Каталитический риформинг бензина

Что такое каталитический риформинг

Каталитический риформинг — процесс каталитической ароматизации прямогонных бензиновых фракций 85-180°С. Основная задача — повышение октанового числа бензина путем увеличения содержания аренов. Процесс протекает в присутствии водорода на бифункциональных платиновых катализаторах. Сырье предварительно проходит гидроочистку для удаления серы, азота и кислорода.

Химические реакции процесса риформинга

Основные типы реакций

В реакторах риформинга протекает комплекс химических превращений. Целевыми являются реакции образования ароматических структур, побочными — гидрокрекинг с газообразованием.

Водородсодержащий газ циркулирует через реакторы в соотношении 5-10:1 к сырью. Водород подавляет коксообразование на катализаторе и гидрирует олефины. Процесс является источником технического водорода, который используется на гидроочистке, гидрокрекинге и изомеризации НПЗ.

Платиновые катализаторы риформинга

Состав и структура катализаторов

Современные катализаторы каталитического риформинга являются полиметаллическими системами. Основой служит гамма-оксид алюминия с развитой удельной поверхностью 180-250 м²/г, на который нанесены активные металлические компоненты.

Промоторы катализаторов

Рений — ключевой промотор биметаллических катализаторов. Он стабилизирует платину и снижает коксообразование, что позволило снизить рабочее давление с 3,5-4,0 МПа до 1,2-1,6 МПа. Хлор регулирует кислотность носителя и стабилизирует дисперсность платины. Дополнительные промоторы — иридий, олово, германий — повышают срок службы катализатора до трех лет.

Технологические схемы установок риформинга

Полурегенеративный риформинг

Полурегенеративная схема доминирует в мировой нефтепереработке — около 60% мощностей. Процесс ведется при 2,0-3,5 МПа и 480-520°С в трех-четырех последовательных реакторах. Катализатор работает 1-3 года, затем установку останавливают для регенерации — выжигания кокса воздухом при 450-500°С.

CCR-процесс с непрерывной регенерацией

Технология CCR разработана UOP в 1971 году. Катализатор медленно движется через реакторы радиального типа, затем поступает в секцию регенерации и возвращается в систему. Процесс ведется при 0,35-0,9 МПа и 500-530°С, обеспечивая октановое число 98-101 при выходе 80-85%. Установка работает непрерывно более трех лет без остановок.

Режимные параметры процесса

Температура — главный параметр процесса. Реакции дегидрирования эндотермичны, поэтому сырье подогревается перед каждым реактором. Типичный профиль: первый реактор 480-500°С, второй 500-515°С, третий 515-525°С. По мере дезактивации катализатора температуру повышают для поддержания октанового числа.

Давление создается компрессором циркуляционного газа: 2,1-3,3 МПа для полурегенеративных установок, 0,6-1,0 МПа для CCR. Объемная скорость сырья варьируется 1,5-3,0 ч⁻¹ в зависимости от желаемой конверсии.

Продукты каталитического риформинга

Основной продукт — стабильный риформат с содержанием ароматических углеводородов 60-75%. Октановое число по исследовательскому методу 92-101, по моторному 82-90. Риформат составляет 40-50% товарного бензина АИ-95 или направляется на выделение индивидуальных аренов.

Водородсодержащий газ чистотой 75-90% вырабатывается как побочный продукт процесса. Используется на гидроочистке, гидрокрекинге и изомеризации НПЗ. Побочные продукты: сухой газ C1-C2 — топливо, сжиженные газы C3-C4 — сырье газофракционирования, легкая фракция C5-C6 — сырье изомеризации.

Требования к сырью риформинга

Платиновые катализаторы чувствительны к каталитическим ядам. Установки риформинга обязательно включают блок гидроочистки сырья. После очистки содержание серы снижается до 1 ppm, азота до 0,5 ppm, воды до 4 ppm, металлов до 0,001 ppm.

Для высокооктанового бензина используется фракция 85-180°С. При производстве ароматики отбираются узкие фракции: 85-105°С для бензола, 95-120°С для толуола, 130-150°С для ксилолов. Чем выше содержание нафтенов в сырье, тем больше выход риформата.

Частые вопросы о каталитическом риформинге