химический каталог




КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ, каталитических переработка бензиновых фракций (в основные прямогонных) под давлением Н2 с целью получения высокооктановых автомобильных бензинов, ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и др.) и водородсодержащего газа. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р.-один из важнейших процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимический промышлености. Первые пром. установки (40-е гг. 20 в., США), на которых использовали алюмомолибденовый катализатор, называли установками гидроформинга; при переходе на платиновые катализаторы последние практически полностью заменены так называемой установками платформинга, мощность которых обычно составляет 0,3-1,0 млн. т/год перерабатываемого сырья.
Физико-химические основы процесса. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. осуществляют в реакторах с неподвижным или движущимся слоем катализатора. В первом случае процесс проводят под давлением 1,5-4 МПа, что обеспечивает достаточную продолжительность работы катализатора без регенерации. Во втором случае (давление около 1 МПа) катализатор непрерывно выводят из реакторов и подвергают регенерации в отдельном аппарате. Несмотря на разницу в технол. оформлении и катализаторах, общий характер превращений углеводородов в обоих случаях одинаковый, различаются только скорости отдельных реакций. Осн. процессы КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. приводят к образованию ароматические и изопарафиновых углеводородов. Ароматич. углеводороды получают в результате дегидрирования 6-членных и дегидроизомеризации алкилированных 5-членных нафтеновых углеводородов, а также дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Изопарафиновые углеводороды образуются главным образом при изомеризации и гидрокрекинге более высокомол. парафиновых углеводородов. Одновременно происходят побочные реакции - гидрирование и полимеризация непредельных углеводородов, деалкилирование и конденсация ароматических углеводородов, способствующие отложению кокса на поверхности катализатора. При КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. нафтеновые углеводороды на 90-95% превращаются в ароматические; степень конверсии парафиновых углеводородов зависит от давления (табл. 1). С повышением общего давления и одновременно парциального давления Н2 снижается выход ароматических углеводородов и интенсифицируется разложение парафинов; кроме того, уменьшается кок-сообразование и увеличивается продолжительность работы катализатора без регенерации.

Повышение температуры и увеличение времени контакта сырья с катализатором (снижение объемной скорости подачи сырья) способствуют повышению степени ароматизации и октанового числа бензина; с возрастанием объемного соотношения водородсодержащий газ : сырье уменьшается коксообразование и увеличивается продолжительность работы катализатора. Суммарный тепловой эффект КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. определяется соотношением глубин протекания отдельных реакций (дегидрогенизация и дегидроизомеризация происходят с поглощением теплоты, гидрокрекинг - с ее выделением) и составляет от —420 до —1260 кДж/кг. Вследствие высокой эндотермичности процесса реакционное объем в пром. установках разделен, как правило, на три ступени (реактора), причем каждая из них работает в режиме, близком к адиабатическому. Между реакторами устанавливают межступенчатые подогреватели газосырьевой смеси. В первых ступенях поглощение теплоты велико, т. к. содержание нафтенов в сырье максимальное. С целью равномерного подвода теплоты катализатор размещают по реакторам неравномерно: в первом - наименьшее количество, в последнем - наибольшее. При КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. используют алюмоплатиновые катализаторы -металлич. Pt, нанесенную на поверхность Al2О3, обработанного хлористыми или фтористыми соединение (содержание Pt от 0,36 до 0,62%, галогенов от 0,7 до 1,75%). Увеличение активности, селективности действия и стабильности алюмоплатиновых катализатор достигается введением в них спец. добавок (Re и Ir - для гидрирования соединение, предшествующих образованию кокса на катализаторе, Ge, Sn и Pb-для предотвращения блокирования Pt коксом). Полиметаллич. катализаторы по сравнению с алюмоплатиновыми позволяют осуществлять КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. в более жестких условиях, что способствует увеличению выхода целевых продуктов. Катализаторы весьма чувствительны к каталитических ядам. Так, при проведении процесса на полиметаллич. катализаторах содержание в сырье. S, N и Н2О не должно превышать соответственно 1, 1,5 и 3 мг/кг, a Pb, As и Сu - соответственно 20,1 и 25 мг/т. Поэтому с целью удаления из сырья сернистых, азотистых, кислородсодержащих и металлоорганическое соединение установки КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. оборудованы спец. блоками гидроочистки с применением алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора. Типичные параметры гидроочистки: температура 330-400 °С, давление 2-4 МПа, объемная скорость подачи сырья 6-8 ч-1, объемное соотношение водородсодержащий газ: сырье (100-500): 1. Необходимый для гидроочистки Н2 (расход на 1 м3 сырья-до 50 м3) поступает с установок КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. Сырье и характеристики целевых продуктов. Сырьё -бензиновые фракции, выкипающие в пределах 60-190°С. Для получения автомобильных бензинов обычно применяют фракции 85-180°С. Выход и качество бензина (табл. 2) и состав водородсодержащего газа (табл. 3) зависят от свойств сырья, используемого катализатора и режима процесса. Для установок с неподвижным слоем катализатора выходы бензина (с октановым числом 95 по исследоват. методу) и Н2 в зависимости от содержания ароматические и нафтеновых углеводородов и фракц. состава сырья показаны на рис. 1.

