CC BY
673
УДК 665.642.5
Гидродинамические процессы в реакторах каталитического риформинга
А.А. ДУДАРЕВА, магистрант
Т.В. СМОЛЬНИКОВА, к.х.н., доцент кафедры газохимии и моделирования химико-технологических процессов А.З. ДАВЛЕТШИНА, магистрант
ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет (Россия, 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1). E-mail: [email protected]
В настоящее время большинство промышленных предприятий нефтегазохимического комплекса России используют реакторы, выпущенные более 30 лет назад, и становится необходимой их замена на более современные, удобные, функциональные и экономически выгодные. В данной статье рассматриваются конструкция, типы, внутреннее устройство реакторов. Приведена модель реактора, построенная с помощью многофункциональной программы SolidWorks, которая позволяет начертить реактор в 3D формате, подобрать материал исполнения, габариты, соединить детали в сборке. Различные пакеты программы SolidWorks позволили рассчитать гидродинамические процессы внутри реактора.
Ключевые слова: каталитический риформинг, каталитические процессы, катализаторы процесса, реакторы каталитического риформинга, SolidWorks.
Введение в процесс каталитического риформинга
Бензин является одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензин. В настоящее время производство бензина является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли [1].
Развитие производства бензина связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива - детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом.
Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов - сырья для нефтехимического синтеза - и водородсодержащего газа - технического водорода, используемого в гидроге-низационных процессах нефтепереработки. В наши дни каталитический риформинг является наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах [2].
В настоящее время существует целое семейство похожих вариантов (промышленных версий) этого процесса. В зависимости от системы, типа, назначения и применения катализатора технологический режим каталитического риформинга, а также выход продуктов и их качество изменяются в широких пределах. Процесс протекает в присутствии водородсодержащего газа при высоких темпе-
ратурах и сравнительно невысоких давлениях. В результате процесса образуется избыточное количество водорода, который в 10-15 раз дешевле водорода, получаемого иными способами на специальных установках. Именно этот значительный ресурс получаемого водорода чистотой до 90% на НПЗ дал возможность широко внедрить в нефтепереработку совершенные и столь необходимые другие гидрогенизационные каталитические процессы, протекающие в присутствии водорода, для гидроочистки бензиновых,керосиновых и дизельных фракций и даже для обессеривания мазутов, нефтяных масел, парафинов, вакуумных газойлей;для гидрообессе-ривания (деметаллизации) нефтяных остатков; для гидрокрекинга с получением топлив, сжиженных газов, изо-
парафинов и др. [3].
Различают три основных способа осуществления процесса каталитического риформинга:
1) непрерывная реакция в трех-четырех реакторах в течение межрегенерационного периода службы катализатора и периодическая регенерация потерявшего активность катализатора одновременно во всех реакторах; вся установка переводится с режима реакции на режим регенерации одновременно во всех реакторах, в каждом реакторе используется неподвижный слой таблетированного или сферического катализатора (процессы Р1а!^гттд, Са!^гттд, Houdriforming);
2) непрерывная работа установки, непрерывная реакция в двух-трех реакторах, периодическая регенерация катализатора поочередно в каждом реакторе, который заменяется четвертым резервным (плавающим) реактором (процессы Powerforming, Шга^гтлпд);
3) непрерывная реакция в четырех реакторах, расположенных один над другим или рядом друг с другом, непрерывный отвод для регенерации части катализатора в отдельном изолированном регенераторе с применением схемы циркулирующего (движущегося) катализатора между реакторами и регенератором (фирма иОР, Французский нефтяной институт - IРР) [4].
Внутренние устройства реакторов каталитического риформинга
В целом реактор каталитического риформинга представляет собой сложную конструкцию, причем в зависимости от способа подачи сырья и типов гидродинамических процессов внутри него может изменяться и внутреннее стро-
ение. Однако основные элементы остаются неизменными при любом процессе, проводимом в реакторе.
Верхнее распределительное устройство (ВРУ, вводное устройство) служит для первичного распределения потока, а также, если это необходимо, для фильтрации газосырьевой смеси. ВРУ может быть изготовлено с возможностью регулирования высоты конструкции.
