Рис. 13.9. Схема корректировки состава бензина риформинга
Каталитический риформинг нефтепродуктов
Риформингом называется вторичный процесс переработки нефтепродуктов, (крекинг низкооктановых бензинов или лигроинов) проводимый с целью получения индивидуальных ароматических углеводородов, водорода или бензина с повышенным содержанием ароматических углеводородов. Основная цель риформинга – повышение октанового числа карбюраторного топлива, а также получение различных углеводородов, используемых в органическом синтеза. Процесс риформинга проводится в присутствии катализаторов (каталитический риформинг).
Физико-химические основы процесса
В условиях каталитического риформинга превращениям на катализаторе подвергаются углеводороды всех классов. Важнейшими реакциями при этом являются следующие.
1. Дегидроциклизация и изомеризация алканов:
2. Дегидрирование шестичленных и изомеризация с расширением цикла и дегидрирование пятичленных нафтенов:
3. Циклодегидрирование алкенов
|
|
4. Деалкилирование и дегидроконденсация ароматических углеводородов:
Реакции конденсации приводят к образованию кокса, отлагающегося на поверхности катализатора и дезактивирующего его. Чтобы уменьшить отложение кокса процесс риформинга проводят в атмосфере водорода. Однако повышение давления водорода смещает равновесие реакций дегидрирования и дегидроциклизации влево. Поэтому, оптимальное парциальное давление водорода в процессе риформинга определяется совместным влиянием обоих факторов. Очевидно, что интенсивность отложения кокса на катализаторе зависит от давления водорода: она незначительна при высоком давлении и весьма существенна при низком. Так как высокая закоксованность катализатора вызывает необходимость его регенерации, то в зависимости от давления, процесс риформинга может проводиться в двух технологических вариантах:
— без регенерации катализатора и
— с регенерацией катализатора (ультраформинг).
Выбор катализатора риформинга определяется механизмом реакций, протекающих на нем. Реакции гидрирования и дегидрирования протекают по окислительно-восстановительному механизму и катализируются металлами, реакции изомеризации и гидрокрекинга протекают по ионному механизму и катализируются кислотами. Поэтому, в каталитическом крекинге используются бифункциональные катализаторы состава {Me+Al2O3}, где: Me = молибден, платина, рений, А12О3 — катализатор изомеризации, промотируемый фторидами или хлоридами металлов, являющийся одновременно носителем.
В соответствии с природой катализатора различают следующие разновидности процесса риформинга:
|
|
— платформинг (катализатор — платина),
— рениформинг (катализатор — рений),
— риформинг на молибденовом катализаторе.
Вследствие низкой активности молибденовых катализаторов они в настоящее время в промышленности не используются. Высокой активностью и селективностью обладают полиметаллические катализаторы, содержащие платину, кадмий и рений. Все катализаторы на основе платины чувствительны к каталитическим ядам, к числу которых относятся соединения серы, азота и некоторых металлов. Поэтому сырье, перед подачей на операцию риформинга, подвергается гидроочистке и сушке.
В зависимости от цели процесса существует две разновидности каталитического риформинга:
— ароматизация — получение ароматических индивидуальных углеводородов и
— облагораживание бензина — получение бензина с высоким содержанием ароматических углеводородов и высоким ОЧ.
Эти процессы различаются природой сырья, технологическим режимом и составом получаемых продуктов. В таблице 3 приведены основные данные по этим процессам платформинга.
Таблица 3 – Характеристика процессов платформинга.
Установки каталитического риформинга состоят из трех блоков:
— блока предварительной гидроочистки сырья;
— блока платформинга очищенного сырья (гидрогената);
— блока стабилизации бензина (катализата) в случае облагораживания бензина или блока выделения углеводородов в случае ароматизации.
Установки платформинга по режиму работы делятся на:
— установки со стационарным слоем катализатора и
— установки с движущимся слоем катализатора.
На рисунке 13.10 представлена принципиальная схема платформинга для получения облагороженного бензина.