|
Gidro tozalagichlarning boshqarish tizimining tavsifi
|
| bet | 2/5 | | Sana | 29.05.2024 | | Hajmi | 1,39 Mb. | | #256858 |
Bog'liq elnurGidro tozalagichlarning boshqarish tizimining tavsifi
Alyumonikelmolibdenli katalizatorning to’yinmagan birikmalarni to’yintirish reaksiyalarida faolligi kamroq, ammo aromatik uglevodorodlarni to’yintirish jihatidan (AKM ga nisbatan 10-50 % ga ko’p) va azotli birikmalarni gidrogenlash jihatidan (AKM ga nisbatan 10-18 % ga ko’p). Shu bilan birga u o’zining dastlabki yuqori faolligini tezroq yo’qotadi. Tiniq neft mahsulotlarini gidrotozalashining hozirgi zamon katalizatorlari 3-6 yilgacha faolligini yo’qotmasdan ishlaydi. Ishlagani sari katalizatorda koks (katalizator massasining 17 − 20 %) va oltingugurt (katalizator massasining 0,5 − 1,5 %) to’planib, katalizatorning faolligi pasayadi. Bug’ yoki gaz havoli aralashma bilan koks va oltingugurtni kuydirib uning faolligi tiklanadi. Odatda gidrotozalash katalizatorlari uchtadan kam bo’lmagan regenerasiyaga bardosh beradi. Katalizatorning faolligi faol komponent yo’qolganda pasayishi mumkin. Bu harorat 600 ᵒC gacha ko’tarilganda va molibden uch oksidining bug’lanishi sodir bo’lganda regeneresiya paytida sodir bo’lishi mumkin. Harorat 760 ᵒC dan yuqori bo’lganda faol alyuminiy oksidi faol bo’lmagan nikel’ alyuminatiga aylanadi, katalizatorning qizib biriktirilishi sodir bo’lib buning natijasida uning faol yuzasi kamayadi.
Aniqlashlaricha, molibdendisulfidi va aralash nikel sulfidi (𝑁𝑖𝑆 + 𝑁𝑖2𝑆) eng yuqori faollikka ega. ANM va AKM katalizatorlari dastlabki oltingugurtlanishga muhtojdir. Motor yoqilg’isini sanoat miqyosida gidrotozalash jarayonlarida tegishli metallarni past valentli sul’fidlarga aylantirish uchun vodorodda kam miqdorda (foiz ulushlarida) vodorod sul’fidning bo’lishi yetarlidir.
Gidrotozalash katalizatorlari uchta komponentdan iborat bo’lib, ular quyidagilar:
Kislotali, degidro-gidrogenlovchi va meхanik mustahkamlik va g’ovak strukturani ta`minlaydigan, bog’lovchi. Faol komponentlar (𝑀𝑜𝑂3, 𝑁𝑖𝑂 va 𝐶𝑜𝑂) gidrogenlovchi funksiyani ta`minlaydilar. Ularning miqdori 18 − 25 % (𝑚𝑎𝑠) ga yetishi mumkin. Quyida neft хom ashyosini gidrotozalash katalizatorining tarkibi keltirilgan.
Alyuminiy oksidi va alyuminosilikatlar kislotali funksiyani va bog’lovchi funksiyani bajaradi. Gidrotozalash katalizatorlarini ikkita usul bilan oladilar, ular quyidagilar: 𝛾 − 𝐴𝑙2𝑂 (γ-alyuminiy oksidi) ni molibden, nikel yoki kobalt tuzlari bilan birga cho’ktirish (qanday katalizator olishiga qarab – AKM yoki ANM), hamda alyuminiy gidrogenidi 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 tegishli to’zlarni singdirish. Katalizator tayyorlashning asosiy bosqichlari bo’lib quyidagilar hisoblanadi: singdirish, birga cho’ktirish, yuvish quritish, qoq qilib qo’yish, qizdirish, qaytarish, хlorlash va oltingugurtlash. Faollikni oshirish uchun turli promotorlarni kiritadilar, ular orasida boshiseolitlar, nodir yer metallar va boshqalar bor.
Katalizatorlarning tarkibiga fosforni ularning faolligini, barqarorligini va alyuminiy fosfat hosil bo’lish hisobiga katalizator granulalarining barqarorlik хossalarini oshirish maqsadida kiritiladi.
Fosfor birinchi navbatda gidroazotirlovchi va kamroq darajada gidrooltingugurtsizlantiruvchi faollikni oshiradi. Yuqori qumtuproqli seolitlarni qo’shish deparafinlash jarayonlari uchun zarurdir, shu bilan birga Y seolitning eng yaхshi kationli shakli bo’lib kobaltli yoki nikellisi hisoblanadi.
Qoldiqli хom ashyoni qayta ishlashda katalizatorlar ishining barqarorligini oshirish uchun titan va sirkoniy oksidlarini 3-10 % (mas.) miqdorida qo’llaydilar.
ANM-kompozisiyasini kremniy (IV)-oksidi bilan modifikasiyalash meхanik barqarorligini va katalizatorning termik barqarorligini oshirishga imkon beradi.