Верхняя крышка разделяет внутреннее пространство реактора на зону формирования потока сырья и зону реакции. Секторы крышки соединяются быстроразъемными клиновыми чеками для ускорения операций сборки и разборки.
Труба центральная представляет собой перфорированную трубу с щелевым экраном и служит для удержания катализатора в реакторе на выходе продукта реакции. Через центральную трубу также осуществляется отвод продукта из реактора.
Скаллопы служат для распределения потока газосырьевой смеси по реакционному объему реактора. Существуют два основных типа скаллопов, отличающихся видом (способом изготовления) фильтрующей поверхности (экрана), контактирующей с катализатором:
Скаллопы перфорированные имеют экран из листовой стали толщиной 1,2 мм, на котором выполнена перфорация в виде вертикальных щелей шириной 1,02 мм и длиной 15...17 мм.
Скаллопы с щелевым экраном ввиде фильтрующей поверхности имеют сварной экран, образованный трехгранными профилями.
Скаллопы имеют ряд положительных особенностей, таких как:
• наличие в верхней части специального устройства для герметизации стыка скаллопов с верхней крышкой;
• упрощенные сборка и разборка верхней крышки и скаллопов;
• демонтаж с сохранением целостности всех деталей;
• наличие кронштейнов для крепления разжимных колец.
Разжимные кольца служат для предварительного крепления скаллопов в реакторе [5-7].
Типы реакторов каталитического риформинга
Несмотря на схожее внутреннее строение, по гидродинамическому режиму реакторы каталитического рифор-минга делятся на два типа: на реакторы с аксиальным вводом сырья и с радиальным.
Для начала рассмотрим реактор с аксиальным вводом сырья и внутренней футеровкой. Внутреннее устройство реакторов, применяемых в настоящее время, несложное.
На рис. 1 приведена конструкция реактора с аксиальным вводом сырья и футеровкой, широко зарекомендовавшая себя на практике.
Каждый реактор включает в себя такие общие конструктивные детали, как корпус, днище, штуцеры для ввода и вывода сырья и продуктов реакции, распределитель, опорную решетку, катализатор и фарфоровые шарики, многозонную термопару, футеровочный слой и опорное кольцо.
Сырье подается в реактор через верхний штуцер и распределитель, который обеспечивает равномерное распределение парогазового потока в верхнем пустотелом пространстве реактора. Затем поток проходит через слой фарфоровых шариков, которые предназначаются для более равномерного распределения потока по слою катализатора. Диаметр шариков может меняться, но обычно применяются шарики диаметром 16-20 мм.
Реактор каталитического риформинга с аксиальным вводом сырья
Пройдя слой катализатора, продукты реакции удаляются по центральной трубе через верхний боковой штуцер.
Опорная решетка служит для удержания фарфоровых шариков и катализатора. Обычно для лучшего распределения сырья и продуктов реакции на опорной решетке размещают три слоя фарфоровых шариков диаметром 20; 13 и 6 мм и далее укладывается катализатор.
Нижнее днище реактора имеет люк диаметром 500 мм, который используется при ревизии и ремонтах, два люка диаметром 175 мм для выгрузки катализатора, штуцер для отбора проб.
Для замера и контроля температуры в слое катализатора в реакторе устанавливают три многозонные термопары, которые вводятся в слой через штуцер диаметром 50 мм.
Опорное кольцо предназначено для крепления аппарата на строительных инструкциях.
Корпус реакторов подобного типа изготовлен из стали марки 22К или 09Г2ДТ и покрыт изнутри жароупорной торкрет-бетонной футеровкой, толщина которой обычно составляет 150 мм.
Штуцеры изготавливают из низколегированных хромо-молибденовых сталей 12ХМ, 12МХ, устойчивых при повышенных температурах в среде водородсодержащих газов.
Внутренние детали реакторов выполнены из нержавеющей стали ЭИ496 или из стали Х5М [8].
Теперь рассмотрим устройство реактора с радиальным вводом сырья и внутренней футеровкой. Реакторы данного типа отличаются от реакторов с аксиальным вводом сырья тем, что газосырьевая смесь проходит через слой
Рис. 1
Рис. 2
Реактор каталитического риформинга с радиальным вводом газосырьевой смеси
к
Штуцер -
для вывода продуктов при эжектировании системы во время регенерации катализатора
I_!
