Chimica industriale - petrolio, 2 parte

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Schema generale delle reazioni del processo Platforming.

CONDIZIONI OPERATIVE PROCESSO

DEL

TEMPERTURA DEL REATTORE:

T del reforming: 500°C (mediamente 480 – 510°C) - siccome la reazione e endotermica, una

temperatura del reattore più elevata corrisponde numero di ottano più alto.

L’aumento delle temperature comporta anche una maggiore severità delle condizioni operative

e una disattivazione più rapida del catalizzatore.

La temperatura media d’esercizio del reforming è favorevole alle deidrociclizzazioni e

aromatizzazioni e poco favorevole alle isomerizzazioni.

PRESSIONE DEL REATTORE:

30 – 40 bar. Quanto più bassa è la pressione operativa, tanto più elevate sono le rese in

riformato e in H2.

Basse pressioni operative danno luogo a condizioni più severe, devo aumentare T e i tempi,

con la conseguente più rapida disattivazione del catalizzatore.

VELOCITA’ SPAZIALE:

Rapporto tra la portata dell’alimentazione e la quantità di catalizzatore nel reattore e dunque è

regolata dalla portata dell’alimentazione.

E’ misurata in termini volumetrici come velocità spaziale oraria liquida, espressa in h-1.

La velocità spaziale influisce sulla temperatura richiesta per ottenere una data qualità del

prodotto desiderato.

Una velocità spaziale più bassa comporta un maggior volume di catalizzatore e, di

conseguenza, la possibilità di ottenere la stessa qualità del prodotto a una temperatura più

bassa. Una velocità spaziale elevata, viceversa, accresce la severità operativa e aumenta la

temperatura richiesta per ottenere un prodotto della stessa qualità.

In altre parole la velocità spaziale è il tempo di permanenza dei reagenti sul catalizzatore:

maggiore è il tempo di permanenza e maggiore è la resa a prodotti di hydrocracking.

Valori attorno a 1,5 – 5 h-1.

> ALIMENTAZIONE

CARATTERISTICHE DELL

-

Le reazioni più rapide sono quelle di deidrogenazione dei nafteni.

Una carica ricca in nafteni consente di raggiungere un determinato numero di ottano del

prodotto o una determinata concentrazione di aromatici in condizioni operative meno severe.

Viceversa, una carica povera in nafteni e parallelamente ricca in paraffine richiede l’adozione

di condizioni operative più severe a parità di qualità del prodotto.

Una carica con un ampio intervallo di ebollizione o con un punto finale più alto richiederà

ugualmente condizioni operative più severe per il raggiungimento degli obiettivi di qualità.

La scelta della carica di reforming della frazione della benzina di topping che distilla a

70 – 180°C e dettata dallo scarso successo del processo di reforming sui C5 e C6

Nelle applicazioni rivolte alla produzione di composti aromatici l’alimentazione è ristretta in

genere agli idrocarburi compresi nell’intervallo C6-C8, per ottenere la massima produzione di

benzene, toluene e xileni.

La carica (benzina di topping) è sempre costituita anche da idrogeno gassoso, che all’inizio

viene aggiunto e poi diviene gas di riciclo prodotto nello processo stesso. L’idrogeno sotto

pressione è necessario per contenere la formazione di coke sul catalizzatore.

Infatti l’idrogeno satura i composti insaturi responsabili della formazione del coke.

IDROGENO/IDROCERBUR

=> RAPPORTO

Il rapporto H2/HC, è la misura delle moli di idrogeno immesse nel reattore in rapporto alle

moli di naphtha dell’alimentazione.

L’idrogeno di riciclo è immesso nei reattori per mantenere la stabilità del catalizzatore.

La quantità di idrogeno, ovvero il rapporto H2/HC, può essere regolata modificando la

portata del gas di riciclo a una data pressione operativa. Un rapporto H2/HC più alto

comporta una minore severità operativa e, di conseguenza, una minore rapidità del processo

di disattivazione del catalizzatore.

I vantaggi di operare con un rapporto H2/HC più elevato devono essere valutati in relazione

ai costi di esercizio legati al riciclo del gas separato. Riciclo H2 100-400 Nm3/m3

alimentazione. Consumo di H2: alimentazione non olefinica 0.5 -25 Nm3/m3; alimentazione

olefinica 10-15 Nm3/m3 per ogni unità di Br2 dell’alimentazione.

I H REFORMING ATTENTAMENTE

ESSERE

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RATIONE IN .

I processi non rigenerativi ESIGONO alimentazioni pre trattate con idrogeno e dunque a

basso tenore di impurezze: poichè durante l’esercizio il catalizzatore perde progressivamente

di efficacia occorre rendere mano a mano più severe le condizioni operative per mantenere

constante il N.O. dei prodotti.

I processi rigenerativi possono utilizzare alimentazioni meno pure:

questi processi comprendono quattro reattori di cui uno è in fase di rigenerazione mentre gli

altri sono in esercizio.

La temperatura è molto elevate (tipicamente attorno 500°C, e la pressione varia tipicamente

da 15 a 50 atm).

La rigenerazione può avvenire ad esempio inviando ossigeno per eliminare I residui

carboniosi che si sono formati sul catalizzatore.

Se ad esempio si lavora a P di esercizio più bassa per favorire la resa in benzina; in questo

modo però si favorisce anche la formazione di prodotti carboniosi.

Quindi occorre rigenerare il catalizzatore.

Con i processi non rigenerativi la carica deve essere più pura con un preciso rapporto di

idrogeno che limiti la presenza di olefine che porterebbero alla Formazione di coke e alla

polimerizzazione. Le olefine sono più instabili e possono pertanto decomporre dando luogo

alla Formazione di C. le olefine possono inoltre polimerizzare dando luogo alla Formazione di

polimeri che decompongono a C e H2.

Nei sistemi a letto mobile (unità di rigenerazione continua) il catalizzatore è reso mobile

facendo delle particelle di piccole dimensioni che sono tenute in sospensione da flussi di

vapore e facilmente separabili dal reattore (cioè allontanate) per essere rigenerate (mediante

combustione con ossigeno) e quindi reintrodotte.

Con questi sistemi è possibile lavorare a P più bassa e a temperature più alta (ovvero

condizioni più severe rispetto agli altri processi) .

Poiché la maggior parte delle reazioni del reforming sono fortemente endotermiche, e

necessitano di molto calore, occorre riportare la carica alla temperatura di reazione

trasferendola in un forno intermedio prima del passaggio al reattore successivo.

In questo impianto si hanno tre forni alternati a tre reattori.

Il prodotto che esce dal terzo reattore viene raffreddato ed inviato al separatore: i gas sono

inviati ad una torre per l’assorbimento di eventuale H2S.

L’idrogeno solforato ha un effetto inibitore sulle reazioni di desolforazione. Pertanto il gas di

riciclo (H2) deve essere depurato dall’idrogeno solforato (per esempio, mediante lavaggio con

alcanolammine - crf. Sezione processo Claus).

Una piccola quantità di H2S, però, deve essere comunque presente per mantenere il

catalizzatore sotto forma di solfuri.

Il condensato viene inviato al frazionamento: in testa escono gas, ad una altezza intermedia

la benzina di reforming, ed in coda un residuo pesante che potrà ad esempio essere inviato

ad altri processi di raffineria (ad esempio il cracking).

I trattamenti sui gas di riciclo dei reforming consistono in lavaggi con alcanolammine

> PROFILO DI 3 REATTORI

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