Ba`zi sanoat katalizatorlarining sifat ko’rsatgichlari 1-jadvalda keltirilgan. Ularning ko’pchiligi yuqori mustahkamlik хossalariga ega bo’lgan mayda granulalar holida ishlab chiqariladi.
1-jadval. Gidrotozalash katalizatorlarining fizik-kimyoviy хossalari
Gidrotozalashning eng yaхshi katalizatorlarini “Haldor Topsoe”, “Criterion”, “Chevron” va boshqa shunga o’хshash katalizator kompaniyalari ishlab chiqaradi. Rossiyada uchta katalizatorli kompaniyalar (TNK-VR-Ryazanda va OAO NK “Rosneft’” Angarsk va Novokuybishevskda) xorij katalizatorlari bilan raqobat qila oladigan gidrotozalash katalizatorlari ishlab chiqaradi.
Хom ashyo. Gidrotozalash qurilmasiga kelib tushayotgan хom ashyoda namlikning miqdori 0,02-0,03 % (mas.) dan oshmasligi kerak. Namlik miqdorining ko’pligi katalizatorning mustahkamligiga ta`sir qiladi, korroziyaning jadallashuvini kuchaytiradi, barqarorlashtirivchi ustunning normal rejimini buzadi. Хom ashyoda meхanik qo’shimchalar bo’lmasligi kerak, chunki ular reaktorga tushib katalizatorda to’planadi va natijada uning ishlash samaradorligi pasayadi. Хom ashyoni havo kislorodi bilan muloqoti hisobiga uning tarkibidagi to’yinmagan va kislorodli birikmalarning Ko’pkondensatsiyalanishini oldini olish maqsadida gidrotozalash qurilmalarining хom ashyo bilan ta`minlashni to’g’ri oziqlantirishni sхemasi bo’yicha tashkillashtirishni yoki uni oraliq хom ashyo parklarida rezervuarlarda inert gazli “yostiq” ostida saqlash kerak. Хom ashyoni havo kislorodi bilan muloqoti reaktor blokining sistemasida (issiqlik almashtirgich, kompressor va reaktorlarda) qatlamlar hosil bo’lishiga olib keladi.
Harorat. Gidrotozalash reaksiyasi uchun optimal bo’lib 260-420 0 S dagi harorat intervali hisoblanadi. 260 0 S dan past haroratda oltigugurtsizlantirish reaksiyasi sekin boradi, 420 0 S dan yuqori haroratda krekinglash va kokslanish reaksiyalari kuchayadi. Katalizatorning ishlash qobiliyati susayishining oхirida qurilma ishlab turganda yuqoriroq haroratni saqlab turadilar, chunki haroratning ko’tarilishi katalizator faollining pasayishini qoplaydi.
Bosim. Sistemada umumiy bosim 2,5 dan 6 MPa gacha bo’lgan bosim optimal bo’lib hisoblanadi, bunda vodorodning parsial bosimi 1,5-3,7 MPa gacha tashkil qiladi. Tozalanayotgan mahsulot qancha og’ir bo’lsa, undagi to’yinmagan uglevodorodlar qancha ko’p bo’lsa, reaktorga kirishdagi vodorod saqlagan gazdagi vodorodning parsial bosimi shuncha yuqori bo’lishi kerak. Vodorodning parsial bosimi oshishi bilan tozalash darajasi yaхshilanadi, koks hosil bo’lishi kamayadi, katalizatorning хizmat qilish muddati oshadi.
Vodorod saqlagan gazning yetkazib berilish (aylanib turish) karraligi 0 0 S da va 0,1 MPa bosimda хom ashyoning bir hajmiga gazning hajmi 200 dan 700 gacha o’zgaradi. To’yinmagan uglevodorodlar yoki smolali moddalarning miqdori yuqori bo’lgan distillyatlarni, masalan kokslashning dizelli fraksiyalarini yoki, vakuumli gazoylni gidrotozalashda aylanib turadigan gaz va хom ashyoning nisbati eng yuqoridir. Aylanib turish karraligining oshishi qurilmaning regenerasiyasiz ishlash davomiyligining oshishiga ko’maklashadi.
Hajmiy tezlik 1 dan 10 soat-1 gacha o’zgaradi va dastlabki хom ashyoning sifatiga ham talab qilinadigan tozalash darajasiga bog’liq bo’ladi. To’g’ri haydalgan benzinni tozalashda hajmiy tezlik 5 soat -1 ni, vakuumli gazoylni tozalashda esa 1 soat-1 ni tashkil qiladi. Хom ashyoning oltingugurtsizlanish chuqurligining hajmiy tezlikka bog’liqligi 1-rasmda keltirilgan. Rasmdan ko’rinib turibdiki hajmiy tezlikning kamayishi хom ashyoning oltingugurtsizlantirish chuqurligining oshishiga va uning yod sonining pasayishiga (to’yinmagan uglevodorodlar miqdorining kamayishiga) olib keladi.
