В. М. Капустин., М. Г. Рудин нефтни қайта ишлаш кимёси ва технологияси в. М. Капустин М. Г. Рудин

Жараён параметрлари. Каталитик риформинг жараёнини ва олинадиган маҳсулотлар тавсифини маълум даражада технологик параметрлар белгилайди, бу параметрларга-реакция иссиклиги ҳарорат босим хомашё етказиб беришнинг ҳажмий тезлиги водород сақлаган газнинг айланиш карралиги киради. Аммо ишлатиш шароитларида асосий меъёрлаштириладиган параметр бўлиб реакторга киришдаги ҳарорат ҳисобланади. Босим хомашё етказиб беришнинг тезлиги ва айланиб турадиган газнинг карралигини одатда шу хомашёни қайта ишлаш учун доимий оптимал бўлганни сақлаб турадилар.
Реакция иссиқлиги. Нафтен ва парафин углеводороднинг дегидрогенлаш ва дегидроҳалқаланиш реакциялари иссиқликнинг ютилиши билан гидрокрекинг ва гидрогенолиз эса иссиқликнинг ажралиши билан боради.
Парафин ва нафтен углеводородлариннг изомерланиш реакциялари кучсиз ифодаланган иссиқлик эффекти билан ҳаратерланади. Реакторда содир бўладиган кимёвий ўзгаришлар натижасида бензин фракцияларининг каталитик риформингда вужудга келадиган иссиқлик эффекти дастлабки хомашёда сақланадиан ўзаро таъсир этадиган моддаларнинг микдори ва ўзгариши даражасига пророционалдир. Тажрибанинг кўрсатишича риформинглаш жараёнига иссиқлик сарфларининг йиғиндиси асосан хомашёдаги нафтен углеводород-ларининг микдори билан аниқланади. Риформинглаш жараёни иссиқликнинг жадвал ютилиш билан содир бўлади ва риформинг реакцияларини ўтказиш реакция зонасига иссиқликни узлуксиз етказиб туришни талаб қилади.
Жараённинг иссиқлик эффекти салбийдир. Унинг киймати асосий нафтен углеводородларнинг микдои билан аниқланади ва 250-630 кДж/кг ташкил қилади.
Реакцион ҳажмда ҳароратнинг кескин ўзгаришини пасайтириш учун уни бир нечта (3 дан 6 гача) бирин кетин боғланган реакцион зонага иссиқликни оралиқча етказиб берадиган алоҳида бўлган адиабатик реакторларга бўладилар бу эса ҳар қайси аппаратда ҳароратнинг кескин ўзгаришини анча камайтиришига (10-70 ºС) имкон беради. Реакторлар орсида катализатор юкланишини тақсимлаш углеводородли хомашёнинг кимёвий таркибига ва катализаторнинг фаоллига боғлиқ бўлади. Одатда катализаторнинг реакторлар орасидаги нисбати 3 реакторли блокда 1: (2-3) : (4-6) ни 4 реакторлида эса 1:1:1.5:2 ни ташкил қилади.
Хомашё етказиб беришининг ҳарорати ва ҳажмий тезлиги. Риформинг ҳароратининг ўзгариши 450-530 ºС гача бўлган оралиқда содир бўлади ҳароратнинг ошиши билан дегидрогенлаш дегидроҳалқаланиш ва изомерланиш реакциялари яъни риформингнинг асосий жараёнлари тезлашади. Ҳарорат ошганда ароматлаш ва гидрокрекинг реакцияларининг роли кучаяди ароматик углеводород-ларнинг чиқиши ва олинадиган риформнинг маҳсулотларининг октан сони ошади. Бошқа барча тенг шароитларда (хомашё етказиб беришнинг ҳажмий тезлиги босим газ айланиб туришининг карралиги ва бошқа) жараённинг ҳарорати ошиши билан риформинг-бензиннинг чиқиши ва айланиб турадиган водород сақлаган газда водороднинг миқдори пасаяди, катализатор 3 та реакторга тақсимланганлиги сабабли биринчи боскичда нафтенларнинг дегидрогенланиш реакциялари устунлик қилади бошқа боскичларда асосан парафинларнинг дегидроҳалқаланиш ва гидрокрекинг реакциялари боради.
Ҳароратнинг умумий ўзгариши бу реакцияларнинг ҳар қайси боскичдаги нисбатига боғлиқ бўлади. Ҳароратнинг кескин ўзгариши айниқса биринчи боскичда маълум даражада катализатор фаоллигининг тавсифи бўлиб ҳисобланади. У пасайган сари реакторлар бўйича ҳароратнинг кескин ўзгариши ва умумий кескин ўзгариши камаяди.
