Каталитический риформинг, назначение и характеристика продуктов: химизм процесса; превращение циклоалканов, алканов и ареновых углеводородов в процессе риформинга; катализаторы и их функцианальный характер; сырье каталитического крекинга; влияние температуры, давления на качество и выход продукции

Каталитический риформинг обеспечивает получение базового компонента высокооктанового бензина, индивидуальных ароматических углеводородов (сырья для органического синтеза) и водородсодержащего газа (технического водорода), используемого для гидроочистки топлива и синтеза химических продуктов.

Главными реакциями в процессе каталитического риформинга бензиновых фракций являются дегидрирование нафтенов и дегидроциклизация н-алканов, побочными — изомеризация, гидрокрекинг нафтенов и н-алканов, а также гидрирование нафтенов. Побочной и вредной считается реакция уплотнения с образованием кокса. Для её подавления используется повышенное давление водорода.

Оптимальным сырьём является тяжёлая бензиновая фракция с интервалами кипения 85−180 °С, по необходимости подвергается гидроочистке.

Продуктами каталитического риформинга являются: углеводородный газ — содержит в основном метан и этан, служит топливом печей; головка стабилизации (углеводороды С₃ — С₅) — применяется как бытовой газ или сырье газофракционирующих установок; стабильный риформат (катализат) — используется в качестве компонента автомобильных бензинов или сырья блоков экстракции ароматических углеводородов; водородсодержащий газ (ВСГ) — содержит 75−90% по объёму водорода.

Процесс осуществляется при температуре 500−530°С и давлении 18−35 атм (2−3 атм на установках с непрерывной регенерацией). Основные реакции риформинга поглощают существенные количества тепла, поэтому процесс ведется последовательно в 3−4 отдельных реакторах. Наиболее распространенным процессом каталитического риформинга является платформинг, осуществляемый на бифункциональных катализаторах. В качестве катализатора платформинга используют мелкодисперсную платину, нанесенную в количестве 0,3−1,0% на кислый илиоксид алюминия. Эти катализаторы имеют одновременно два вида каталитически активных центра: дегидрирующие центры на платине и изомеризующие на оксиде алюминия.

Введение

м в оксид алюминия ионов фтора и (или) хлора можно регулировать кислотность катализатора.

Кокс образуется в результате конденсации ароматических углеводородов и полимеризации непредельных (подавляется водородом). углеводородов может быть подавлена водородом. Поэтому работа в режиме повышенного давления и рециркуляции водорода позволяет снизить интенсивность образования углеродистых отложений. Так, установки, работающие под давлением 1,0 МПа, могут функционировать несколько дней без регенерации, 4,0 МПа — около года без регенерации катализатора. Увеличивая парциальное давление водорода в системе, можно увеличить скорость гидрирования непредельных углеводородов по сравнению со скоростью их конденсации с ароматическими углеводородами.

При повышении температуры уменьшаются выход стабильного катализата и содержание водорода в циркулирующем водородсодержащем газе, повышается содержание ароматических в катализате и его октановое число, а также отложение кокса на катализаторе, возрастает выход легких — пропана, бутана, изобутана.