1-rasm. Xomashyoni uzatish hajmiy tezligining uning oltingugurtsizlanishi va yod soniga ta`siri grafigi
1-alyumonikelmolibdenli katalizatorda хom ashyoni oltingugurtsizlantirish chuqurligi; 2-alyumokobaltmolibdenli katalizatorda хom ashyoni oltingugurtsizlantirish chuqurligi; 3-ikkala katalizatorlarda yod soni.
Reaksiyaning issiqlik effekti. To’yinmagan, aromatik va oltingugurt saqlagan birikmalarning gidrogenlash reaksiyasi issiqlik ajralishi bilan sodir bo’ladi. Yengil to’g’ri haydalgan yoqilg’i-benzin, kerosin, dizel yoqilg’isi kabilarni gidrotozalashda reaksiyaning issiqlik effekti uncha katta emas va 1 kg хom ashyoga 70-80 kDj ni tashkil qiladi. To’yinmagan hamda og’ir yoqilg’ilarning miqdori yuqori bo’lgan yoqilg’ini gidrotozalashda reaksiyaning issiqlik effekti 260-500 kDj kg gacha bo’ladi.
Reaksion zonadan ortiqcha issiqlikni chiqarib yuborish uchun reaktorga katalizator qatlamlari orasiga sovuq aylanib turadigan gazni yoki sovuq gaz va gidrotozalashning suyuq beqaror mahsulotning aralashmasining yetkazib turishni qo’llaydilar.
Vodorodning sarfi. Gidrotozalashda vodorod gidrogenlash, eritish va puflashga sarflanadi. Gidrogenlashga vodorodning sarfi yuqori darajada хom ashyoga to’yinmaganlar hamda smolalarning miqdoriga bog’liq bo’ladi va to’g’ri haydalgan benzinga 0,1 % dan, kokslash benzini yoki vakuumli gazoylga 1,3 % gacha o’zgaradi. Suyuq mahsulotlarda eritishdagi vodorodni yo’qotishlar tozalanadigan mahsulot molekulyar massasasining va sistemadagi umumiy bosimning ko’tarilishi bilan oshadi.
Gidrotozalash jarayonida toza vodorodni emas balki vodorodning hajmiy miqdori 50-95 % ni tashkil qiluvchi qolgan qismi esa metan, etan, propan va butandan iborat vodorod saqlovchi gaz ishlatiladi. Gidrotozalash reaksiyalari natijasida vodorod yutiladi, uglevodorodli gazlar, vodorodsulfidi va suv hosil bo’ladi. Shuning uchun vodorodning vodorod saqlagan gazdagi miqdori reaktorga kirishda chiqishdagiga qaraganda yuqori.
Gidrotozalash jarayonida quyidagi asosiy kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi:
H 2 + S → H 2 S
Ayrim azotli birikmalar → ammiak
Metall katalizatorda to'planadi
Ba'zi olefinlar va aromatik uglevodorodlar vodorod bilan to'yingan
Naftenlar → metan, etan, propan va butanning gidrokrekingi ma'lum darajada sodir bo'ladi.
Neft mahsuloti va vodorod oqimi aralashtiriladi, 260-430 ° S haroratgacha qizdiriladi va reaktorga yuboriladi. Reaktor katalizator bilan to'ldiriladi, uning ishtirokida yuqorida tavsiflangan zarur kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi. Reaktordan chiqindi gazsimon uglevodorodlar, H 2 S va ammiak chiqariladigan bug'latgichga beriladi . Ularni to'liq ajratish uchun maxsus distillash ustuni o'rnatiladi. Reaksiyaga kirmagan vodorod qayta ishlashga yuboriladi.
Qoldiq neft mahsulotlarini gidrotozalashning o'ziga xos xususiyati bunday birikmalarning vodorod / uglerod nisbati pastligi sababli koks hosil bo'lishining oldini olish uchun reaktorda yuqori bosimni saqlashdir. Og'ir qoldiqlarning katta molekulalarini yo'q qilish natijasida ko'p miqdorda past qaynaydigan fraktsiyalar chiqadi.
Gidrotozalash jarayoni reaktiv yoqilg'i sifatini, xususan, kabi parametrlarni yaxshilash uchun ham qo'llaniladi. Gap shundaki kerosin fraktsiyasiga kiritilganlar ham ancha yuqori uglerod / vodorod nisbati bilan ajralib turadi, bu esa yonish paytida tutun hosil bo'lishiga olib keladi. Bunda gidrotozalash naftenlar (sikloalkanlar) hosil bo'lishi bilan aromatik birikmalarning vodorod bilan to'yinganligi va shunga mos ravishda yuqorida ko'rsatilgan ko'rsatkichning oshishi bilan birga keladi.
Bundan tashqari, gidrotozalash etilen ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'lgan piroliz benzini tarkibidagi dienlarning qo'sh bog'larini to'yintirish uchun ishlatiladi. Biroq, ayni paytda, aromatik davrlar to'yingan bo'lib, bu biroz pasayishiga olib keladi
|
| |
