabilitate arandamentelor la nivele superioare catalizatorilor cu Pt, ceea ce a permis

    elaborarea unor tehnologii noi ca Rheinforming Magnaforming etc ,cicluri

    mai lungi de functionare

    Sunt practic complet regenerabili,supoartand un numar foarte mare deregenerari cu revenire la activitatea initiala sau chiar superioara.

    Aceasta regenerabilitate a catalizatorilor Pt-Re a permis elaborarea unei tehnologii noi de

    lucru in procesul de regenerare continua.La acesti catalizatori nu mai apare fenomenul de

    aglomerare al Pt care conduce la scaderea activitatii dupa fiecare regenerare.Exista diverseexplicatii ca: Re cu temperatura de topire ridicata,formeaza cu Pt aliaje de suprafata impiedica

    recristalizarea Pt.Dupa altii forma activa a Re este ReO2sau Pt este aglomerata in ninteriorul

    cristalelor de ReO2depuse pe suprafata Al2O3.Astfel Re4+

    este accesibili pentru substantele

    reactante el fiind dispersat pe suprafata in proportie mai mare decat Pt catalizand hidrogenarea

    combinatiilor intremediare,generatoare de cocs.Se pare ca aliajul Pt-Re are efect si dispersarea

    depunerilor de cocs pe catalizator ,ceea ce ar explica de ce catalizatorii promotati suporta

    depuneri mai mari de cocs decat cei cu Pt.De asemenea ajuta la o mai buna dispersie a Pt

    determinand marirea numarului de ceantrii metalici pe care se depune cocsul.

    O categorie de catalizatori de reformare catalitica o reprezinta catalizatorii multimetalici

    de tipul Pt-Re-Me in care Me poate fi Ag,I,Ni,Ta,Co-Ge,Pd etc.

    Diminuand functia acida creste raportul dintre reactiile de aromatizare si cele de

    izomerizare plus hidrocracarea.S-a recomandat folosirea unui catalizator de Pt pe suport neacid a

    unui catalizator Pt/SiO2- Al2O3sau Pt/Al2O3-F in treapta a doua si a catalizatorului Pt/Al2O3Cl

    sau a unui catalizator bimetalic ,care ar promova reactiile de dehidrociclizare in ultima treapta.

    Aspecte ale dezactivarii catalizatorilor in procesul de reformare catalitica:

    Depunerea cocsului pe centrii metalici si micsorarea centrilor activi Prezenta sulfului datorita reactiei

    Prezenta moleculelor care contin elementele din grupa a V-a (N,P,As,Sb) si a VI-a (O,S,Se,Te)

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    14/51

    14

    3. Realizarea industriala a reformarii catalitice

    Procesele de reformare catalitica pot fi impartite in 4 categorii dupa modul de regenerare

    al catalizatorului:

    Proces neregenerativ ,realizat la presiuni ridicate (35-40 bar) cu rapoarte H2/hidrocarbura 5-10/1 mol/mol si cu cicluri de functionare de 1-2 ani.

    Procese semiregenerative ,care lucreaza la presiuni , mai joase si cu regenerareacatalizatorului in situ , la intervale de 2 pana 6 luni.

    Procese regenerative,cu regenerare ciclica ,avand un reactiant suplimentar ,capabil sa inlocuiasca reactoarele aflate in curs de regenerare.

    Procese regenerative ,cu regenerare continua, cu circulatia catalizatorului (stratmobil) intre reactor si regenerator.

    Procesele regenerative au loc la presiuni joase de 9-15 bari cu rapoarte H2/ hidrocarbura

    mai mici (3-5/1 mol/mol).

    Procesele neregenerative au loc in 3-4 trepte de reactie avand , in mod obisnuit , in ultima treapta

    2 reactoare in paralel.Repartitia cantitatii de catalizator corespunzator treptelor de reactie ,in

    procente masa din cantitatea totala de catalizator , se afla in limitele 10-20% in treapta I , 20-

    30% in treapta a-II-a , 50-70% in treapta a-III-a .

    Pentru o instalatie de reformare catalitica conventionala cu trei trepte de reactie in serie,

    variatia temperaturii intre intrare si iesirea din fiecare treapta este urmatoarea:

    Treapta I 30-700C , temperatura efluentului cca 440-4500C Treapta a-II-a 5 -400C temperatura efluentului cca 480-4900C

    Treapta a-III-a -10 la +100

    C temperatura efluentului cca 490-510

    0

    CCantitatea de catalizator este distribuita in mod diferit pe reactoare in ultima treapta fiind

    distribuita cam 50% din cantitatea totala.Contandu-se pe o activitate ridicata si constanta a

    catalizatorului regenerat continuu, reactoarele lucreaza cu o viteza volumetrica w de 3,0-3,5,

    ceea ce face ca zestrea de catalizator a instalatiei sa fie mult mai mica fata de instalatie

    semiregenerative de aceeasi capacitate constituie un mare avantaj economic.

    Se observa ca admitand 0% cocs la intrare, se ajunge la depunerile de 2,5-3 % la intrare

    in ultima treapta, pentru ca in final sa se ajunga la 5% deci aproape la o dublare a depunerilor de

    cocs in ultimul reactor.Cocsul remanent este de maximum 0,2%.

    Regenerarea catalizatorului se realizeaza continuu intr-un sistem independent de sistem

    de reactie.Se lucreaza la presiuni de 9-10 bar, cu o recirculare a gazelor bogate in hidrogen intr-un raport de 400-500 m

    3/m

    3de materie prima , se utilizeaza catalizaotri bimetalici de tipul Pt-Re

    ai firmei UOP.

