ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ НА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ

MAIN DIRECTIONS OF ISOMERIZATION UNIT AT A REFINERY

Nushaba Aliyeva

student, petrochemical technology and industrial ecology department, Azerbaijan State Oil and Industry University,

Republic of Azerbaijan, Baku

Maya Abdullaeva

scientific supervisor, Ph.D., associate professor, Azerbaijan State University of Oil and Industry,

Azerbaijan Republic, Baku

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена процессу изомеризации. Даны основные типы катализаторов и передовые технологии, а также были проанализированы процессы изомеризации ведущих компаний в мире.

ABSTRACT

This article is devoted to the process of isomerization. The main types of catalysts and advanced technologies are given, and the isomerization process of the leading companies in the world was analyzed.

Ключевые слова: изомеризация, изомеризат, катализатор, бензин, адсорбционный процесс.

Keywords: isomerization, isomerizate, catalyst, petrol, adsorption process.

Наиболее перспективными процессами повышения качества бензинов, производимых в нефтеперерабатывающей промышленности, являются процессы алкилирования и изомеризации низкокипящих углеводородных фракций, позволяющие получать высокооктановые компоненты, отвечающие самым высоким экологическим стандартам [1].

В последние десятилетия в мире стала актуальной проблема производства экологически чистых компонентов топлива. Это объясняется тем, что транспорт является основным источником загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами (до 90 % и более). По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), три четверти заболеваний человека связаны с экологическими причинами, вызванными антропогенной деятельностью, а транспорт является одним из самых серьезных источников деградации окружающей среды [2].

Мировой опыт показывает, что одним из наиболее эффективных методов снижения вредных выбросов от автотранспорта является постепенный переход на использование автотранспорта и топлива, соответствующих более строгим экологическим нормам. Среди процессов, предназначенных для повышения октанового числа топлива, процесс изомеризации выгодно отличается высокими технико-экономическими показателями. По этой причине интерес к этому процессу очень высок. Это подтверждается большим количеством передовых технологий [3].

Продукты, получаемые в процессах изомеризации легкой бензиновой фракции (изомеризата) и алкилирования бутан-бутиленовой фракции (алкилата), практически полностью состоят из изоалканов (изопарафинов), имеют высокие октановые числа. Кроме того, эти компоненты отличаются отсутствием в своем составе соединений серы, кислорода и азота и, как следствие, полностью соответствуют техническим, эксплуатационным и экологическим требованиям, предъявляемым современными стандартами к бензинам [4].

Что касается технологий получения изомеризата из светлых бензиновых фракций, то они уже применяются на многих нефтеперерабатывающих заводах, и все заводы имеют для этого необходимое сырье. Проблема в том, что современные технологии изомеризации требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат для получения качественного продукта [5].

Суть процесса изомеризации заключается в превращении низкооктановых и нормальных алканов в более разветвленные изомеры с более высокими октановыми числами. Увеличение мощностей по производству высокооктановых компонентов моторных топлив происходит по двум основным направлениям: за счет реконструкции установок каталитического риформинга и последующего перевода этих установок на процесс каталитической изомеризации; за счет проектирования и ввода в эксплуатацию новых установок [6].

На сегодняшний день изомеризация является одним из необходимых процессов получения компонентов высокооктановых моторных топлив. Это связано с внедрением евростандартов, ограничивающих содержание ароматических соединений, в том числе бензола.

Изомеризация – это процесс переработки низкооктановых фракций нефти с получением высокооктановых компонентов товарных бензинов. В результате его осуществления получают так называемый изомеризат, который смешивают с риформатом (бензиновой частью процесса риформинга) в необходимом соотношении по техническим нормам. Как правило, в риформат добавляют 30-40% изомеризата. При компаундировании изомеризата с октановым числом 93 с риформатом с октановым числом 85 в соотношении 33% к 67% по массе на выходе получают бензин с октановым числом 87,4. Необходимо увеличить долю изомеризата в смеси с более низким октановым числом компонентов. Чем выше коэффициент изомеризации, тем выше качество получаемого топлива.

Изомеризация – лучший способ повышения октанового числа легкой нафты. Основной целью процесса каталитической изомеризации является конверсия низкооктановых слаборазветвленных и нормальные алканов, которые в большинстве своем являются высокооктановыми разветвленными изомерами.

