Физико-химические основы процессаМатериалы / Переработка жидкого топлива / Физико-химические основы процесса
В условиях каталитического риформинга превращениям на катализаторе подвергаются углеводороды всех классов. Важнейшими реакциями при этом являются следующие.
1 Дегидроциклизация и изомеризация алканов:
2 Дегидрирование шестичленных и изомеризация с расширением цикла и дегидрирование пятичленных нафтенов:
|
|
|
4 Деалкилирование и дегидроконденсация ароматических углеводородов:
Реакции конденсации приводят к образованию кокса, отлагающегося на поверхности катализатора и дезактивирующего
его. Чтобы уменьшить отложение кокса, процесс риформинга проводят в атмосфере водорода. Однако повышение давления водорода смещает равновесие реакций дегидрирования и дегид-роциклизации влево. Поэтому оптимальное парциальное давление водорода в процессе риформинга определяется совместным влиянием обоих факторов. Очевидно, что интенсивность отложения кокса на катализаторе зависит от давления водорода: она незначительна при высоком давлении и весьма существенна при низком. Так как высокая закоксованность катализатора вызывает необходимость его регенерации, то в зависимости от давления процесс риформинга может проводиться в двух технологических вариантах:
—без регенерации катализатора и
—с регенерацией катализатора (ультраформинг).
Выбор катализатора риформинга определяется механизмом реакций, протекающих на нем. Реакции гидрирования и дегидрирования протекают по окислительно-восстановительному механизму и катализируются металлами, реакции изомеризации и гидрокрекинга протекают по ионному механизму и катализируются кислотами. Поэтому в каталитическом крекинге используются бифункциональные катализаторы состава {Me + + Al2Оз}, где: Me = молибден, платина, рений, Al2O3 — катализатор изомеризации, промотируемый фторидами или хлоридами металлов, являющийся одновременно носителем.
В соответствии с природой катализатора различают следующие разновидности процесса риформинга:
—платформинг (катализатор — платина),
—рениформинг (катализатор — рений),
—риформинг на молибденовом катализаторе.
Вследствие низкой активности молибденовых катализаторов они в настоящее время в промышленности не используются. Высокой активностью и селективностью обладают полиметаллические катализаторы, содержащие платину, кадмий и рений, например, катализатор, КР-104, стабильно работающие без регенерации до одного года и обеспечивающие выход бензина с ОЧ до 90. Все катализаторы на основе платины чувствительны к каталитическим ядам, к числу которых относятся соединения серы, азота и некоторых металлов. Поэтому сырье перед подачей на операцию риформинга подвергается гидроочистке и сушке.
Превращения углеводородов при риформинге описываются уравнением реакции 1 порядка
U = кср(а-х), (1.3)
где кср — усредненная константа скорости.
Тепловой эффект процесса зависит от удельного веса в нем эндотермических реакций ароматизации (∆Н1) и, следовательно, от содержания в сырье нафтенов и экзотермических реакций гидрокрекинга (∆Н2). Соотношение это таково, что суммарный тепловой эффект риформинга ∆Н = ∆Н1 - ∆Н2 < 0. Рифор-минг на платиновом катализаторе (платформинг) характеризуется следующими параметрами процесса:
—температура 470—520 С,
—давление водородсодержащего газа 2—1 МПа,
—объемная скорость сырья 1 — 2ч-1,
—кратность циркуляции водородсодержащего газа 1300— 1100 м3/м3. Понижение температуры приводит к увеличению выхода бензина и уменьшению содержания в них ароматических углеводородов. Повышение давления снижает скорость образования газа и кокса, но уменьшает выход ароматических углеводородов. Снижение объемной скорости сырья влияет аналогично повышению температуры, однако при меньших скоростях возрастает объем аппаратуры и падает экономичность процесса.
Смотрите также
Коррозия металлов и методы защиты от неё
...
Приложение 1
Конкретные
примеры о методах реализации межпредметных связей.
1. Вопросы
межпредметного содержания:
а) Вспомните (из
курса географии) основные месторождения в России:
· алмаза
· поваре ...
Цинк (Zincum), Zn
Цинк - химический элемент II группы периодической системы Менделеева; атомный номер 30, атомная масса 65,38, синевато-белый металл. Известно 5 стабильных изотопов с массовыми числами 64, 66, 67, 68 и ...