катализатора в радиальном направлении. Как было указано выше, такое конструктивное решение позволяет значительно снизить гидравлическое сопротивление, уменьшить вероятность засорения катализатора продуктами коррозии.
Реактор, показанный на рис. 2, применяется на установках типа ЛЧ-35-11/600 и включает в себя общие для этого типа аппаратов детали: корпус, днище, штуцеры для ввода и вывода сырья и продуктов реакции, штуцеры для термопары, выгрузки катализатора и отбора проб, футеровку и опорное кольцо.
Внутреннее устройство отличается от реакторов с аксиальным вводом тем, что катализатор размещается во внутреннем перфорированном стакане, а между футеровкой и стаканом существует кольцевой зазор [9].
Газосырьевая смесь по кольцевому зазору проходит через слой катализатора и выводится через центральную перфорированную трубу.
Материальное исполнение, типы катализаторов, футеровки и шарика реакторов подобного типа такие же, как у реакторов с аксиальным вводом сырья [8].
Раньше на практике использовались только реакторы первого типа, но инженеры столкнулись с проблемой мертвых зон внутри реактора, поэтому был подобран новый способ подачи сырья, и на сегодняшний момент практически все заводы используют реакторы именно с радиальным вводом сырья, хотя до сих пор находят применение реакторы, способные осуществлять подачу двумя способами. Переход с аксиальной подачи на радиальную не требует больших капиталовложений, ведь можно использовать старый реактор, что значительно облегчает процесс [10].
Конструкция реакторов без мертвых зон
После внедрения нового оборудования многие ученые работали над его улучшением, и наконец была определена конструкция, практически полностью позволившая избавиться от проблемы мертвых зон.
Новый вид реакторов каталитического риформинга решает задачу повышения эффективности использования оборудования путем увеличения объема загрузки катализатора за счет сокращения объема газораспределительного пространства и исключения засыпки фарфоровых шариков.
Задача решается следующим образом: в каталитическом реакторе, включающем вертикальный цилиндрический корпус с эллиптическими днищами и обечайкой, верхний люк, штуцер для ввода сырья, нижний штуцер для вывода продуктов реакции, соединенный с центральной трубой, распределитель, сетчатую корзину, установленную в корпусе с кольцевым зазором, перфорированную центральную трубу, обернутую сеткой, установлено второе коническое дно с вертикальными бортами и отверстием для центральной трубы и образующее кольцевой зазор по периметру с корпусом и междонным пространством, сетка корзины заправлена по внутренней поверхности борта, распределительное устройство включает междонное пространство и вихревую камеру, установленную на нижнем эллиптическом днище снаружи, имеющую кольцевой пережим, тангенциальный штуцер для ввода сырья и аксиальный проходной штуцер для вывода продуктов реакции, центральная труба выполнена с разъемом и сетчатой перегородкой ниже плоскости разъема. По внутренней поверхности обечайки выполнено вертикальное оребрение, на нем закреплены горизонтальные обручи на которых, подвешена сетка [11-13].
В известных технических решениях не обнаружены признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Поэтому заявляемое решение обладает существенными отличиями.
Изменения внесены в систему распределения газового потока при существенном уменьшении объема, но при сохранении ее пропускной способности. Вихревая камера с тангенциальным штуцером для ввода сырья и кольцевым пережимом позволяет равномерно распределить в междонном пространстве газовый поток, который выходит из пережима с углом раскрытия, примерно равным 90°, и двигается далее в направлении кольцевого зазора между корзиной и корпусом реактора.
Через осевую зону вихревой камеры пропущен проходной штуцер для вывода продуктов реакции. Он почти не нарушает структуру вихревого потока газа, вводимого в реактор. Исключена засыпка подстилающего слоя фарфоровых шариков, являющаяся балластом для реакторов радиального типа. Удлиненная центральная труба позволяет заполнить реактор катализатором доверху. При снятой верхней части трубы проводится механизированная выгрузка катализатора сверху через люк, а сетчатая перегородка, установленная ниже плоскости разъема, препятствует забиванию центральной трубы отработанным катализатором. Кроме того, открывается доступ внутрь реактора через люк для проведения внутреннего осмотра, технического обслуживания, ремонта. Указанное расположение сетки сетчатой корзины относительно борта второго дна препятствует пересыпанию катализатора из корзины в кольцевой зазор и газораспределительное пространство [14].
