Если нефтеперерабатывающее предприятие планирует выпускать высокооктановый бензин, то в его структуре должна быть установка каталитического риформинга, являющаяся главным источником высокооктанового компонента для автомобильных бензинов.
Сырьё и продукты риформинга
В отличие от процессов каталитического крекинга и алкилирования в процессе каталитического риформинга температуры кипения веществ меняются очень незначительно, в основном меняется химический состав.
В качестве сырья для каталитического риформинга преимущественно выступает прямогонная нафта и реже бензиновые фракции вторичных процессов (термического крекинга, коксования и гидрокрекинга). Эти фракции обычно характеризуются высоким содержанием парафинов и
нафтенов. В процессе каталитического риформинга многие из сырьевых компонентов трансформируются в ароматические соединения, имеющие гораздо более высокие октановые числа.
Типичное изменение компонентного состава нафты при каталитическом риформинге:
Целевые химические реакции риформинга
1. Превращение парафинов в изопарафины (реакция изомеризации):
2. Превращение парафинов в нафтены (реакция циклизации):
3. Превращение нафтенов в ароматику (реакция дегидрирования):
Побочные химические реакции риформинга
1. Парафины и нафтены частично подвергаются крекингу, превращаясь при этом в углеводородные газы:
2. Нафтены и ароматические углеводороды частично утрачивают боковые цепи, которые при этом превращаются в углеводородные газы (реакция дезалкилирования):
Катализаторы риформинга
Для реализации целевых реакций каталитического риформинга используются соответствующие катализаторы, которые могут быть:
- алюминиево-молибденовыми - оксид алюминия в качестве носителя, молибден в качестве металлического активного центра;
- алюминиево-платиновыми - оксид алюминия в качестве носителя, платина в качестве металлического активного центра;
- биметаллические - оксид алюминия в качестве носителя, платина в форме биметаллического сплава с рением или иридием в качестве металлического активного центра;
- полиметаллические кластерные - модификатор образует на поверхности платины (и ускорителя) мелкодисперсные кластеры с кристаллической структурой.
Катализаторы в списке указаны в порядке их промышленного внедрения и отличаются друг от друга не только составом, но и параметрами эксплуатации:
- межрегенерационным сроком эксплуатации;
- температурой реакции;
- давлением реакции;
- объёмной скоростью сырья.
Каждое последующее поколение катализатора имеет улучшенные параметры эксплуатации относительно предыдущего поколения.
Последние поколения катализаторов риформинга, отличающиеся повышенной активностью и стабильностью при относительно низких температурах и давлениях, чувствительны к каталитическим ядам:
- металлам;
- серосодержащим соединениям;
- азотсодержащим соединениям;
- кислородсодержащим соединениям.
Принципиальная схема каталитического риформинга
1. Чтобы предотвратить отравление катализатора риформинга каталитическими ядами в схеме установки каталитического риформинга присутствует блок предварительной гидроочистки, где нафта очищается на катализаторе в присутствии водорода - продуктом является нестабильный гидрогенизат.
2. Образовавшиеся при гидрировании нафты (сырья риформинга) вещества:
- сероводород;
- аммиак;
- вода,
удаляются путём отпаривания нестабильного гидрогенизата в отпарной колонне и последующей отдувкой с углеводородными газами или дренированием с сероводородсодержащей водой.
3. Так как целевой сырьевой фракцией каталитического риформинга является нафта, выкипающая в интервале температур 100-160 °С, блок отпарки гидрогенизата может совмещать в себе функцию фракционирования прямогонной нафты.
4. После отпарки и фракционирования прямогонной нафты получается стабильный гидрогенизат, который смешивается с водородсодержащим газом и поступает на реакторный блок риформинга.
5. Реакторный блок риформинга включает в себя 3 или 4 реактора с катализатором, имеющих разные размеры, объёмы загрузки, рабочие температуры и давления.
6. При последовательном прохождении реакторов со стабильным гидрогенизатом происходят химические реакции описанные выше, в результате которых получается газопродуктовая смесь, состоящая из:
- нестабильного катализата;
- водородсодержащего газа (ВСГ).
7. Водородсодержащий газ отделяется от нестабильного катализата в отделении сепарации водорода, после которого потоки разделяются:
- водородсодержащий газ направляется в сеть ВСГ;
- нестабильный катализат подается на блок стабилизации.
8. Водородсодержащий газ, получаемый в качестве побочного продукта каталитического риформинга, является ценным сырьевым потоком, как для самого риформинга, так и для процессов потребляющих водород:
- гидроочистки нафты;
- гидроочистки дистиллятов (дизельного топлива, керосина);
- изомеризации нафты.
9. Катализат получаемый в отделении сепарации называется нестабильным из-за того, что содержит в своём составе углеводородные газы, не конденсирующиеся при нормальных условиях (водород, метан, этан, пропан, бутан).
10. На блоке стабилизации нестабильный катализат делится на два потока:
- углеводородный газ отводится в сеть УВГ;
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.