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    15/51

    15

    IIProiectarea tehnologica a unei instalatii de reformare catalitica pe

    catalizator Pt-Re , in scopul obtinerii de hidrocarburi aromatice (B.T.X)

    1. Stabilirea conversiilor si a bilantului de materiale care sa asigure unrandament maxim de hidrocarburi aromatice

    1.1Debitul de materi e prima

    Compozit ia materi ei primeTabel 1.1

    Hidrocarbur i Compoziti e chimica % D kg/h

    Parafine 42 31500Naftene 52 39000

    Aromatice 6 4500

    Total 100 75000

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    16/51

    16

    1.2Bi lantul materi al si calculul proprietatil or medii ale materi ei pr imeClas

    a

    comp

    %

    gr

    Kg/

    km

    ol

    Kmol/

    h

    CO CO*atm

    0C

    Kg/

    kmol

    P 68,80 25 11 0,6591 0,6640 7875 86 91,57 0,120 19 2,280 30,6 503,5 10,32 16 98,42 45 19 0,6633 0,6682 14175 100 141,75 0,185 0 0 27,0 540,0 18,5 28

    125,70 30 13 0,7021 0,7068 9450 114 82,89 0,108 -19 -2,052

    24,6 568,0 12,312 18

    N

    MCP71,81 12 6 0,7490 0,7535 4680 84 55,71 0,072 91 6,552 37,3 532,6 6,048 8,0

    DMCP92,35 16 8 0,7549 0,7593 6240 98 63,67 0,083 95 7,885 35,0 550,0 8,134 10

    ECP 103,50 13 7 0,7666 0,7710 5070 98 55,71 0,073 75 5,475 33,5 569,0 7,154 9,1

    CH80,74 7 4 0,7791 0,7834 2730 84 32,5 0,042 87 3,654 40,2 551,0 3,528 5,1

    MCH150,70 19 10 0,7696 0,7740 7410 98 79,59 0,104 75 7,8 34,3 570,0 10,192 13

    DMC

    H

    122,80 19 10 0,7811 0,7854 7410 112 69,64 0,091 67 6,097 29,8 596,0 10,192 12

    ECH131,80 14 7 0,7877 0,7920 5460 112 48,75 0,064 46 2,944 30,3 600,0 7,168 8,8

    A

    B80,10 5 0,3 0,8707 0,8746 225 78 2,88 0,004 99 0,396 48,2 561,0 0,312 0,3

    T110,60 18 1 0,8808 0,8846 810 92 8,80 0,011 124 1,364 40,0 591,0 1,012 1,1

    X139,10 64 4 0,8679 0,8718 2880 106 27,17 0,035 145 5,075 35,0 619,0 3,71 4,6

    EB136,20 13 0,8 0,8648 0,8687 585 106 5,52 0,007 124 0,868 37,0 617,0 0,742 0,9

    Total - - - 100 - - 75000 - 766,15 1,000 - - - - 99,324 13

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    17/51

    17

    1.3Bi lantur i materi ale pe componentiSe calculeaza cantitatea de produse rezultate din speciile fiecarui component

    Parafine

    X=87% M=114 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    9450 8221,5 1228,5

    Dehidrociclizare

    Izomerizare

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrociclizare 0,1 0,2632 2163,90 18,98I zomerizare 0,2 0,5263 4326,98 37,96

    Hidrocracare 0,08 0,2105 1730,63 15,18

    Total 0,38 1,000 8221,5 72,12

    Hidrocracarea

    Hidrocracare Viteza

    relativaFr de viteza kg/ h kmol/h

    0,19 0,156 269,98 2,37

    0,25 0,205 354,78 3,11

    0,43 0,352 609,18 5,34 0,35 0,287 496,69 4,37Total 1,22 1,000 1730,63 15,21

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    18/51

    18

    X=82% M=100 Kg/ kmol

    Debit total kg/hTransformat kg/h Netransformat kg/h14175 11623,50 2551,50

    Dehidrociclizare

    Izomerizare

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrociclizare 0,04 0,1905 2214,28 22,14

    I zomerizare 0,13 0,6190 7194,95 71,95

    Hidrocracare 0,04 0,1905 2214,28 22,14

    Total 0,21 1,000 11623,50 116,23

    Hidrocracarea

    Hidrocracare Viteza

    relativa

    Fr de viteza kg/ h kmol/h 0,14 0,197 436,21 4,36 0,18 0,254 562,43 5,62 0,39 0,549 1215,64 12,16

    Total 0,71 1,000 2214,28 22,14

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    19/51

    19

    X=68% M=86 Kg/ kmol

    Debit total kg/hTransformat kg/h Netransformat kg/h7875 5355 2520

    Dehidrociclizare

    Izomerizare

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrociclizare 0,03 0,2308 1235,93 14,37

    I zomerizare 0,06 0,4615 2471,33 28,74

    Hidrocracare 0,04 0,3077 1647,73 19,16

    Total 0,13 1,000 5355 62,27

    Hidrocracarea

    Hidrocracare Viteza

    relativaFr de viteza kg/ h kmol/h

    0,14 0,2373 391,01 4,55 0,18 0,3051 502,72 5,85 0,27 0,4576 754,00 8,77Total 0,59 1,000 1647,73 19,17

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    20/51

    20

    Bi lant mater ial pe componentul Component M , kg/kmol , kg/h ,kmol/hnetransformat 114 1228,5 10,78Etilbenzen

    106 2012,05 18,98 114 4326,98 37,96 16 37,89 2,37 30 93,36 3,11 44 235,12 5,34 58 505,40 8,71 72 384,75 5,34 86 267,64 3,11 100 236,82 2,37transformat 2 151,85 75,93consumat 2 -30,36 -15,18Total - 9450 158,82