Внутреннее оребрение обечайки и закрепленные на нем обручи обеспечивают надежную подвеску сетки
Реактор каталитического риформинга. (конструкция без мертвых зон)
и гарантированный кольцевой зазор между сеткой и корпусом, по которому восходящим потоком перемещается газ.
Реактор, представленный на рис. 3, работает следующим образом: исходное сырье в виде парогазовой смеси, имеющее соответствующие параметры (расход, давление, температуру), подается на переработку через тангенциальный штуцер. В вихревой камере осуществляется закрутка потока и перемещение его в направлении кольцевого пережима. Истечение потока из кольцевого пережима происходит с углом раскрытия « 90°, и далее поток устремляется по междонному пространству в направлении кольцевого зазора между обечайкой реактора и сетчатой корзиной. Из кольцевого зазора парогазовый поток устремляется через сетку корзины и засыпку ката-
лизатора в радиальном направлении к центральной трубе и выводится из реактора через нижний штуцер.
В период регенерации катализатора через штуцер подается регенерирующий газ определенного состава, и через него же выводится из реактора отработанный регенерирующий газ [15,16].
Замена катализатора осуществляется после необратимой частичной потери его активности. Для этого вскрывается люк, вынимается съемная верхняя часть центральной трубы и отработанный катализатор извлекается из реактора при помощи шланга, соединенного с системой отсасывающего пневмотранспорта.
Загрузка катализатора производится через верхний люк реактора при установленной в рабочее положение верхней части центральной трубы. Коэффициент заполнения реактора катализатором 0,82-0,87 [17-19].
Таким образом, новые технические решения, внесенные в каталитический реактор в целом, не нарушают его работоспособности, увеличивают долю объема катализатора за счет сокращения объемов газораспределительного пространства и засыпки фарфоровых шариков и доказывают возможность достижения положительного эффекта [20].
Конструирование реактора в SolidWorks
Для того чтобы иметь полное представление о том, каким будет предполагаемый реактор, инженер-конструктор имеет возможность вычертить его в программах моделирования. В настоящее время набирают популярность такие многофункциональные программы, как SolidWorks или ANSYS.
Вычерчивать реактор, подбирать материал исполнения, габариты, соединять детали лучше всего в SolidWorks. Программа SolidWorks - это система автоматизированного проектирования, использующая графический интерфейс пользователя Microsoft Windows.
Это легкое в освоении средство позволяет инженерам-проектировщикам быстро отображать свои идеи в эскизе, экспериментировать с элементами и размерами, а также создавать модели и подробные чертежи.
Первоначально нужно выбрать модель реактора, которую инженер собирается проектировать. В своей работе мы взяли за основу конструкцию реактора без мертвых зон. Сначала создаются отдельные элементы реактора: корпус, перфорированная труба, удерживающая решетка, штуцеры ввода/вывода газосырьевой смеси, катализатор и т. д.
Для того чтобы создать модель делали в формате 3D, нужно для начала вычертить ее в режиме «Эскиз» в дву-
Перевод модели из плоскостного в пространственный вид
Корпус реактора в SolidWorks
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Выбор материального исполнения корпуса реактора, готовый реактор и свойства выбранного материала
Рис. 6
мерной системе координат и затем «вытянуть» вдоль оси z, как показано на примере корпуса реактора на рис. 4.
На рис. 5 представлен корпус реактора.
Таким образом, получится объемная деталь, которой можно задать определенные конструкторские и материальные параметры, такие как размер, материал (рис. 6), скругление и т. д.
Чтобы проверить корпус на прочность и определить, какие части неустойчивы, или вычерчены под некорректными углами, или стенка получилась тоньше, чем того позволяет процесс, используют функцию SimulationXpress. Интерфейс начала работы с пакетом представлен на рис. 7.
Последовательно выбираются места, которые, по мнению инженера, будут подвержены наибольшему давлению, определяются технологические параметры, такие как давление и температура, которые будут действовать на тот или иной участок конструкции. Корпус с приложенными силами и креплениями изображен на рис. 8.
