1.3 Катализаторы

Процесс каталитического риформинга осуществляют на бифункциональных катализаторах, сочетающих кислотную и дегидрирующую- гидрирующую функции. В промышленности применяют платиновые или полиметаллические катализаторы. Носителем для платины или полиметаллов служит оксид алюминия, промотирумый фтором или хлором. Платина или платина в сочетании с кадмием и рением активна в реакциях гидрирования, дегидрирования, оксид алюминия- в реакциях изомеризации и гидрокрекинга.

В настоящее время отечественной промышленностью вырабатываются три типа катализаторов риформинга:

– монометаллические (АП-56 и АП-64);

– биметаллические (КР-101 и КР-102);

– полиметаллические (КР-104, КР-106, КР-108 и платино-эрионитовый СГ-ЗП).

Применение биметаллических катализаторов позволило снизить давление риформинга (от 3,5 до 2...1,5 МПа) и увеличить выход бензина с октановым числом по исследовательскому методу до 95 пунктов примерно на 6 %.

Полиметаллические кластерные катализаторы обладают стабильностью биметаллических, но характеризуются повышенной активностью, лучшей селективностью и обеспечивают более высокий выход риформата. Срок их службы составляет 6....7 лет.

Успешная эксплуатация полиметаллических катализаторов возможна лишь при выполнении определенных условий:

— содержание серы в сырье риформинга не должно превышать

1*10–4%маc., для чего требуется глубокое гидрооблагораживание

сырья в блоке предварительной гидроочистки;

— содержание влаги в циркулирующем газе не должно превышать (2-3)*10–3 % мольн.;

— при пуске установки на свежем и отрегенерированном катализаторе требуется использование в качестве инертного газа чистого азота (полученного, например, ректификацией жидкого воздуха);

— для восстановления катализатора предпочтительно использование электролитического водорода.

1.4 Основные параметры

1)Качество сырья риформинга определяется фракционным и химическим составом бензина.

Фракционный состав сырья выбирают в зависимости от целевого назначения процесса. Если процесс проводят с целью получения индивидуальных ароматических углеводородов, 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 риформинг проводится с целью получения высокооктанового бензина, то сырьем обычно служит фракция 85…180 °С, соответствующая углеводородам C7–C10.

2)Температурный режим процесса и распределение объема катализатора по реакторам. Поскольку процесс риформирования сильно эндотермичен, его осуществляют в каскаде из трех-четырех реакторов с промежуточным подогревом сырья. В первом по ходу сырья реакторе проходит в основном протекающая с наибольшей скоростью сильно эндотермическая реакция дегидрирования циклоалканов. В последнем реакторе протекают преимущественно эндотермические реакции дегидроциклизации и достаточно интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга алканов. Поэтому в первом реакторе имеет место наибольший (30…50 °С), а в последнем наименьший перепад (градиент) температур между входом в реактор и выходом из него. Высокий

температурный градиент в головных реакторах риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматизации. Это может быть достигнуто при задан-

ном температурном режиме только уменьшением времени контакта сырья с катализатором, т. е. объема катализатора в них. Поэтому на промышленных установках риформинга первый реактор имеет наименьший объем катализатора, а последний — наибольший. Для трехреакторного блока распределение объема катализатора по ступеням составляет от 1 : 2 : 4 до 1 : 3 : 7 (в зависимости от химического состава сырья и целевого назначения процесса), а для четырехреакторного оно может быть, например, 1 : 1, 5 : 2, 5 : 5.

Поскольку составляющие суммарный процесс реакции риформинга имеют неодинаковые значения энергии активации — наибольшее для реакций гидрокрекинга (117…220 кДж/моль) и меньшее для реакций ароматизации (92…158 кДж/моль), то при повышении температуры в большей степени ускоряются реакции гидрокрекинга, чем реакции ароматизации. Поэтому обычно поддерживают повышающийся температурный

режим в каскаде реакторов, что позволяет уменьшить роль реакций гидрокрекинга в головных реакторах, тем самым повысить селективность процесса и увеличить выход риформата при заданном его качестве.

Температуру на входе в реакторы риформинга устанавливают в начале реакционного цикла на уровне, обеспечивающем заданное качество риформата — октановое число или концентрацию ароматических углеводородов. Обычно начальная температура лежит в пределах 480-500°С и лишь при работе в жестких условиях составляет 510°С. По мере закоксовывания и потери активности катализатора температуру

на входе в реакторы постепенно повышают, поддерживая стабильное качество катализата, причем среднее значение скорости подъема температуры за межрегенерационный цикл составляет 0,5-2°С в месяц. Максимальная температура нагрева сырья на входе в последний реактор со стационарным слоем катализатора достигает 535°С, а в реакторы установок с непрерывной регенерацией — 543°С