    Bi lant mater ial pe componentul Component M , kg/kmol , kg/h ,kmol/hnetransformat 100 2551,50 25,52

    Toluen 92 2037,14 22,14

    100 7194,95 71,95 16 69,79 4,36 30 168,73 5,62 44 534,84 12,16 58 705,07 12,16 72 404,95 5,62 86 375,14 4,36transformat 2 177,14 88,57consumat 2 -44,28 -22,14

    Total - 14175 230,32

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    21/51

    21

    Bi lant mater ial pe componentul Component M , kg/kmol , kg/h ,kmol/hnetransformat 86 2520 29,30

    Benzen 78 1120,96 14,37

    86 2471,33 31,68 16 72,75 4,54 30 175,38 5,85 44 771,53 17,53 58 339,04 5,85 72 327,36 4,55transformat 2 114,97 57,49consumat 2 -38,31 -19,16Total - 7875 152

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    22/51

    22

    Naftene

    MCPX=85% M=84 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    4680 3978 702

    Dehidroizomerizare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidroizomerizare 4,08 0,7338 2919,06 34,75

    Dehidrociclizare 1,48 0,2662 1058,94 12,61

    Total 5,56 1,000 3978 47,36

    Bi lant materi al pentru MCP

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hMCP 84 702 8,36

    Benzen 78 2710,56 34,75

    86 1084,15 12,61

    format 2 208,50 104,25

    consumat 2 -25,21 -12,61Total - 4680 147,35

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    23/51

    23

    DMCPX=88% M=98 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    6240 5491,20 742,80

    Dehidroizomerizare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidroizomerizare 9,03 0,9783 5372,04 54,82

    Dehidrociclizare 0,20 0,0217 119,16 1,22

    Total 9,23 1,000 5491,20 56,04

    Bi lant materi al pentru MCP

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hDMCP 98 742,80 7,58

    Toluen 92 5043,14 54,82

    100 121,59 1,22format 2 328,90 164,45consumat 2 -2,43 -1,22Total - 6234 226,85

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    24/51

    24

    ECPX=88% M=98 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    5070 4461,60 608,40

    Dehidroizomerizare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidroizomerizare 9,02 0,9783 4364,78 44,54

    Dehidrociclizare 0,20 0,0217 96,82 0,99

    Total 9,22 1,000 4461,60 45,53

    Bi lant materi al pentru ECP

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hECP 98 608,40 6,21

    Toluen 92 4097,55 44,54

    100 98,80 0,99format 2 267,23 133,62consumat 2 -1,98 -0,99Total - 5070 184,37

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    25/51

    25

    CHX=97% M=84 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    2730 2648,10 81,90

    Dehidrogenare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrogenare 4,02 0,7309 1935,50 23,04

    Hidrociclizare 1,48 0,2691 712,60 8,48

    Total 5,50 1,000 2648,10 31,52

    Bi lant materi al pentru ECP

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hCH 84 81,90 0,98

    Benzen 78 1797,25 23,04

    86 729,57 8,48format 2 138,25 69,13consumat 2 -16,97 -8,49Total - 2730 93,14

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    26/51

    26

    MCHX=98% M=98 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    7410 7261,80 148,20

    Dehidrogenare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrogenare 9,03 0,9783 7104,22 72,49

    Hidrociclizare 0,2 0,0217 157,58 1,61

    Total 9,23 1,000 7261,80 74,10

    Bil ant materi al pentru MCH

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hMCH 98 148,20 1,51

    Toluen 92 6669,27 72,49

    100 160,80 1,61format 2 434,95 217,48consumat 2 -3,22 -1,61Total - 7410 291,48

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    27/51

    27

    DMCHX=98% M=112 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    7410 7261,80 148,20

    Dehidrogenare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrogenare 21,5 0,9786 7106,40 63,45

    Hidrociclizare 0,47 0,0214 155,40 1,39

    Total 21,97 1,000 7261,80 64,84

    Bil ant materi al pentru DMCH

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hDMCH 112 148,20 1,32

    Xilen 106 6725,70 63,45

    114 158,18 1,39format 2 380,70 190,35consumat 2 -2,78 -1,39Total - 7410 255,12

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    28/51

    28

    ECHX=98% M=112 Kg/ kmol

    Debit total kg/h Transformat kg/h Netransformat kg/h

    5460 5350,80 109,20

    Dehidrogenare

    Hidrogenoliza

    Conversia pe reactie

    Tip de reactie Viteza relativa Fr de viteza kg/ h kmol/hDehidrogenare 21,50 0,9786 5236,29 46,75

    Hidrociclizare 0,47 0,0214 114,51 1,02

    Total 21,97 1,000 5350,80 47,77

    Bi lant materi al pentru ECH

    Component M , kg/kmol , kg/h kmol/hECH 112 109,20 0,98

    EB 106 4955,77 46,75

    114 116,55 1,02format 2 280,52 140,26consumat 2 -2,04 -1,02Total - 5460 187,99

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    29/51

    29

    Bi lantul t materi al al reformatului catali ticClasa Component ,kg/h ,kg/h ,fr greut kmol/h ,fr mol

    Parafine

    72 1117,06 0,0162 15,51 0,0215

    86 2520 0,0365 29,30 0,0406

    86 4927,83 0,0714 57,30 0,0795 100 2551,50 0,0370 25,52 0,0354 100 7812,96 0,1133 78,13 0,1084 114 1228,50 0,0178 10,78 0,0150 114 4601,71 0,0667 40,37 0,0560