Результаты анализа можно сохранить в отдельном файле Word на компьютере, как это показано на рис. 9.
В сохраненном файле можно найти подробный отчет о напряжениях, которым подвергается та или иная часть реактора. К примеру, в нашем случае верхняя и нижняя части ре-
актора имеют недостаточную толщину стенок и скорее всего разрушатся в процессе эксплуатации. Мы делаем вывод, что их нужно дополнительно укреплять либо добавлять ширины. Вырезка из отчета, где указано, к каким частям корпуса нужно присмотреться и исправить со значениями напряжений, которым подвергается материал, приведена на рис. 10.
После того как был сконструирован корпус, инженер приступает к вычерчиванию остальных элементов реактора и затем соединяет их в сборочную единицу с помощью опции «Конструирование сборочных единиц». На рис. 11 представлен готовый реактор и его фронтальный разрез.
Гидродинамический расчет реактора в SolidWorks
В SolidWorks собрано множество пакетов дополнительных опций, помогающих инженерам-конструкторам проверить получившуюся сборку на прочность, проходимость, рентабельность и даже оценить влияние работы такой конструкции на окружающую среду.
SimulationXpress, к примеру, помогает проверить, насколько прочна конструкция и если нет, обеспечивает рекомендациями по ее укреплению. Так, на рис. 6 показана величина возможной деформации перфорированной
Вход в пакет опций SimulationXpress
Корпус с приложенными силами
О
я
Добро пожаловать в 5оН(1\Л/огк5 БктшШюпХргезэ.
ЗтШайопХргезз поможет Вам прогнозировать, как деталь будет себя вести под нагрузкой и помогает Вам определить потенциальные проблемы в начальном этапе проектирования.
В З^ЫайопХргеэз Вы примените нагрузки и крепления к Вашей детали, укажете ее материал, проанализируете деталь и просмотрите результаты. Вся информация включена в исследование 81ти1аиоп.
Примечание: Для большинства задач анализа требуется широкий анализ продукта для создания более точных и полных реальных моделей перед утверждением проекта.
трубы, проходящей в самом центре реактора. На рис. 12 видно, что наибольшее давление приходится на наружную часть стенки и, вероятнее всего, ее нужно будет обработать специальными укрепляющими составами.
Таким образом проверяются и укрепляются все детали конструкции в отдельности и отцентровывается сборка в целом. После того как подготовительные этапы пройдены, можно приступать к моделированию гидродинамических процессов. За расчет процессов, связанных с течением жидкости внутри конструкции, отвечают два пакета: ЗоММогкзПоХргезз и ЗоММогкзНсадЗтЫа^оп. Второй пакет более расширенный, в нем больше возможностей, первый же подходит только для предварительного анализа, он быстрее, но менее точен в своих прогнозах. Сравнительные характеристики возможностей
SolidWorksFloXpress и SolidWorksFlowSimulation представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, пакет FloXpress больше подходит для первичного анализа самой конструкции, чем для анализа процессов, происходящих внутри нее.
