Риформинг бензиновых фракций

Установки каталитического риформинга являются в настоящее время обя-зательным звеном почти каждого нефтеперерабатывающего завода. Основное назначение этого процесса - получение высокоароматизированных бензиновых фракций, которые используются в качестве высокооктанового компонента то-варных бензинов или для выделения из них индивидуальных ароматических углеводородов: бензола, толуола, ксилолов. Кроме того, этот процесс является одним из основных производителей водорода на НПЗ.

Прямогонные бензиновые фракции имеют, как правило, невысокое окта-новое число. Это обусловлено их групповым составом. При содержании 50-70% парафиновых и 5-15% ароматических углеводородов в бензинах их детонаци-онная стойкость обычно редко превышает 50 пунктов (табл. 5.3).

Основные реакции каталитического риформинга.

Бензиновые фракции разных нефтей отличаются по содержанию нормальных и разветвленных алканов (парафиновых углеводородов), пяти- и шести-членных циклоалканов (нафтеновых углеводородов), а также ароматических углеводородов. Однако распределение углеводородов в каждой из этих групп в достаточной мере постоянно, за исключением бензинов нафтеновых нефтей, добыча которых в мире весьма ограничена. Среди алканов преобладают углеводороды нормального строения и монометилзамещенные структуры. Содержание более разветвленных изоалканов относительно невелико. Нафтеновые углеводороды представлены преимущественно гомологами циклопентана и циклогексана с одной или несколькими замещающими алкильными группами.

Каталитический риформинг - сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, которые позволяют коренным образом преобразовать углеводородный состав бензиновых фракций и тем самым значительно улучшить их антидетонационные свойства.

Основой процесса служат три типа реакций (дегидрирование и дегидро-циклизация, изомеризация, гидрокрекинг).

1.             Наиболее важны перечисленные ниже реакции, приводящие к образова нию ароматических углеводородов. Все они протекают с поглощением значи тельных количеств теплоты.

2.             Изомеризация углеводородов - другой тип реакций, характерных для ка талитического риформинга. Наряду с изомеризацией пятичленных и шести- членных циклоалканов, изомеризации подвергаются как алканы, так и аромати ческие углеводороды:

3. Существенную роль в процессе играют также реакции гидрокрекинга и гидрогенолиза. Гидрокрекинг парафиновых углеводородов, содержащихся, в бензиновых фракциях, сопровождается газообразованием

селективность процесса. С другой стороны, аналогичная реакция гидродеалкилирования алкилбензолов позволяет увеличить выход низкомоле-кулярных гомологов бензола, которые представляют наибольший практический интерес:

различного изомерного строения

В условиях риформинга наблюдаются также и другие реакции, оказы-вающие существенное воздействие на активность и стабильность работы ката-лизатора. К ним относятся реакции распада сернистых, азотистых, хлорсодержащих соединений, а также реакции, приводящие к образованию кокса на катализаторе.

Образование кокса является результатом сложной группы химических реакций, ведущих к появлению тяжелых конденсированных ароматических углеводородов и полимеров. Образование таких продуктов с повышенным, по сравнению с другими продуктами, отношением C/H может быть результатом реакций дегидроциклизации, диспропорционирования, алкилирования, полимеризации олефинов.

Сырье с высоким концом кипения содержит больше полиароматических углеводородов и, таким образом, имеет повышенную тенденцию к коксованию. Так как полимеризации способствует высокая температура, то плохое распре-деление ее в реакторе, приводящее к образованию локальных зон высоких тем-ператур, способствует образованию кокса. Отложение кокса на катализаторе значительно уменьшает его активность и селективность.

Так как наиболее важными из перечисленных выше основных реакций яв-ляются первые три, то рассмотрим их механизм.