    Naftene

    MCP 84 702 0,0102 8,36 0,0116

    DMCP 98 742,80 0,0108 7,58 0,0105

    ECP 98 608,40 0,0088 6,21 0,0086

    CH 84 81,90 0,0012 0,98 0,0014

    MCH 98 148,20 0,0021 1,51 0,0021

    DMCH 112 148,20 0,0021 1,32 0,0018ECH 112 109,20 0,0016 0,98 0,0014

    Aromatice

    Benzen 79 5628,77 0,0816 71,25 0,099

    Toluen 92 17847,10 0,2587 194 0,2691

    Etil

    benzen

    106 6967,82 0,1010 65,73 0,0912

    Xilen 106 11231,72 0,1628 105,96 0,1470

    TOTAL - 68975,67 1,000 720,79 1,000

    Bi lantul t mater ial al componenti lor gazosiComponent ,kg/h ,kg/h ,fr greutate ,kmol/h ,fr mol 16 180,43 0,0486 11,28 0,129 30 437,47 0,118 14,58 0,166 44 1541,49 0,416 35,03 0,400 58 1549,51 0,418 26,72 0,305

    TOTAL - 3708,90 1,000 87,61 1,000

    Bi lantul t materi al al hidrogenul ui

    Component ,kg/h ,kg/h ,fr greutate ,kmol/h ,fr molformat 2 2483,01 1,0724 1241,51 1,0723consumat 2 -167,58 -0,0724 -83,79 -0,0723TOTAL - 2315,43 1,000 1157,72 1,000

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    30/51

    30

    Bi lantul t materi al generalComponent ,kg/h ,kmol/h ,%Reformat 68975,67 720,79 0,920

    Gaze 3708,90 87,61 0,049

    2315,43 1157,72 0,0309TOTAL 75000 1966,12 1,000

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    31/51

    31

    Propri etatile medii ale benzinei reformate

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    32/51

    32

    Propri etati le componenti lor pe reactive

    HC

    Reactie MCP DMCP ECP CH MCH DMCH EDehidrociclizare 1235,93 2214,28 2613,90 - - - - - -

    Izomerizare 2471,33 7194,95 4326,98 - - - - - -

    Hidrocracare 1647,73 2214,28 1730,63 - - - - - -

    Hidrogenoloza - - - 1058,94 119,16 96,82 712,60 157,58 155,40

    Dehidroizomerizare - - - 2919,06 5372,04 4364,78 - - -

    Dehidrogenare - - - - - - 1935,50 7104,22 7106,40 5

    Total 5355 11623,50 8221,50 3978 5491,20 4461,60 2648,10 7261,80 7261,80 5

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    33/51

    33

    2. Calculul blocului de reactie pentru realizarea conversiei stabilite dinbilantul de materiale

    Procese de reformare catalitica se realizeaza in 4 reactoare adiabatice in serie cu incalzireamaterii prime la fiecare treapta de reactie sau ales 4 reactoare dar sunt 3 trepte de reactie

    deoarece reactoarele 3 si 4 sunt identice.

    2.1Reparti tia reactii lor pe reactoare

    Reactie

    Reactor

    Dehidroge-

    nare

    Dehidro-

    izomerizare

    Izomerizare Hidrocracare Dehidro-

    ciclizare

    Hidrodecicli-

    zare

    1 60 25 25 10 10 10

    2 30 35 35 20 30 20

    3 5 20 20 35 30 35

    4 5 20 20 35 30 35

    Total 100 100 100 100 100 100

    2.2Calculul volumului total al zonei de reactive

    2.3Reparti tia catalizatorului pe reactoare

    Reactor Procent

    1 10 4,152 20 8,31

    3 35 14,54

    4 35 14,54

    Total 100 41,53

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    34/51

    34

    2.4Distr ibutia componentilor pe reactii si reactoareReactie Component

    Kg/h

    R1 R2 R3 R4

    % Kg/h

    % Kg/h

    % Kg/h

    % Kg/h

    Dehidroge-

    nare

    DMCH 7106,40 0,60 4263,84 0,30 2131,92 0,05 355,32 0,05 355,ECH 5236,29 0,60 3141,77 0,30 1570,89 0,05 261,81 0,05 261,

    MCH 7104,22 0,60 4262,53 0,30 2131,27 0,05 355,21 0,05 355,

    CH 1935,50 0,60 1161,30 0,30 580,65 0,05 96,78 0,05 96,7

    Deizomeriza-

    re

    MCP 2919,06 0,25 729,77 0,35 1021,67 0,20 583,81 0,20 583,

    DMCP 5372,04 0,25 1343,01 0,35 1880,21 0,20 1074,41 0,20 1074

    ECP 4364,78 0,25 1091,20 0,35 1527,67 0,20 872,96 0,20 872,

    Izomerizare 2471,33 0,10 247,13 0,20 548,27 0,35 864,97 0,35 864, 7194,95 0,10 719,50 0,20 1438,99 0,35 2518,23 0,35 2518 4326,98 0,10 432,70 0,20 865,40 0,35 1514,44 0,35 1514

    Dehidrocicli-

    zrae 1235,93 0,10 123,59 0,30 370,78 0,30 370,78 0,30 370,

    2214,28 0,10 221,43 0,30 664,28 0,30 664,28 0,30 664,

    2163,90 0,10 261,39 0,30 784,17 0,30 784,17 0,30 784,Hidrocracare

    1647,73 0,15 247,16 0,45 741,48 0,20 329,55 0,20 329, 2214,28 0,15 332,14 0,45 996,43 0,20 442,86 0,20 442, 1730,63 0,15 259,59 0,45 778,78 0,20 346,13 0,20 346,

