Октановые числа некоторых углеводородов

Основные реакции каталитического риформинга.

Основой процесса служат три типа реакций. Первый тип реакции приводит к образованию ароматических углеводородов:

1. Дегидрирование шестичленных нафтенов (реакция 2.31):

2. Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов (реакция 2.32):

3. Ароматизация (дегидроциклизация) парафинов (реакция 2.33):

Другой тип реакций, характерных для каталитического риформинга – изомеризация.

1. Изомеризация 5-ти членных и 6-ти членных нафтенов (реакция 2.34):

3. Изомеризация ароматических углеводородов (реакция 2.36):

Существенную роль в процессе играют также реакции гидрокрекинга и гидрогенолиза (реакции 2.37):

Гидрокрекинг парафинов, содержащихся в бензиновых фракциях, сопровождается газообразованием, что ухудшает селективность процесса. С другой стороны, аналогичная реакция гидродеалкилирования алкилбензолов (реакция 2.38) позволяет увеличить выход низкомолекулярных гомологов бензола, которые представляют наибольший практический интерес:

Элементарные стадии ряда приведенных реакций предопределяются бифункциональным характером катализаторов. С одной стороны, они содержат один металл (платину) или несколько металлов (Pt и Re; Pr и Ir), которые катализируют реакции гидрирования и дегидрирования. С другой стороны, носителем служит промотированный галогеном оксид алюминия, обладающий кислыми свойствами и катализирующий реакции, свойственные катализаторам кислотного типа. Поэтому разные элементарные стадии реакции могут протекать на различных участках поверхности катализатора: металлических или кислотных. Относительные скорости протекания реакций представлены в табл. 3.3.

Относительные скорости и тепловые эффекты каталитического риформинга

Как следует из табл.2.3 с наибольшей скоростью протекают реакции дегидрирования шестичленных нафтенов в ароматические углеводороды, что приводит к быстрому установлению равновесия. Реакции изомеризации парафинов, а также 5-ти членных нафтенов в шестичленные проходят тоже с достаточно большими скоростями. К числу наиболее медленных относятся реакции дегидроциклизации, т.е. селективность реакций дегидроциклизации отразится в снижении селективности всего процесса в целом..

Процесс каталитического риформинга осуществляют на бифункциональных катализаторах, сочетающих кислотную и дегидрирующую-гидрирующую функции. Гомолитические реакции гидрирования-дегидрирования протекают на металлических центрах платины или платины, промотированной добавками рения, иридия, олова, галлия, германия и др., тонко диспергированных на носителе.

Кислотную функцию в промышленных катализаторах риформинга выполняет носитель, в качестве которого используют оксид алюминия. Для усиления и регулирования кислотной функции носителя в состав катализатора вводят галогены: фтор или хлор. В настоящее время применяют только хлорсодержащие катализаторы. Содержание хлора составляет от 0.4 – 0.5 до 2 % масс.

Благодаря бифункциональному катализу удается коренным образом преобразовать углеводородный состав исходного бензина.

Платина на катализаторе риформинга не только ускоряет реакции гидрирования-дегидрирования, но и замедляет образование кокса на его поверхности. Обуславливается это тем, что адсорбированный на платине водород сначала диссоциирует, затем активный (атомарный) водород диффундирует на поверхности катализатора к кислотным центрам, ответственным за образование коксовых отложений. Коксогены гидрируются и десорбируются с поверхности. Поэтому скорость образования кокса при прочих равных условиях симбатно зависит от давления водорода.

Успешная эксплуатация полиметаллических катализаторов возможна при выполнении следующих условий:

● содержание серы в сырье риформинга не должно превышать 1*10^-4 % масс., что требует глубокого облагораживания сырья в блоке предварительной гидроочистки;

● содержание влаги в циркулирующем газе не должно превышать 2*10^-3 – 3*10^-3 % мольных;

● пуск установки на свежем и отрегенерированном катализаторе требует использования в качестве инертного газа чистого азота;

● для восстановления катализатора предпочтительно использование электролитического водорода.

В настоящее время отечественной промышленностью используются три типа катализаторов риформинга: монометаллические (АП-56 и АП-64), биметаллические (КР-101 и КР-102) и полиметаллические (КР-104, КР-106, КР-108 и платиноэрионитовый СГ-ЗП).

Влияние фракционного и химического состава сырья на выход и октановое число риформата.

Сырьем для риформинга могут служить бензиновые фракции с пределами выкипания от 60 до 180^оС, при этом для получения ароматических углеводородов используются фракции, выкипающие от 60 до 140^оС, а для получения высокооктановых автомобильных бензинов от 85 до 180^оС. Наряду с фракциями, полученными из нефти, можно использовать узкие бензиновые фракции, полученные от вторичных процессов (термический крекинг, коксование).

В зависимости от назначения установки применяют бензиновые фракции различного фракционного состава.

фр. 85-180^оС и 105-180^оС используют для получения высокооктанового бензина;

фр. 140-170^оС – псевдокумола, дурола, изодурола.

Групповой состав сильно влияет на выход целевых продуктов (табл. 2.4), а именно, с увеличением содержания нафтенов, увеличивается выход ароматики и о.ч получаемых бензинов. При повышении температуры начала кипения сырья выход бензина заданного О.ч. возрастает.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: