ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы и технология процессов паровой каталитической конверсии углеводородов из "Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ч 2" При углубленной или глубокой переработке сернистых и осо енно высокосернистых нефтей того количества водорода, ко — торое производится на установках каталитического риформинга, обы чно не хватает для обеспечения потребности в нем гидрогени — зац1 онных процессов НПЗ. Естественно, требуемый баланс по воде роду может быть обеспечен лишь при включении в состав таких НПЗ специальных процессов по производству дополнительного водс рода. Среди альтернативных методов (физических, электрохимических и химических) паровая каталитическая конверсия (ПКК) углеводородов является в настоягцее время в мировой нефтепереработке и нефтехимии наиболее распространенным промышленным процессом получения водорода. В качестве сырья в процессах ПКК преимущественно используются природные и заводские газы, а также прямогонные бензины. [c.155] Естественно, что выход водорода будет тем больше, чем выше концентрация его в молекуле углеводородного сырья. С этой точки зрения наиболее благоприятное сырье — метан, в молекуле которого содержится 25 % масс, водорода. Источником метана являются природные газы с концентрацией 94 —99 % об. СН . Для производства водорода выгодно также использовать дешевые сухие газы н( фтепереработки. [c.156] Реакция (9.1) является сильно эндотермической (при конверсии метана 0 = 206,7 кДж/моль) и, следовательно, термодинами — ч ски высокотемпера — тарной. Вторая стадия процесса ПКК углеводородов (9.2) протекает с выделением тепла и те рмодинамически для нпе более благоприятны низкие температуры. Поэтому на практике процессы ПКК проводят в две ступени при оптимальных для каждой из стадий тем — п( ратурах. [c.156] В гетерогенном катализе к окислительно — восстановительным относят не только каталитические реакции, протекающие с учас — тием окислителя и восстановителя, но и такие, как де- и гидроге — низационные, синтез Фишера— Тропша, синтез аммиака и другие, подчеркивающие общность их механизма (электронный катализ). [c.159] Реакции углеобразоваиия — газификации. Многие органические гетерогенные каталитические реакции, в том числе и реакции парэвой конверсии углеводородов, сопровождаются процессами обр азования углистых веществ, отлагающихся на поверхности или объеме катализаторов и изменяющих их физико-химические и механические свойства. [c.161] По мнению А.П. Руденко, обобщившего многочисленные факты угл(юбразования в органическом катализе, углистое вещество можно рассматривать либо как продукт побочных каталитических реакций, либо как промежугочное соединение, принимающее непосредственное участие в каталитическом акте через стадии его образо — вания и распада. [c.161] Установлено, что в зависимости от температурного режима прс цесса взаимодействия углеводородов на катализаторах происходит перемена модификации образующегося углерода. При температурах ниже 800 °С углерод отлагается не только на поверхности, но и в порах катализатора. Выделяющийся при этом углерод напоминает рыхлую аморфную сажу глубоко-черного цвета. В результате происходит объемное зауглероживание и механическое разрушение катализатора. При температурах 900 °С и выше выделяется плотный слюдоподобный углерод, который покрывает тонкой пленкой на[1ужную поверхность катализатора. В результате поверхностного зауглероживания не происходит механического разрушения ката — ли 5атора. [c.161] Протекание реакций углеобразоваиия имеет место при взаимодействии Ni, Fe, Со и других карбидообразующих металлов не тс лько метаном и его гомологами, но и оксидом углерода. [c.162] Интересно отметить, что в процессах синтеза углеводородов из оксида углерода и водорода, являющихся обратными по отношению к лроцессам конверсии, наибольшее распространение нашли именно кс.тализаторы на основе никеля, кобальта и железа. Причем, на никеле преимущественно протекают реакции синтеза метана, а не его гомологов или олефинов. На способности никеля катализировать реакции метанирования основан процесс доочистки газов паровой конверсии от следов оксида углерода. [c.162] Однако надо отметить, что сторонниками чистой окислитель — НС — восстановительной теории допускалось игнорирование проте — Кения реакций карбидирования и газификации. [c.162] Таким образом, из анализа вышеприведенных фактов, а также из известного принципа независимости реакций Оствальда, заключающегося в том, что если в среде протекает одновременно несколько реакций, то они идут так, как будто бы каждая протекала отдельно , следует, что каталитические реакции окисления — вое— становления, карбидирования —газификации, протекающие каждая В отдельности, протекают и в совокупности в условиях каталитической конверсии углеводородов. [c.162] Технологическая схема установки паровой каталитической кон — версии при давлении 2,0 — 2,5 МПа показана на рис.9.3. [c.163] К очищенному газу в смесителе добавляют перегретый до 400 — 500 С водяной пар, и полученную парогазовую смесь подают в печь паровой конверсии. Конверсия углеводородов проводится при 800 — 900 °С и давлении 2,2 — 2,4 МПа в вертикальных трубчатых р( акторах, заполненных никелевым катализатором и размещенных в радиантной секции печи в несколько рядов и обогреваемых с двух СП орон теплом сжигания отопительного газа. Отопительный газ подогревают до 70— 100 °С, чтобы предотвратить конденсацию воды и /глеводородов в горелках. Дымовые газы с температурой 950— 1100 °С переходят из радиантной секции в конвекционную, где установ — лены подогреватель сырья и котел —утилизатор для производства и П( ре1 рева водяного пара. [c.164] Вернуться к основной статье