    Hidroge-

    noliza

    MCP 1058,94 0,10 105,89 0,20 211,79 0,35 370,63 0,35 370,

    DMCP 119,16 0,10 11,92 0,20 23,83 0,35 41,71 0,35 41,7

    ECP 96,82 0,10 9,68 0,20 19,36 0,35 33,89 0,35 33,8

    CH 712,60 0,10 71,26 0,20 142,52 0,35 249,41 0,35 249,

    MCH 157,58 0,10 15,76 0,20 31,52 0,35 55,15 0,35 55,1

    DMCH 155,40 0,10 15,54 0,20 31,08 0,35 54,39 0,35 54,3

    ECH 114,51 0,10 11,45 0,20 22,90 0,35 40,08 0,35 40,0

    Total - 62103,31 - 19079,55 - 18515,86 - 12280,97 - 1228

    3. Bilantul material pe sectia de reactie3.1Calculul gazelor de recirculare

    Gazele de recirculare contin : 87% H2; 8% CH4si 5% C2H6

    Debit molar al materii prime Debit molar al H2

    raport H2/mp= 5485,83 kmol/h

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    35/51

    35

    Debit molar al gazelor de recirculare

    Debit molar al metanului

    Debit molar al etanului

    3.2Calculul alimentare la temperature de reactieSe calculeaza cu realtia :

    Cl

    Hidrocarburi

    Kcal/kmolP

    69,55 0,120 8,35 80,51 0,185 14,89 91,49 0,108 9,88

    N

    MCP 63,83 0,072 4,60

    DMCP 75,04 0,083 6,23

    ECP 100,83 0,073 7,36

    CH 65,65 0,042 2,76

    MCH 77,69 0,104 8,08

    DMCH 88,93 0,091 8,09ECH 76,24 0,064 4,88

    A

    B 44,73 0,004 0,18

    T 55,21 0,011 0,61

    X 65,93 0,035 2,31

    EB 66,10 0,007 0,46

    Total - 1,000 78,68

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    36/51

    36

    3.3Caderea de temperatureTemperatura de iesire din reactoare sunt functie de temperatura de intrare si de caderea de

    temperatura.

    Stabil ir ea caderi i de temperatura pe reactoru l I

    Reactie Component M

    kg/kmol

    N

    kmol/h

    H

    kcal/kmol

    Kcal/ h

    Dehidro-

    genare

    DMCH 84 4263,84 50,76 49,90 2532,92ECH 98 3141,77 32,06 49,90 1599,79

    MCH 112 4262,53 38,06 51,30 1952,48

    CH 112 1161,30 10,37 52,30 542,35

    Dehidroizo-

    Merizare

    MCP 84 729,77 8,69 48,50 421,47

    DMCP 98 1343,01 13,70 47 643,90

    ECP 98 1091,20 11,13 47 523,11

    Izomerizare

    86 247,13 2,87 -2,3 -6,601 100 719,50 7,20 -2,3 -16,56 114 432,70 3,80 -1,9 -7,22Dehidrocicli-

    zare 86 123,59 1,44 62,9 90,58

    100 221,43 2,21 59,90 132,38 114 261,39 2,29 57,20 130,99Hidrocracare

    86 247,16 2,87 -23,40 -67,16 100 332,14 3,32 -23,40 -77,69 114 259,59 2,28 -23,40 -53,35

    Hidrogenoliza

    MCP 84 105,89 1,26 -16,90 -21,29

    DMCP 98 11,92 0,12 -15,20 -1,824

    ECP 98 9,68 0,10 -15,20 -1,52

    CH 84 71,26 0,85 -10,60 -9,01

    MCH 98 15,76 0,16 -10,70 -1,712

    DMCH 112 15,54 0,14 -9,10 -1,274ECH 112 11,45 0,102 -9,10 -0,930

    Total - - 19079,55 195,782 - 8250,48

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    37/51

    37

    Stabil ir ea caderi i de temperatura pe reactorul I I

    Reactie Component M

    kg/kmol

    N

    kmol/h

    H

    kcal/kmol Kcal/ h

    Dehidro-

    genare

    DMCH 84 2131,92 25,38 49,90 1266,46

    ECH 98 1570,89 16,03 49,90 799,90

    MCH 112 2131,27 19,03 51,30 976,24

    CH 112 580,65 5,18 52,30 270,91

    Dehidroizo-

    Merizare

    MCP 84 1021,67 12,16 48,50 589,76

    DMCP 98 1880,21 19,19 47 901,93

    ECP 98 1527,67 15,59 47 732,73

    Izomerizare

    86 548,27 6,38 -2,3 -14,67 100 1438,99 14,39 -2,3 -33,10 114 865,40 7,59 -1,9 -14,42

    Dehidrocicli-

    zare 86 370,78 4,31 62,9 271,10 100 664,28 6,64 59,90 397,74 114 784,17 6,88 57,20 393,54

    Hidrocracare

    86 741,48 8,62 -23,40 -201,71 100 996,43 9,96 -23,40 -233,06 114 778,78 6,83 -23,40 -159,82

    Hidrogenoliza

    MCP 84 211,79 2,52 -16,90 -42,59

    DMCP 98 23,83 0,243 -15,20 -3,69

    ECP 98 19,36 0,198 -15,20 -3,01

    CH 84 142,52 1,70 -10,60 -18,02

    MCH 98 31,52 0,323 -10,70 -3,46

    DMCH 112 31,08 0,278 -9,10 -2,53

    ECH 112 22,90 0,204 -9,10 -1,86

    Total - - 18515,86 189,63 - 5868,37

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    38/51

    38

    Stabil ir ea caderi i de temperatura pe reactoru l I I I si IV

    Reactie Component M

    kg/kmol

    N

    kmol/h

    H

    kcal/kmol Kcal/ h

    Dehidro-

    genare

    DMCH 84 355,32 4,23 49,90 211,08ECH 98 261,81 2,67 49,90 133,23

    MCH 112 355,21 3,17 51,30 162,62

    CH 112 96,78 0,864 52,30 45,19

    Dehidroizo-

    Merizare

    MCP 84 583,81 6,95 48,50 337,08

    DMCP 98 1074,41 10,96 47 515,12

    ECP 98 872,96 8,91 47 418,77

    Izomerizare 86 864,97 10,06 -2,3 -23,14 100 2518,23 25,18 -2,3 -57,91 114 1514,44 13,28 -1,9 -25,23

