Создание и обработка программы для прогнозирования активности и стабильности платиносодержащих катализаторов Пакол завода

Создание и обработка программы для
прогнозирования активности и
стабильности платиносодержащих
катализаторов Пакол завода
ЛАБ-ЛАБС
Оценка эффективности перехода на
параллельную работу реакторов дегидрирования
установки Пакол-Дифайн
Влияние расхода сырья на перепад давления и степень использования
катализатора
Gc=75 м3/ч
l=7:1
Gc=37,5 м3/ч
l=7:1
Gc=37,5 м3/ч
l=8:1
∆Рсл, кПа
18
4,9
5,4
ОСПС, ч-1
22
11,3
11,3
37,5 м3/час
24
зерна катализатора, %
Фактор эффективности использования
Показатель
22
20
18
16
75 м3/час
14
12
10
9 мар
28 апр
17 июн
6 авг
Фактор эффективности (37,5 м куб/час)
25 сен
14 ноя
3 янв
22 фев
Фактор эффективности (75 м куб/час)
Степень использования катализатора в зависимости от
нагрузки по сырью и активности катализатора
2
Диолефины в выходном
потоке из реактора
дегидрирования, % масс.
Прогнозный расчет параллельной работы
реакторов дегидрирования на математической
модели
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
14
64
114
164
214
264
314
Сутки работы установки
Разбавление водородом 7:1
Разбавление водородом 8:1
Содержание диолефинов в потоке после реактора дегидрирования ,
мас. % (расход сырья 37,5 м3/ч)
При переходе на параллельную работу реакторов Пакол при увеличении мольного
соотношения Н2/сырье с 7:1 до 8:1 концентрация побочных продуктов снизится до
прежнего уровня, а срок службы катализатора увеличится в 2 раза
3
31
25
30,5
20
30
15
29,5
10
29
5
0
18 янв
28,5
7 фев
27 фев 19 мар
8 апр
28
28 апр
С13
10,8
10,75
10,7
10,65
10,6
10,55
10,5
10,45
10,4
Дата
С10
10,85
Олефины после Пакол, % мас.
30
Содержание С11,С12 в
сырье, % мас.
Содержание С10,С13 в
сырье, % мас.
Влияние состава перерабатываемого на
установке Пакол-Дифайн сырья на выход
олефинов
0
С11
С12
2
4
6
8
10
Т ип сырья
Изменение концентрации олефинов в
Содержание парафинов С10 –С13 в сырье
продуктовом потоке Пакол в зависимости от
типа сырья
Твхода в Пакол-реактор=475 °С, р=0,2 МПа, l=7, в реактор дегидрирования
загружен катализатор Deh-11, температура входа в Дифайн-реактор=197°С,
р=1,13 МПа, l=1,2. Исследования проводились в условиях фиксированного
объема пропущенного сырья, равного 100 тыс. м3.
1–2.02.07; 2–8.02.07; 3–15.02.07; 4–18.02.07; 5–01.03.07; 6–15.03.07; 7–19.03.07;
4
8–10.04.07; 9–15.04.07.
Прогнозирование работы установки с учетом
химического состава перерабатываемого сырья
4,5
Температура входа, С
500
сырье 1
4
сырье 2
3,5
сырье 1
сырье 3
3
сырье 2
2,5
сырье 3
Кокс, % мас.
510
490
480
470
2
1,5
1
0,5
460
0
450
18 янв
9 мар
28 апр 17 июн
Дата
6 авг
25 сен
Прогнозный темп роста температуры входа в
реактор дегидрирования при работе катализатора
Deh-7 для различного типа сырья
Сырье 1- 02.02.2007
Сырье 2- 20.02.2007
Сырье 3- 19.03.2007
18 янв
9 мар
28 апр 17 июн
Дата
6 авг
25 сен
Динамика коксонакопления на
катализаторе дегидрирования Deh7 для различного типа сырья
5
Выдача рекомендаций по переходу на новые
типы Pt-катализаторов дегидрирования
Объем пропущенного сырья 150 тыс. м3
95
2,5
deh-11
deh-11
deh-7
93
Диолефины, % мас.