Пакет опций FlowSimulation позволяет досконально изучить все гидродинамические процессы, происходящие в той или иной точке реактора и предугадать изменения в температурных и прочих технологических параметрах. Так, на рис. 13 представлен момент, когда газожидкостная сырьевая смесь впервые попадает в реактор на слой катализатора. Виден резкий скачок температуры, что свидетельствует о моментальной реакции. Далее следует практически мгновенное снижение температуры, что означает начало эндотермической реакции и свидетельствует
Рис. 7
Рис. 8
Рис. 9
Сохранение результатов исследования в файле на компьютере
Рис. 10
Результаты анализа напряжений, испытываемых различными частями корпуса реактора
Имя Тип Мин Макс
Stress уОН: Напряжение Уоп Мж 3.1053e-005 N/m"2 Узел: 10448 4.60599 Ы/тя2 Узел: 580
У
Kopnyc-Simulationxpress Study-HanpRKemie-Stress
I Имя Тип | Мин | Макс
I Displacement URES: Рез^льтдающее 0 mm I 5.05683е-010 mm
перемещение I Узел: 1 | Узел: 603
Реакторы каталитического риформинга (без мертвых зон)
Величина деформации перфорированной трубы реактора каталитического риформинга
Прохождение сырьевого потока через удерживающую решетку в слой катализатора
Таблица 1
Сравнительные характеристики пакетов возможностей SolidWorksFloX-press и SolidWorksFlowSimulation
Функциональность БоИс^огкв НоХргезэ 8о!^огкв FlowSimulation
3D поток ✓ ✓
Анимации ^
Траектории потока
Анализ сборки ✓ ✓
Анализ деталей
Граничные условия потокового отверстия
Граничные условия отверстия для сброса давления ✓ ✓
Проблемы устойчивости ✓
Внутренние проблемы ✓ ✓
2D поток ✓ ✓
Граничные условия: идеальная стенка подвижная стенка переносимая граница ✓ ✓ ✓
Контактное сопротивление ✓
Внешние проблемы ✓
Вентиляторы ✓
Подобласть жидкости \У
Притяжение ✓
Моделирование теплоотводов ✓
Теплопередача ✓
Изометрические поверхности ✓
Параметры сетки
Визуализация сетки ✓
Исследование частиц
Эпюры 3D профиль вырез цель поверхность XY ✓ ✓
Параметры точки, поверхности и объема
Пористая среда ✓
Излучение
Вращение ✓
Твердые материалы ✓
Термоэлектрические охлаждающие модули
Проблемы переходного процесса ✓
Рис. 11
Рис.12
Рис.13
2•2017
о деструктуризации существующих соединений и превращении их в ароматические.
Также с помощью данной опции можно посмотреть в целом на то, по какой траектории протекает ГЖП в объеме катализатора, что позволяет с максимальной рентабельностью подобрать технологические и конструкторские параметры планируемого реактора.
Выводы
Используя многофункциональную программу моделирования, человек не только обезопасит себя от возможности совершить вычислительную ошибку, как в случае ручного расчета, но и от страха, что он не уделил достаточного внимания центральному аппарату процесса. Теперь инженер может наглядно убедиться в правильности или ложности своих расчетов, и для этого не нужно тратить средства на опытную модель, достаточно лишь сравнить результаты расчета с графиками, которые построит программа визуализации.
Каталитический риформинг - один из важнейших процессов нефтепереработки, и внимательное отношение к функционированию реактора данного процесса обеспечивает бесперебойную работу других аппаратов технологической схемы и завода в целом. Качество продуктов, выходящих с данной установки, определяет качество бензинов, дизелей и многих других нефтепродуктов.
В настоящее время многие заводы используют аппараты, выпущенные более 30 лет назад, и в скором времени потребуется их срочная замена на более современные, удобные, функциональные и экономически выгодные. Модель реактора, которая была описана в данной работе, представляет собой именно такой современный реактор, а с помощью программ визуализации и моделирования можно будет отслеживать его работу в режиме реального времени, прорабатывая возможные сценарии аварийных ситуаций и путей их предотвращения. Таким образом, реакторы, которые установят в ближайшем будущем на всех нефтеперерабатывающих заводах, будут способны к предотвращению практически любой поломки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Маслянский Г.Н. Каталитический риформинг бензинов. СПб.: Химия, 1985. 971 с.
2. Энциклопедия техники [Электронный ресурс].2016. Дата обращения: 4.10.2016. URL:http://enciklopediya-tehniki.ru/tehnologiya-dobychi-gaza-i-nefti/kataliticheskiy-riforming.html
3. Имев У.Б., Тюрин А.А., Удалова Е.А. Особенности развития процесса каталитического риформинга в России // Башкирский химический журнал. 2009. Вып. 4. Т. 16.
4. Леффлер У.Л. Переработка нефти: учеб. пособие. 2-е изд., пересмотр.; пер. с англ. М.: Олимп-Бизнес, 2003.
5. Владимиров А.И., Молоканов Ю.К., Скобло А.И.Делкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М.: Недра, 2000. 677 с.
6. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учеб. для вузов. Ч. 1. М.: Химия, 1995. 400 с.
7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. для вузов. 10-е изд., стереотип., дораб. М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. 753 с.
8. Сб. мат. VI международного форума «Топливно-энергетический комплекс России». СПб., 2006. 71-72 с.
9. Дударева А.А., Суюндукова А.А. Моделирование и расчет реактора каталитического риформинга в программе SolidWorks. // Мат. 67-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. УГНТУ, 2016. С. 155.