    Dehidrocicli-

    zare 86 370,78 4,31 62,9 271,10

    100 664,28 6,64 59,90 397,74

    114 784,17 6,88 57,20 393,54Hidrocracare

    86 329,55 3,83 -23,40 -89,62 100 442,86 4,23 -23,40 -98,98 114 346,13 3,04 -23,40 -71,14

    Hidrogenoliza

    MCP 84 370,63 4,41 -16,90 -74,53

    DMCP 98 41,71 0,426 -15,20 -6,48

    ECP 98 33,89 0,346 -15,20 -5,26

    CH 84 249,41 2,97 -10,60 -31,48

    MCH 98 55,15 0,563 -10,70 -6,02

    DMCH 112 54,39 0,486 -9,10 -4,42

    ECH 112 40,08 0,358 -9,10 -3,26

    Total - - 12280,97 124,763 - 2388

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    39/51

    39

    4. Dimensionarea reactoarelor

    4.1Calculul var iatiei numarului de mol pe reactoareDehidrogenare: Dehidrociclizare: Deizomerizare: Hidrocracare: -Izomerizare: - Hidrogenoliza:

    Reactia Component R1 R2 R3 R4

    Kmol/h

    Kmol/h

    Kmol/h

    Dehidro-

    Genare

    DMCH 50,76 152,28 25,38 76,14 4,23 12,69 4,23 12,69

    ECH 32,06 96,18 16,03 48,09 2,67 8,01 2,67 8,01

    MCH 38,06 114,18 19,03 57,09 3,17 9,51 3,17 9,51

    CH 10,37 31,11 5,18 15,54 0,864 2,59 0,864 2,59Deizome-

    rizare

    MCP 8,69 26,07 12,16 36,48 6,95 20,85 6,95 20,85

    DMCP 13,70 41,10 19,19 57,57 10,96 32,88 10,96 32,88

    ECP 11,30 33,90 15,59 46,77 8,91 26,73 8,91 26,73

    Izomerizare 2,87 - 6,38 - 10,06 - 10,06 - 7,20 - 14,39 - 25,18 - 25,18 - 3,80 - 7,59 - 13,28 - 13,28 -Dehidrocicli-

    zare

    1,44 5,76 4,31 17,24 4,31 17,24 4,31 17,24 2,21 8,84 6,64 26,56 6,64 26,56 6,64 26,56 2,29 9,16 6,88 27,52 6,88 27,52 6,88 27,52Hidrocracare 2,87 - 8,62 - 3,83 - 3,83 - 3,32 - 9,96 - 4,23 - 4,23 -

    2,28 - 6,83 - 3,04 - 3,04 -

    Hidrogeno-liza

    MCP 1,26 -1,26 2,52 -2,52 4,41 -4,41 4,41 -4,41DMCP 0,12 -0,12 0,243 -0,243 0,426 -0,426 0,426 -0,426

    ECP 0,10 -0,10 0,198 -0,198 0,346 -0,340 0,346 -0,340

    CH 0,85 -0,85 1,70 -1,70 2,97 -2,97 2,97 -2,97

    MCH 0,16 -0,16 0,323 -0,323 0,563 -0,563 0,563 -0,563

    DMCH 0,14 -0,14 0,278 -0,278 0,486 -0,486 0,486 -0,486

    ECH 0,102 -0,102 0,204 -0,204 0,358 -0,358 0,358 -0,358

    Total - 195,782 515,85 189,63 403,53 124,763 175,03 124,763 124,763

    Reactorul 1

    Reactorul 2

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    40/51

    40

    Reactorul 3 si 4

    4.2Calculul vitezei volumetrice pe reactoare Reactorul 1

    Reactorul 2

    Reactorul 3 si 4

    4.3Dimensionarea reactoarelor , H=2,5 D =

    D=

    Reactorul 1D=

    Reactorul 2

    D=

    Reactorul 3 si 4D=

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    41/51

    41

    4.4Calculul timpilor de stationare

    Reactorul 1

    (

    )

    (

    )

    Reactorul 2

    ( ) ( )

    Reactorul 3 si 4

    (

    )

    (

    )

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    42/51

    42

    Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 Reactor 4

    Temp intrare 500 500 500 500Temp iesire 424,26 446,12 478,08 478,08Nr mol intrare, kmol/h 6773,96 7289,81 3846,07 3846,07

    Nr mol iesire ,Kmol/h 7289,81 7693,34 4021,70 4021,70

    Viteza volum w,h-1

    25,02 12,49 7,14 7,14Diametru int Di ,m 1,28 1,62 1,95 1,95

    Inaltimea H,m 3,2 4,05 4,88 4,88

    Timp de stationare , s 1,09 1,80 5,83 5,83

    5. Calculul pierderilor de presiune pe reactoare

    5.1Determinarea parametri lor cinetici ai M ater ii Prime

    HC

    Cl Comp Kmol/h

    Fr.mol

    Kg/kmol

    P

    91,57 0,013 503,5 30,6 86 1,118 0,398 6,546 141,75 0,020 540,0 27,0 100 2,00 0,540 10,80 82,89 0,012 568,0 24,6 114 1,368 0,295 6,816