Рис. 1. Влияние углеводородного состава сырья на выходы бензина с октановым числом 95 по исследоват. методу (а) и водорода (б): 1 - фракция, выкипающая в пределах 85-180°С; 2 - то же в пределах 105-180°C; B6, BH2 - выходы соответственно бензина и водорода; Са+м суммарное содержание в сырье ароматические и нафтеновых углеводородов; Са- содержание в сырье нафтеновых углеводородов.

При получении ароматических углеводородов в качестве сырья применяют узкие бензиновые фракции: 62-85 °С - для производства бензола, 95-120 °С - толуола, 120-140 °С- ксилолов (см. табл. 4). При одновременном получении несколько ароматических углеводородов фракц. состав сырья должен быть расширен.


Для выделения ароматических углеводородов из жидких продуктов используют спец. методы, т. к. парафиновые и нафтеновые углеводороды близки по температурам кипения к ароматические углеводородам и образуют с ними азеотропные смеси. Бензол, толуол и смесь ксилолов выделяют жидкостной экстракцией с помощью полиэтиленгликолей или сульфолана, индивидуальные углеводороды С8 и С9 - адсорбцией и кристаллизацией (м- и n-ксилолы) или сверхчеткой ректификацией (этилбензол, о-ксилол, 1,2,4-триметилбензол). Некоторые свойства указанных углеводородов приведены в табл. 5.
Схемы промышленных установоколо Принципиальная технол. схема КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р.: предварит, гидроочистка сырья; смешение очищенного сырья с водородсодержащим газом и подогрев смеси в теплообменнике; собственно КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. смеси последовательно в трех (иногда в четырех) реакторах-стальных цилиндрич. аппаратах; охлаждение полученного гидрогенизата; отделение последнего от водородсодержащего газа в сепараторе высокого давления и от углеводородных газов в сепараторе низкого давления с послед, ректификацией на целевые продукты и их стабилизацией; выделение ароматических углеводородов (только при целевом получении индивидуальных соединений); осушка газов и их очистка от примесей. На установке КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. с неподвижным слоем катализатора (рис. 2) гидроочищенное сырье подвергают предварит, стабилизации и ректификации в спец. колонне. Из ее верх, части отводятся легкие фракции, выкипающие до 80-190 °С, и H2S. Для переработки отбирают фракцию, выкипающую в пределах 80-190 °С; последняя в смеси с циркулирующим

Рис. 2. Схема пром. установки каталитических риформинга с неподвижным слоем катализатора: 1 - сырьевой насос; 2 - теплообменники; 3 - рибойлеры; 4 колонна для предварит, стабилизации и ректификации сырья; 5, 13 холодильники; 6 емкости для орошения колонн; 7 - печь для нагрева сырья и циркулирующего водородсодержащего газа; 8, 10, 11 реакторы; 9 - печь для межреакторного нагрева газосырьевой смеси; 12 колонна для стабилизации жидких продуктов; 14-газосепаратор высокого давления; 15 компрессор для циркуляции водородсодержащего газа.

Рис. 3. Схема пром. установки каталитических реформинга с движущимся слоем катализатора: 1 - регенератор; 2-4-реакторы; 5- многокамерный нагреватель; 6-теплообменник; 7- холодильники; 8, 11-газосепараторы соответственно низкого и высокого давления; 9-компрессор для циркуляции водородсодержащего газа; 10-насос.

водородсодержащим газом поступает в три последовательно соединенных реактора. Жидкие продукты стабилизируются в спец. колонне, газообразные подаются в компрессор для циркуляции водородсодержащего газа. Типичные параметры процесса: температура 490-530°С, давление 2-3,5 МПа, объемная скорость подачи сырья 1,5-2,5 ч-1, объемное соотношение водородсодержащий газ : сырье 1500:1. На установке КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. с движущимся слоем катализатора (рис. 3) три реактора, выполненных в виде единой конструкции, расположены один над другим. Катализатор из первого (верхнего) реактора перетекает во второй и из второго - в третий, откуда подается в спец. регенератор. Регенерир. катализатор вновь поступает в первый реактор. Благодаря непрерывному выводу катализатора из реакционное зон активность его значительно выше, чем на установках КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ р. со стационарным слоем катализатора. Типичные параметры процесса: температура 490-540 °С, давление 0,7-1,0 МПа, объемная скорость подачи сырья 2-3 ч-1, объемное соотношение водородсодержащий газ : сырье (500-800); 1.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
лесосибирск ул.горького, 116
альбом для новорожденного купить
зеркала автомобильные боковые
курсы кройки и шитья братеево

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)