Теоретические основы и технологии каталитической изомеризации пентан-гексановой фракции бензинов

Процесс каталитического риформинга предназначен для повышения детонационной стойкости бензинов и получения индивидуальных аренов, глубокой обработки бензола, толуола, ксилолов — сырья нефтехимии. Важное значение имеет получение дешевого водородсодержащего газа для использования в др. гидрокаталитических процессах. Значение процессов каталитического крекинга в нефтепереработке существенно возросло в 1990-е гг. в связи с необходимостью производства неэтилированного высокооктанового автобензина.

Бензиновые фракции большинства нефтей содержат 60..70 % алканов, 10 % аренов и 20..30 % 5- и 6-членных цикланов. Среди алканов преобладают углеводы нормального строения и их моно-метилзамещенные изомеры. Цикланы представлены преимущественно алкилгомологами циклогексана и циклопентана, а арены — алкилбензолами. Такой состав обусловливает низкое октановое число прямогонного бензина, обычно не превышающее 50 пунктов.

Помимо прямогонных бензинов как сырье каталитического риформинга используют бензины вторичных процессов — замедленное коксование и термический крекинг после их глубокого гидрооблагораживания и гидрокрекинга. Выход прямогонных бензинов — около 15..20 % от нефти. Кроме того, часть бензинов используется и для других целей (сырье пиролиза, производство водорода, получение растворителей и т. д.). Поэтому общий объем сырья, перерабатываемого на установках каталитического риформинга, не превышает обычно потенциального содержания бензиновых фракций в нефтях.

Целевым назначением процессов каталитической изомеризации в современной нефтепереработке является получение высокооктановых изокомпонентов автобензина или сырья нефтехимии, прежде всего изопентана для синтеза изопренового каучука. Высокая эффективность каталитической изомеризации заключается в том, что в качестве сырья используются низкооктановые компоненты нефти — фракции начало кипения — 62 °С и рафинаты каталитического риформинга, содержат в основном н-пентаны и н-гексаны. Это сырье (а также фрарции С5 и С6, получаемые с газофракционирующей установки) изомеризуется в среде водорода в присутствии бифункциональных катализаторов. Высокие детонационные свойства и испаряемость продуктов изомеризации углеводовдов С5 и С6 обусловливают их исключительную ценность в качестве низкокипящих высокооктановых компонентов неэтилированных автобензинов. Значение каталитической изомеризации особенно возросло в последние годы в связи с потребностью производства высокооктановых бензинов с ограниченным содержанием аренов и бензола.