    N

    MCP 55,71 0,008 532,60 37,3 84 0,672 0,298 4,261

    DMCP 63,67 0,009 550,0 35,0 98 0,882 0,315 4,950

    ECP 55,71 0,008 569,0 33,5 98 0,784 0,268 4,552

    CH 32,50 0,005 551,0 40,2 84 0,420 0,201 2,755MCH 79,59 0,011 570,0 34,3 98 1,078 0,377 6,270

    DMCH 69,64 0,010 596,0 29,8 112 1,120 0,298 5,960

    ECH 48,75 0,007 600,0 30,3 112 0,784 0,212 4,200

    Ar

    B 2,88 0,0004 561,0 48,2 78 0,031 0,019 0,224

    T 8,80 0,001 591,0 40,0 92 0,092 0,040 0,591

    X 27,17 0,004 619,0 35,0 106 0,424 0,140 2,476

    EB 5,52 0,0008 617,0 37,0 106 0,085 0,030 0,494

    5485,83 0,776 33,30 14,8 2 1,552 11,485 25,84 504,44 0,071 190,60 48,8 16 1,136 3,465 13,533 315,28 0,045 305,28 48,11 32 1,44 2,165 13,738TOTAL 7071,70 1,000 - - - 14,986 20,546 114,006

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    43/51

    43

    5.2Calculul pierder il or de presiune pe reactoareIn cele 4 reactoare avem o curgere adiabatica care prezinta o serie de avantaje:o cadere de

    presiune mai mica ,respective viteza in strat mai mica ,distant parcursa in strat este mult mai

    mica ,curgerea este mai omogena.Pentru calculul pierderilor de presiune pe reactoare se foloseste relatia Fanning:

    , atmUnde:

    Densitatea efluentului

    Viteza de curgere: , m/s

    Diametrul echivalent a particulei de catalizator

    coeficientul de frecare depinde de Re

    Re=

    10 < Re < 2000 =

    Re > 2000 =

    grosimea stratului catalitic ,m

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    44/51

    44

    Reactorul 1

    Re= =

    = 27,69 atm

    Reactorul 2

    Re=

    =

    = 11,05 atm

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    45/51

    45

    Reactorul 3 si 4

    Re= =

    = 10,41 atm

    Tabel recapitul ativ

    Reactor

    D ,m H, m

    1 75,74 4,15 1,28 3,2 27,69 1,09

    2 53,88 8,31 1,62 4,05 11,05 1,80

    3 21,92 14,54 1,95 4,88 10,41 5,83

    4 21,92 14,54 1,95 4,88 10,41 5,83

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    46/51

    46

    6 . Schema tehnologica

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    47/51

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    48/51

    48

    Continutul de oxigen- reducerea de CO si hidrocarburi in gazele deesapament.

    Mentinerea la nivelul actual al CO a benzinei (deci a raportului de compresie a motorului

    Otto pentru un nivel de economicitate a consumului de combustibil ), concomitent cu

    respectarea restrictilor de mediu (care necesita printre altele, utilizarea de benzina reformulata,

    cu o noua compozitie chimica )a condus la masuri din partea rafinariilor de petrol precum:

    Fabricarea compusilor oxigenati (MTBE, ETBE,TAME) pentru a fi utilizati dreptcomponenti de amestec ai benzinelor comerciale.

    Perfectionarea procedeelor existente in rafinarie pentru cresterea CO si reducereacompusilor nedoriti, ca de exemplu: benzen aromatice ,olefine.

    Introducerea altor procese cunoscute de fabricare a benzinelor cu CO ridicata sineexistente in rafinarie.

    Noi scheme si tehnologii de pregatire si utilizare ale materiilor prime implicate(precum gazele de CCF,benzinele provenite din diverse procese).

    Reformarea catalitica este un proces potential deosebit in ceea ce priveste cresterea CO abenzinei prin:

    - Cresterea severitatii procesului de RC , care poate fi exprimata chiar prin crestereaCO aceasta are insa ca efect negativ scaderea randamentului in benzina reformata cu

    circa 0,8-0.85% volum pentru fiecare unitate de COR.

    - Utilizarea catalizatorilor bimetalici cu continut de Rh si Pt si operand la presiunirelativ joase (7-14 kg/cm

    2) in locul catalizatorului pe baza de Pt, operand la presiuni

    mari (27-40) in instalatii mai vechi.

    - Inlocuirea instalatiilor existente de RC cu instalatii prevazute cu regenerare continuaa catalizatorului,acestea duc la o crestere maxima a CO operand la presiuni reduse si

    la activitate maxima a catalizatorului.

    - Prelucrarea in instalatii de RC a benzinelor provenite din procesele de Cx ,RV,fractiunea medie de benzina de CCF care are o CO scazuta..reformarea acestor

    materii prime este restrictionata de continutul ridicat de compusi cu S compusi cu N 2,

    olefine si in consecinta de severitatea de hidrotratare ce poate fi atinsa.

    In exploatarea instalatiilor de RC , reducerea cantitatii de benzen in benzina reformata poate fi

    obtinuta pe de o parte prin pregatirea actuala a materiei prime prin eliminarea precursorilor

    formarii benzenului in special a MCP si a CH , iar pe de alta parte prin selectarea parametriilor

    de operare ai blocului de reactie in vederea minimizarii productiei de benzen.

    Surse de poluare in rafinarii

    Agentii de poulare ai mediului produsi in rafinarie pot fi grupati ,ca marea majoritate a

    agentilor de poluare a mediului in urmatoarele domenii de poluare:

    Poluarea aerului Poluarea apei

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    49/51

    49

    Poluarea solului Poluarea acustica.

