Каталитический риформинг в промышленности

Риформинг в промышленности используется для повышения октанового числа бензиновых фракций и для получения аренов, яв­ляющихся ценным сырьем нефтехимического синтеза.

Процесс осуществляется в среде водородсодержащего газа [70–90% (об.) Н₂, остальное — низшие углеводороды] при сле­дующих условиях: температура 480–540°С, давление 2–4 МПа, объемная скорость подачи сырья 1–3 ч^-1, отношение количества циркулирующего водородсодержащего газа к сырью 600–1800 м³/м³.

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используются бензиновые фракции первичной перегонки нефти. Фракционный состав сырья риформинга определяется целевым продуктом процесса. Если целью процесса является получение ин­дивидуальных аренов, то для получения бензола, толуола и ксило­лов используют соответственно фракции, содержащие углеводороды С₆ (62–85°С), С₇ (85–105°С) и С₈ (105–140°С). Если процесс проводится с целью получения высокооктанового бензина, то в ка­честве сырья используют фракцию 85–180°С, соответствующую углеводородам С₇—С₉.

Основными продуктами риформинга являются водородсодержащий газ и жидкая фракция — риформат. Водород используют ча­стично для восполнения потерь циркулирующего водородсодержа­щего газа. Большую часть водорода направляют на установки гид­рокрекинга и гидроочистки нефтепродуктов. Выход технического водорода с концентрацией 90% (об.) в процессе риформинга на платиновом катализаторе составляет 0,7–1,5% (об.). Из водородсодержащего газа при стабилизации выделяют также сухой газ (C₁—C₂ или C₁—С₃) и сжиженные газы (С₃—C₄).

Риформат используют как высокооктановый компонент автомо­бильных бензинов (октановое число 85 по моторному методу или 95 по исследовательскому) или направляют на выделение аренов.

Бензин каталитического риформинга содержит 50–60% (масс.) аренов, около 30% (масс.) алканов, 10–15% (масс.) циклоалканов и меньше 2% (масс.) непредельных соединений. Алканы представ­лены в основном фракцией C₅—С₆ с высоким отношением изоструктур к нормальным. Из аренов преобладают С₇—С₉. Бензин катали­тического риформинга из-за высокого содержания аренов, приво­дящего к повышенному нагарообразованию, не может в чистом виде использоваться в качестве топлива для автомобилей и под­вергается компаундированию.

Из бензинов каталитического риформинга можно выделить ин­дивидуальные арены: бензол, толуол, этилбензол, все изомеры ксилолов, нафталин, псевдокумол и некоторые другие продукты, используемые в органическом синтезе. Из аренов наибольшее зна­чение в качестве нефтехимических продуктов приобрели, как изве­стно, бензол, о- и n-ксилолы, тогда как толуол и м-ксилол произ­водятся в масштабах, значительно превышающих существующую потребность. Поэтому в настоящее время наряду с попытками по­лучения ценных продуктов на основе толуола и м-ксилола успеш­но развиваются процессы их деалкилирования, диспропорционирования и изомеризации.

ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ В НЕФТЕПЕРЕРАБОТКЕ

Классификация процессов

Гидрогенизационные процессы нашли широкое применение в нефтепереработке и нефтехимии. Они используются для получения стабильных высокооктановых бензинов, улучшения качества ди­зельных и котельных топлив, а также смазочных масел. В нефте­химической промышленности с помощью реакций гидрирования получают циклогексан и его производные, многие амины, спирты и ряд других мономеров.

Быстрое развитие гидрогенизационных процессов в последние годы объясняется повышением требований к качеству товарных нефтепродуктов, значительным снижением стоимости производства водорода и созданием высокоэффективных катализаторов.

Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке разви­ваются в двух направлениях: гидроочистки нефтяных фракций и деструктивного гидрирования тяже­лых дистиллятов и нефтяных остатков (гидро­крекинг, гидродеалкилирование).

При гидроочистке происходят деструкция гетероатомных соединений, содержащихся в сырье, и насыщение водородом продуктов разложения с выделением сероводорода, аммиака и воды. Гидрокрекинг приводит к расщеплению компонентов сырья с одновременным насыщением образующихся осколков водородом. Гидродеалкилирование — это процесс отщепления боковых цепей в алкилзамещенных аренах с образованием незамещенных аренов и алканов.