Жараён ҳароратини танлашга хомашёнинг углеводородли таркиби таъсир қилади. Хомашёда парафин углеводородларнинг микдори қанча юқори бўлса берилган октан сонли маҳсулотнинг олиниши учун шунча юқори ҳарорат талаб қилади. Нафтенли хомашё қўлланилганда реактордаги минимал ҳароратни одатда 450-460 ºС оралиқда сақлаб турадиган. Реакция циклининг охиридаги максимал иситиш 520-530 ºС билан чегараланади. Ҳароратнинг кейинги кўтарилиши мақсадга мувофик эмас чунки жараён ортиқча газ ҳосил бўлиш ҳамда катализатонинг коксланиш тезлашиши билан амалга ошади бу эса риформинг иш циклининг давомийлигининг анча қисқартиради. Хомашё етказиб беришнинг ҳажмий мулоқот вақтини иавсифлайди ва одатда 1-2 соат^-1 ни ташкил қилади.
Жараённинг босими ва ҳарорати ўзгармас бўлганда хажий тезликнинг камайиши билан парафинларнинг гидрокрекинг реакциялари устун келади ҳажмий тезликнинг ошиши билан эса нафтен ва парафинларнинг дегидрогенлаш ва изомерланиш реакциялари устун келади.
Хомашё етказиб беришининг тезлиги ошиши билан риформинг бензиннинг чиқиши ошади аммо бунда ароматик бирикмаларнинг улуши камайиши ҳисобига олинадиган бензиннинг октан сони анча пасаяди.
Хомашё етказиб бериш тезлигининг пасайиши жараён селективлигининг камайишига катализатор ва водород чиқишининг пасайишига углеводород гази чиқишининг ошишига олиб келади. Бирин кетин жойлашган реакторлар орқали хомашё утган сари ҳажмий тезликни одатда ошириладилар.
Шундай қилиб иккита яъни хомашё етказиб беришнинг ҳарорати ва ҳажмий тезлиги бир-бири билан чамбарчас боғлиқ шунинг учун уларнинг уйғунлашишини моҳирона қўллаш битта катализаторнинг ўзида риформатнинг чиқиши ва уни ароматлаш даражаси бўйича оптимал натижага эришишга имкон беради.
Водороднинг босими ва водород сақлаган газнинг айланиб юриши (циркулясияси)нинг карралиги бўлган қурилмаларда оптимал босим 1,5-2,0 МПа катализаторнинг ҳаракат қиладиган қатлами бўлган қурилмаларда эса 0,7-1,5 МПа ни ташкил қилади.
Риформинг системасида барча тенг шароитларда водород босимининг ошиши хомашёни ароматлашишига тўсқинлик қилади. Аммо водороднинг юқори босими крекингдаги ёнаки реакцияларининг тўйинмаган маҳсулотларини тўйинтириш учун зарур. Агар водороднинг босими юқори бўлмаса унда катализаторнинг юзасида кокс ҳосил бўлиши билан борадиган тўйинмаган углеводородларнинг чукур зичланиши боради. Жараённи водороднинг босими остида олиб борилиш (катализаторнинг селективлигига қараб) кокс ҳосил бўлиши анча пасайтиришга имкон беради. Ишчи босимни ҳамда водороднинг парциал босимнинг пасайтирганда жараённинг селективлиги ошади, аренларнинг чиқиши кўпаяди ва газ ҳолидаги углеводородларнинг чиқиши камаяди.
Водород сақлаган газнинг айланиб туриш (циркуляцияланиш) карралиги бу айланиб турадиган газ ҳажмининг реакторлар орқали вақт бирлигида ўтадаган хомашё ҳажмига нисбатидир (м³/ м³ хомашё). Газнинг айланиб туриш карралигини шундай танлайдиларким жадал кокс ҳосил бўлишининг олдини олиб бўлсин. Бу кўрсатгичнинг оптимал киймати кўп ҳолларда дастлабки хомашёнинг сифатига ва риформинглаш жараёнининг мақсадига боғлиқ бўлади.
Реакцион аралашма буғларини водород сақлаган газ (BCГ) билан суюқлантиришнинг юқори даражаси (карралиги)катализаторнинг ишлаш давомийлигини оширади. ВСГ айланиб туриш карралиги саноат жараёнларида ВСГ даги водороднинг кўрсатилган концентациясида 1 м³ хомашёга газнинг микдори 900-1500 м³ бўлган оралиқда жойлашган.
Шундай қилиб, ВСГ нинг айланиб туриш карралигини хомашё сифатини катализатор фаоллигини жараён чукурлигини ва иктисодий нуктаи-назарни ҳисобга олиб белгилайдилар. Айланиб туриш карралигини хаддан зиёд ошириш риформинглаш чукурлигини пасайтиради, компрессорга оғирликни ва газни иситиш учун печдаги ёкилғининг сарфини оширади. Шу туфайли риформинг жараёнининг самарадорлиги пасаяди ва қурилмадаги эксплутацион сарфлар ошади. Газнинг айланиб туриш карралигини камайтирганда асосан хомашё буғларининг парциал босимининг ошиши туфайли катализаторларда кокс ҳосил бўлиши ошади.