    Emisiile de agenti de poluare a aerului in rafinarii provin de la urmatoarele surse:

    Procese de combustie

    Instalatii tehnologice Parcuri de rezervoare Turnuri de racire si bazine separatoare cu suprafata deschisa.

    a) Procesele de combustieFiecare cuptor dintr-o instalatie tehnologica este o sursa majora de agenti de poluare care

    se gasesc in gazele rezultate prin arderea combustibililor.In functie de tipul combustibililor ,

    gazele de ardere pot contine:

    CO2in cantitati foarte mari CO care rezulta prin arderea combustibililor incompleta SOX cand combustibilul uzat contine S NOxin functie de tipul si intretinerea arzatoarelor de la cuptoare Compusi organici volatili, in principal hidrocarburi in cazul in care arderea are loc

    in conditii optime , printr-o reglare necorespunzatoare a raportului combustibil/aer

    Particule solide de diverse dimensiuni , rezultate prin arderea combustibililorPe langa arderea combustibililor in cuptoarele tehnologice si la cazanele centralelor

    termo-electrice din incinta rafinariei , proces care contribuie , fara indoiala ca principala sursa de

    poluare a aerului , in rafinarii mari au loc si alte procese de combustie dintre care se pot

    mentiona:

    Regalrea catalizatorului de RC Producerea sulfului in sobe Claus Operatii periodice de decocsare a serpentinelor cuptoarelor din diferite instalatii

    tehnologice

    Regenerarea periodica a catalizatorilor din alte procese catalitice Incinerarea namolului de la epurarea apelor reziduale Arderea gudroanelor acide

    Compozitia gazelor de ardere rezultate din proces al combustiei nu difera semnificativ

    In afara de agentii poluanti mentionati la arderea combustibililor , in gazele de ardere se mai

    pot identifica: H2S la producerea S in sobe Claus Particule solide antrenate in timpul procesului de combustie (catalizatori CC,particule de

    cocs, cenusa de decocsare )

    H2SO4sub forma de aerosoli.

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    50/51

    50

    b) Instalatii tehnologiceUnele instalatii tehnologice emit continuu sau intermitent si alti agenti de poluare,desi in

    cantitati mici in comparatie cu gazele rezultate prin combustie.

    In continuare se vor prezenta instalatiile tehnologice si agentii de poluare emisi:

    DA si DVhidrocarburi ,gaze necondensabile emise de sistemul de vid Hidrofinarea fractiilor distilate si hidrotratarea distilagtului de vidH2S de la

    purjare, aromatice inferioare

    CC- gazele de la regenerator contin poluanti (NOx,SOX,CO,pulberi) RC si extractia aromaticelor inferioare B.T.X Alchilarea- acid florhidric Desulfurarea gazelor si recuperarea S- H2S si SOX Cx intarziataparticule de cocs , gaze din apa folosita la taierea cocsului Solventarea uleiurilor- furfurol din sectia de recuperare a solventului Deparafinarea uleiurilor si dezuleiereaNH3din sectia de racire , metilacetona,benzen, toluen, din sectia de filtrare si recuperare a solventilor Oxidarea bitumuluigaze evacuate din reactoarele de oxidare care contin oxizi de

    C,SOX,H2S, hidrocarburi, compusi oxigenati

    Rafinarea cu chimicaleSOx,H2SO4 Aditivi- gaze de reactie care contin HCl si H2S

    Rezervoarele de titei sau porduse cu o suprafata mare de contact cu solul.La corodarea

    fundurilor rezervoarelor pot aparea scurgeri de produse petroliere.Scurgerile in cantitati mici nu

    pot fi puse in evidente si ele pot impurifica solul.In rafinarii si uzinele petrochimice ,instalatiile

    se construiesc in aer liber din motive de siguranta, pentru evitarea atingerii unor concentratii de

    produse in limitele de explozie .Reducerea zgomotului si a vibratiilor , principalele cauze ale

    poluarii acustice , in timpul functionarii unor utilaje a constituit si constituie o importanta

    preocupare a specialistilor din domeniu.

    8. ConcluzieReformarea catalitica joaca un rol foarte important atat pentru industria prelucrarii

    petrolului cat si pentru petrochimia:hidrodisproportionarea si dezalchilarea toluenului si

    izomerizarea xilenului

    Din punct de vedere tehnologic se impune o serie de imbunatatiri cum ar fi:

    Optimizarea proceselor si conducerea asistata de calculator Imbunatatirea performantelor catalizatorului Perfectionarea tehnologica de realizare a procesului Combinarea procesului de reformare catalitica cu alte procese

  • 5/26/2018 Proiect Ptc Scris

    51/51

    51

    BIBLIOGRAFIE

    1. Suciu , Ghe.C Ingineria prelucrarii hidrocarburilor Editura Tehnica Bucuresti 1993vol 4

    2. Raseev,S.D- Conversia hidrocarburilor Editura Zecasin Bucuresti 1994 ,vol 3

    3. Raseev, S.D,Ionescu,C.DReformare catalitica ,Editura Tehnica, Bucuresti, 1962

    4. Somogi, VProcese de transfer de caldura, Editura Universal Cartfil, Ploiesti 1998

    5. Dobrinescu,DProcese de transfer termic si utilaje specifice Editura Didactica siPedagogica ,Bucuresti ,1983

    6. Cartea de operare a instalatiei de Reformare Catalitica ,Rafinaria Petrobrazi

    7. Ionescu ,C, Ciuparu,D, Dumitrascu ,GPoluare si protectia mediului in petrol sipetrochimie, Editura Brillant ,Bucuresti ,1999

    8. Tunescu,R,CChimia perolului si proprietatile fizico-chimice, Editura IPG,Ploiesti1979