В настоящее время изготовители катализаторов изомеризации, в основном содержащих сульфатированный оксид циркония, являются компании UOP технология Par-Isom на катализаторах LPI-100 и PI-242) и ОАО «НПП Нефтехим» (технология Изомалк-2 на катализаторе СИ-2). Основными разработчиками процессов изомеризации на цеолитных катализаторах за рубежом являются UOP (HS-10), Axens (IP-632), Süd Chemie (Hysopar).

Катализаторы на основе хлорированной окиси алюминия наиболее активны и обеспечивают самый высокий выход и октановое число изомеризата.

Последними разработками компании UOP являются высокоэффективные катализаторы I-8 Plus, I-82, I-84 для процесса Penex и катализаторы I-122, I-124, используемые в процессе Butamer (процесс изомеризации н-бутана с целью получения сырья алкилирования – изобутана) [7].

В 1958 году компания UOP разработала процесс Penex для изомеризации легкой нафты. В процессе используются хлорированные алюмооксидные катализаторы И-82/84 (UOP), обеспечивающие протекание процесса в интервале температур 100-150°С. Процесс Penex не требует циркуляции водорода. Высокая производительность достигается при хорошем КПД и низких температурах. Обычно последовательно устанавливают два реактора с одинаковым количеством катализатора. Двухреакторная схема способствует повышению эффективности и глубины процесса, кроме того, позволяет заменить катализатор, исключив из технологической схемы один реактор без остановки производства. К недостаткам процесса можно отнести «жесткие» требования к составу примесей в сырье, обусловленный использованием хлорированных алюмооксидных катализаторов. В результате увеличиваются затраты на глубокую гидроочистку. В качестве промотора добавляют органические соединения хлора, которые в катализаторе превращаются в хлористый водород. По этой причине стабилизирующие газы требуют щелочной промывки. Другим недостатком хлорированного алюмооксидного катализатора является невозможность регенерации и короткий срок службы.

При разработке новых катализаторов UOP ставит цель уменьшить содержание в них платины, не теряя активности, тем самым, значительно снизить эксплуатационные расходы, что является немаловажным для современной нефтепереработки.

Катализатор IS-614A – это одна из первых разработок фирмы Axens, впоследствии на его базе был создан более совершенный катализатор – ATIS- 2L – продукт совместной работы с фирмой Akzo Nobel.

Более высокие активность и селективность в реакции изомеризации н-алканов, по сравнению с катализатором на сульфатированном оксиде циркония, проявил катализатор Pt/WO3–ZrO2, разработанный в университете г. Хокайдо (Япония).

В последнее время развитие процесса изомеризации во многом стало зависить от качества катализатора, используемого в процессе. Основной задачей является повышение активности, селективности и стойкости катализатора изомеризации. На сегодняшний день при компаундировании товарного бензина на нефтеперерабатывающих заводах неотъемлемой составной частью является изомеризат.

Список литературы:

1. Ахметов, С. А. Лекции по технологии глубокой переработки нефти в моторные топлива : Учебное пособие. — СПб. : Недра, 2007. — 312 с.
2. Строкин А.В., Черкасова Е.И. Основные тенденции процесса Изомеризации 2014. Т. 17. № 8. С. 66-68.
3. Арсланов А.Н., Абдуллин А.И. Перспективы развития процесса изомеризации //. 2015. Т. 18. № 9. С. 39-40.
4. De Lucas, A. Influence of clay binder on the liquid phase hydroisomerization of n-octane over palladium-containing zeolite catalysts. / A. De Lucas, P. Sanchez, A. Funez, M.J. Ramos, J.L. Valverde // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – 2006. – V. 259. – P. 259-266.
5. Чузлов В.А. Совершенствование процесса изомеризации прямогонных бензиновых фракций на стадиях каталитического превращения и ректификации типа. 2018. 160 с.
6. Ясакова Е.А. Тенденции развития процесса изомеризации в России и за рубежом / Е.А. Ясакова, А.В. Ситди-кова, А.Ф. Ахметов // Нефтегазовое дело. - 2010. - № 1. - С. 153-161.
7. Зиннуров Р.Р., Зиннуров Д.Р., Ахмедьянова Р.А., Лиа-кумович А.Г. Скелетная изомеризация н-пентана и н-гексана при комнатной температуре в присутствии каталитических систем на основе галогенидов алюминия, обладающих суперкислотными свойствами/ Зиннуров Р.Р., Зиннуров Д.Р., Ахмедьянова Р.А., Лиакумович А.Г.// Вестник КТУ.-2011.-№8.-С.51-59.