10. Промышленные установки каталитического риформинга / под ред. Г.А. Ластовкина. Л.: Химия, 1984. С. 234.
11. Кафаров В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии / Кафаров В.В., Дорохов И.Н. М.: Наука, 1976. 500 с.
12. Кафаров В.В. Методы кибернетики химико-технологических процессов.
Магистральное направление ускорения научно-технического прогресса в химической и смежных отраслях промышленности / Кафаров В.В. // ТОХТ 1987. Т. 21, № 1. С.44-65.
13. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М.: Химия, 1973. 416 с.
14. Кондрашева Н.К., Кондрашев Д.О., Абдульминев К.Г. Технологические расчеты и теория каталитического риформинга бензинов: моногр., Уфа, 2008. 160 с.
15. Жарков Б.Б. Некоторые проблемы каталитического риформинга. // Нефтехимия: сб. науч. тр. Л.: Наука, 1985. С. 12-20.
16. Аюба С. Кинетическое моделирование промышленного процесса каталитического риформинга низкооктановых бензиновых фракций на российских и нигерийских НПЗ : дис. канд. техн. наук / Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина. М., 2015. 239 с.
17. Ишмурзин А.В., Минхайров М.Ф., Солодов П.А., и др. Совершенствование технологии риформинга на установке «Петрофак» Сургутского ЗСК // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. № 11. С. 17-19.
18. Петров П. А. Моделирование процессов каталитического риформинга // Фундаментальные исследования. 2007. № 12-2. С. 308-309.
19. Гайле A.A. Оборудование нефтехимических заводов и основы проектирования. Процессы и аппараты для разделения углеводородов и нефтехимических продуктов: учеб. пособ. Л.: ЛТИ им. Ленсовета. 1986. 84 с.
20. Горбачев В.М., Иванков О.Н. Возможности современных установок каталитического риформинга // Современные наукоемкие технологии. 2014.
№ 2. С. 101-102.
HYDRODYNAMIC PROCESSES IN REACTORS OF CATALYTIC RIFORMING
DUDAREVA A.A., Master Student
SMOLNIKOVA Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Gas Chemistry and Modeling of Chemical Processes DAVLETSHINA A.Z., Master Student
Ufa State Petroleum Technological University (USPTU) (1, Kosmonavtov St., 450062, Ufa, Russia).
ABSTRACT
At present, most industrial enterprises of the Russian petrochemical and gas complex use a reactor that was manufactured more than 30 years ago and it becomes necessary to replace them with more modern, convenient, functional and economically efficient ones. This article deals with the design, types, internal arrangement of reactors. The model of the reactor modeled with the help of the multifunctional program SolidWorks is given, which allows drawing a reactor in 3D format, selecting the material of execution, dimensions, connecting parts in the assembly. Various packages of the SolidWorks program made it possible to calculate the hydrodynamic processes inside the reactor.
Keywords: catalytic reforming, catalytic processes, process catalysts, catalytic reforming reactors, SolidWorks.
REFERENCES
1. Maslyansky G.N. Kataliticheskiy riforming benzinov [Catalytic reforming of gasoline]. Saint Petersburg, Khimiya Publ., 1985. 971 p.
2. Entsiklopediya tekhniki. Available at: http://enciklopediya-tehniki.ru/tehnologiya-dobychi-gaza-i-nefti/kataliticheskiy-riforming.html (Accessed 4 October 2016).
3. Imev U. B., Tyurin A. A., Udalova Ye. A. Peculiarities of the development of the catalytic reforming process in Russia. Bashkirskiykhimicheskiyzhurnal, 2009, vol. 16, no. 4 (In Russian).
4. Leffler, U. L. Pererabotka nefti [Oil refining]. Moscow, Olimp-Biznes Publ., 2003.
5. Vladimirov A.I., Molokanov Yu.K., Scoblo A.I., Schelkunov V.A., Protsessy i apparaty neftegazopererabotki i neftekhimii [Processes and apparatuses of oil and gas processing and petrochemistry]. Moscow, Nedra Publ., 2000. 677 p.
6. DytnerskiyYu.I. Protsessy i apparaty khimicheskoy tekhnologii [Processes and apparatus of chemical technology]. Moscow, Khimiya Publ., 1995. 400 p.
