Каталитический риформинг

Он используется для повышения октанового числа прямогонных бензиновых фракций, а также для получения ароматических углеводородов (бензол, толуол и ксилолы), являющихся ценным сырьем для нефтехимического синтеза. Также они используются в качестве растворителей.

При риформинге молекулы углеводородов перестраиваются (реформируются) с выделением водорода, но без изменения числа углеродных атомов в молекуле. При этом протекают следующие основные реакции:

а) реакции дегидроциклизации алканов – реакция Казанского (обратимая при температуре и катализаторе)

б) реакция дегидрирования циклоалканов (нафтены) – реакция Зелинского (обратимая при температуре и катализаторе)

Реакция (б) может развиваться дальше вплоть до образования углерода (кокса). Реакции обратимые эндотермические для смещения равновесия вправо необходимо подвод тепла, снижать давление. Для удержания равновесия в заданном состоянии с целью исключения коксообразования температуру понижают до температуры зажигания катализатора, а давление увеличивают. С этой целью большую часть образующегося водо-

рода возвращают в реакционную зону в виде рецикла, и процесс проводят под давлени-

ем около 4,5 МПа.

Балансовый излишек водорода используют в других процессах (гидроочистке от сернистых и азотистых примесей).

Помимо названных реакций могут протекать и побочные (крекинг с образованием углеводородных газов), поэтому при риформинге образуется не чистый водород, а водородсодержащий газ (ВСГ), в состав которого входят метан, этан и пропан в количествах до 5 %.

При риформинге применяются следующие катализаторы:

а) платиновые, нанесенные на оксид алюминия и промотированные фтором и

хлором;

б) полиметаллические, которые содержат помимо платины рений, иридий, кадмий, свинец, палладий и германий, нанесенные на те же носители.

Содержание платины на катализаторе не превышает 0,3-0,5%, срок службы до 1 года. Нежелательные примеси – сернистые и азотистые соединения, а также влага, поэтому исходное сырье подвергают предварительной гидроочистке от сернистых примесей в присутствии Al-Co-Mo - катализатора и осушке

RHS + H₂ = RH + H₂S.

Образующийся сероводород извлекают при помощи специальных поглотителей (моноэтаноламин, диэтаноламин и др.). В настоящее время разрабатывают новые катализаторы, которые более устойчивы к ядам.

Платиновый катализатор постепенно покрывается коксом и сернистыми соединениями и со временем теряет свою активность. Регенерацию производят выжиганием кокса и сернистых отложений смесью инертного газа и воздуха под давлением 1МПа. Выжигание проводят в тех же реакторах в три ступени при температуре 300 – 350 ⁰С на первой ступени, 380 – 420 ⁰С на второй и 450 – 500 ⁰С на третьей.

Основными продуктами риформинга являются водородосодержащий газ и жидкая фракция (риформат или катализат). Риформат используют как высокооктановую добавку к моторным топливам. Путем его разделения на отдельные компоненты, получают индивидуальные арены (бензол, толуол, ксилолы и др.). Процесс проводят при температуре 470 – 540 ºС и давлении 2 – 4 МПа. Процессы ведут в трех последовательных реакторах. Так как реакции риформинга являются эндотермическими, перед каждым реактором сырье подогревают в трубчатой печи.