Химия каталитического риформинга.
Целевыми в процессах каталитического риформикга янляются
реакции образования ароматических углеводородов за счет:
Главные реакции – это дегидрирование нафтенов и дегидроциклизация н-алканов, а остальные реакции – побочные (изомеризация, гидрокрекинг, гидрирование). Побочной и вредной является реакция уплотнения с образованием кокса. Для её подавления используется повышенное давление водорода
Реакции каталитического риформинга, способствующие росту октанового числа бензина.
В основе каталитического риформинга лежат три типа реакций:
1) Ароматизация исходного сырья путем дегидроциклизации алканов, дегидроизомеризации алкилциклопентанов, дегидрирования циклогексанов;
2) Изомеризация углеводородов;
3) Гидрокрекинг.
Осуществление всех названных реакций риформинга ведет к увеличению октанового числа бензина.
Влияние фракционного и химического состава сырья на результаты каталитического риформинга.
На показатели риформинга большое влияние оказывают углеводородный и фракционный состав сырья. Выход катализата и водорода, стабильность работы катализатора возрастают при увеличении содержания в сырье нафтеновых и ароматических углеводородов . Наличие в сырье балластных фракций - углеводородов С5, изогексанов, а в случае производства компонента бензина и фракции углеводородов С6 в целом – снижает выход бензина и водорода
Влияние каталитических ядов, содержащихся в сырье, на результаты риформинга.
Скорости реакций риформинга сильно зависят от содержания каталитических ядов, поступающих главным образом с сырьем.
Сернистые соединения, превращающиеся в условиях риформинга в сероводород, подавляют протекающие на платине реакции дегидрирования и гидрирования. При небольших дозировках и относительно непродолжительном воздействии отравление серой обратимо. При длительном воздействии сернистых соединений происходит закоксовывание катализатора, и для восстановления его активности требуется окислительная регенерация.
Соединения азота, переходящие в условиях риформинга в аммиак, подавляют кислотные функции катализатора, что приводит к снижению скоростей реакций изомеризации, гидрокрекинга и дегидроциклизации парафинов, дегидроизомеризации нафтенов ряда циклопентана. Конечный результат отравления катализатора соединениями азота — снижение выхода и концентрации ароматических углеводородов, снижение октанового числа бензина риформинга.
Отравление азотистыми соединениями обратимо.Соединения хлора, вода или кислородные соединения (спирты)
используются для регулирования кислотной функции
катализатора. При чрезмерной нерегулируемой подаче
указанных соединений нарушается баланс кислотной и металлической функций катализатора, хлор и вода в этих
условиях являются каталитическими ядами. Чрезмерная
подача соединений хлора приводит к развитию реакций гидрокрекинга и образованию кокса на катализаторе. Вода подавляет кислотную функцию катализатора, снижая скорость реакций ароматизации, и способствует выносу хлора из катализатора.Металлорганические соединения свинца, меди, мышьяка, попадающие с сырьем, гидрируются до металлов, которые, отлагаясь на поверхности катализатора, отравляют металлические центры, что приводит к подавлению реакций дегидрирования и гидрирования и к закоксовыванию
катализатора. Отравление металлами необратимо, катализатор требует замены.
Сильным каталитическим ядом для платины является оксид углерода. Технологические газы, используемые в пусковых операциях (водород, азот), не должны содержать оксида и диоксида углерода.