7. Kasatkin A.G. Osnovnyye protsessy i apparaty khimicheskoy tekhnologii [The main processes and apparatus of chemical technology]. Moscow, OOO TID Alyans Publ., 2004. 753 p.
8. Sbornik materialov VI mezhdunarodnogo foruma «Toplivno- energeticheskiy kompleks Rossii» [Collection of materials of the VI International Forum "Fuel and Energy Complex of Russia"]. St. Petersburg, 2006. pp. 71-72.
9. Dudareva A.A., Suyundukova A.A. Modelirovaniye i raschot reaktora kataliticheskogo riforminga vprogramme SolidWorks [Modeling and calculation of a catalytic reforming reactor in the SolidWorks program]. Trudy 67 nauchno-tekhnicheskoy konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh UGNTU [Proc. 67th scientific and technical conference of students, graduate students and young scientists of USTU]. Ufa, 2016, p. 155.
10. Promyshlennyye ustanovkikataliticheskogo riforminga [Industrial installations of catalytic reforming]. Leningrad, Khimiya Publ., 1984. p. 234.
11. Kafarov V.V. Dorokhov I.N. Sistemnyy analiz protsessov khimicheskoy tekhnologii. Osnovy strategii [System analysis of the processes of chemical technology. Fundamentals of strategy]. Moscow, Nauka Publ., 1976. 500 p.
12. Kafarov V.V. Methods of cybernetics of chemical and technological processes the
main direction of acceleration of scientific and technical progress in the chemical and allied industries. TOKHT, 1987, vol. 21, no. 1, pp. 44-65 (In Russian).
13. Sukhanov V.P. Kataliticheskiye protsessy v neftepererabotke [Catalytic processes in oil refining]. Moscow, Khimiya Publ., 1973. 416 p.
14. Kondrasheva N.K., Kondrashev D.O., Abdulminev K.G. Tekhnologicheskiye raschety i teoriya kataliticheskogoriforminga benzinov [Technological calculations and the theory of catalytic reforming of gasoline]. Ufa, Monografiya Publ., 2008. 160 p.
15. Zharkov B.B. Nekotoryye problemykataliticheskogoriforminga [Some problems of catalytic reforming]. Leningrad, Nauka Publ., 1985. pp. 12-20.
16. Ayuba S. Kineticheskoye modelirovaniye promyshlennogo protsessa kataliticheskogo riforminga nizkooktanovykh benzinovykh fraktsiyna Rossiyskikh iNigeriyskikh NPZ. Diss. cand. tekh. nauk [Kinetic modeling of industrial process of catalytic reforming of low-octane gasoline fractions at Russian and Nigerian refineries. Cand. tech. sci. diss.]. Moscow, 2015. 239 p.
17. Ishmurzin A.V., Minkhayrov M.F., Solodov P.A., Zaynullov M.R., Doroshchuk A.B., Maryshev V.B., Osadchenko A.I. Improvement of the technology of reforming at the Petrofak installation of the Surgut ZSC. Neftepererabotka ineftekhimiya, 2007, no. 11, pp. 17-19 (In Russian).
18. Petrov P. A. Modeling of catalytic reforming processes. Fundamental'nyye issledovaniya, 2007, no. 12-2, pp. 308-309 (In Russian).
19. Gayle A.A. Oborudovaniye neftekhimicheskikh zavodov i osnovy proyektirovaniya. Protsessy i apparaty dlya razdeleniya uglevodorodov i neftekhimicheskikh produktov [Equipment of petrochemical plants and design basis. Processes and apparatus for the separation of hydrocarbons and petrochemical products]. Leningrad, LTI im. Lensoveta Publ., 1986. 84 p.
20. Gorbachov V. M., Ivankov O. N. Opportunities of modern installations of catalytic reforming. Sovremennyye naukoyomkiye tekhnologii, 2014, no. 2, pp. 101-102 (In Russian).
• ПОДПИСКА на научно-техницесйИй журнал «Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья»
um телефонам: 10, +7(916)593-05-29
ail: [email protected]
транспорт и хранение нефтепродуктов
и углеводородного i
сырья
Ценалдного номера
2•2017