Селективность, %
94
92
91
90
89
88
deh-7
2
1,5
1
0,5
0
9
11
13
15
17
Конверсия, %
19
Изменение селективности процесса в
зависимости от конверсии и типа
загруженного катализатора
21
470
480
490
Температура, С
500
510
Изменение концентрации диолефинов в
зависимости от температуры входа в реактор
дегидрирования и типа загруженного
катализатора при объеме пропущенного сырья
150 тыс. м3
6
Мониторинг работы установки Пакол-Дифайн
0,80
473,00
0,70
0,60
Кокс, % мас.
Температура, С
472,00
471,00
470,00
469,00
0,50
0,40
0,30
0,20
468,00
0,10
467,00
0,00
28 янв
18
янв
7 фев
27
фев
19 8 апр
мар
28
апр
18 7 июн
май
17 фев
9 мар
29 мар
18 апр
8 май
28 май
Дата
Дата
Темп роста температуры входа в реактор
Пакол с 2.02.2007 по 22.05.2007
Динамика накопления кокса на Ptкатализаторе дегидрирования
с 2.02.2007 по 22.05.2007
7
500
3
495
2,5
490
Кокс, % мас.
Температура входа в реактор Пакол, С
Прогнозирование режимов и срока эксплуатации
катализаторов дегидрирования
н-парафинов С9-С14
485
480
475
1,5
1
0,5
470
465
18 янв
2
9 мар
28 апр
17 июн
6 авг
25 сен
14 ноя
Дата
Прогнозный темп подъема температуры входа
в реактор дегидрирования
0
18 янв
9 мар
28 апр
17 июн
6 авг
25 сен
14 ноя
Дата
Прогнозная динамика коксонакопления
на катализаторе Deh-11
8
Моделирование процесса гидрирования диолефинов с
учетом отравления металлических центров катализатора
серорганическими соединениями
(прогнозный расчет, конец рабочего цикла реактора
дегидрирования, объем пропущенного сырья 475 тыс. м3)
0,25
Диолефины, % мас.
Олефины, % мас.
10,3
10,25
10,2
10,15
10,1
0,2
0,15
0,1
0,05
0
10,05
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Расход серы, ppm
Расход серы, ppm
Зависимость содержания моноолефинов
от подачи серы в реактор гидрирования
k  a  kH
Cs
a
1
Cs
1 Ф j  
Cs

Cs
1 Ф j
Зависимость содержания диолефинов от
подачи серы в реактор гидрирования
k , k H — текущее и начальное значения константы
скорости;
— активность катализатора гидрирования.
a
Фj
Cs
— модуль Тиле для неотравленного катализатора;
— максимально возможная концентрация серы на
катализаторе (концентрация при насыщении).
9
10
11
12
•
•
•
•
•
•
ВЫВОДЫ
Переход на параллельную работу реакторов дегидрирования обеспечит
повышение технологической производительности установки Пакол-Дифайн
при совмещении времени капитального ремонта и перезагрузки катализатора.
Углеводородный состав перерабатываемого сырья оказывает существенное
воздействие на селективность процесса и коксонакопление и имеет важное
значение при проведение прогнозных расчетов с использованием
разработанной нами математической модели процесса дегидрирования
С использованием разработанной математической модели процесса
дегидрирования и созданной базы данных по катализаторам показано, что
катализатор Deh-11 стабильно работает при высоких степенях превращения
углеводородов (конверсиях), в отличие от Deh-7 и отличается высокой
селективностью по целевому продукту, поэтому его можно эксплуатировать
при высоких температурах.
Мониторинг работы установки Пакол-Дифайн может быть оперативно
выполнен с использованием разработанной технологической моделирующей
системы, адаптированной к ЕТВД завода, которая позволяет в динамике
оценить влияние режима установки на селективность процесса и
коксонакопление
Выполнено прогнозирование технологических режимов эксплуатации
реактора дегидрирования и определена ориентировочная дата его остановки
для замены катализатора.
Разработанная технологическая моделирующая система процессов ПаколДифайн была дополнена процедурой пересчета констант скоростей для учета
режима осернения никельсодержащего катализатора, что позволило более
адекватно описывать процесс гидрирования диолефинови подобрать
оптимальный режим осернения.
13