22. Состав и свойства бензиновой фракции, получаемой вторичными процессами нефтепереработки (риформинг, каталитический крекинг, изомеризация, алкилирование, гидрокрекинг).

Каталитический риформинг (КР) – один из самых крупнотоннажных процессов нефтепереработки. Основное назначение КР – получение из низкооктанового гидроочищенного бензина высокооктанового бензина или АУВ-ов (для нефтехимии).

Продукты кат. Риформинга

В процессе каталитического риформинга получают риформат, УВ газ и водородсодержащий газ.

Риформат имеет ОЧ 98-103, примерный группповой состав риформата:

1) Арены 55-65 % 2) Алканы и циклоалканы 35-45 % 3) Алкены 1-1,5 %

Товарные автомобильные бензины содержат 35-50 % риформата.

Каталитический крекинг предн. для получения высокооктанового компонента автомобильного бензина и жирных непредельных УВ-ов из вакуумных газойлей и их смесей с мазутом.

Бензин кат. крекинга (КК) имеет хорошие антидетанационные характеристики (ОЧ 90-94 по RON).

Фракция С₃-С₄ служит сырьем для процесса алкилирования метилтретбутилового эфира (МТБ).

КК явл. 2-ым процессом после пиролиза, в ходе кот. в промышленных масштабах получают пропилен.

КК можно отнести к процессам двойного назначения: получение высокооктанового бензина, получение пропилена.

Продукты кат. Крекинга

В процессе КК получают УВ газ, жидкие продукты и кокс. В газе преобладают жирные УВ С₄, среди кот. много изобутана и бутилена (сырье для алкилирования и МТБ), а также преобладает пропилен (сырье для алкилирования и нефтехимии).

Бензин КК содержит большое количество алкенов (до 35 %) и аренов (до 25 %).

Типичный состав бензина кк

1) Содержание нормальных парафинов 5 % 2) Содержание изопарафинов 28 % 3) Содержание нафтенов 9 %

4) Содержание аув 28 % 5) Содержание олефинов 31 %

Назначение процесса изомеризации – получение изооктанов из н-алканов. В качестве сырья используют фракцию C₅-C₆, или C₇-C₈, или фракцию C₄ (для получения изобутана – сырья для алкилирования). Важнейшие свойства изомеризата – минимальная разница между ОЧ RON и MON.

Получаемый изомеризат – ценнейший компонент товарного бензина, т.к. он не содержит бензола и АУВ-ов, сернистых соединений, алкенов и имеет высокие ОЧ, определенные RON и MON.

Наибольшие выходы изомеризата (98-99 %) достигаются на низкотемпературной изомеризации при давлении 2-4 МПа.

В общем случае алкилирование – реакция присоединение к молекуле органического соединения алкильного заместителя.

Алкилирование в нефтехимии заключается главным образом во взаимодействии бутилена и пропилена с изобутаном, что приводит к образованию изопарафинов – ценных соединений с большим октановым числом.

Химизм процесса

Основные реакции алкилирования:

1) Изо-бутан + Бутилен-1 → 2,2,4-триметилпентан (изооктан) 2) Изо-бутан + Бутилен-2 → 2,3,3-триметилпентан

3) Изо-бутан + Изо-бутилен → 2,3,4-триметилпентан 4) Изо-бутан + Пропилен → 2,2-диметилпентан (изо-гептан)

Смесь продуктов данной реакции называют также алкилатом. Алкилат имеет высокое октановое число и характеризуется низким давлением насыщенных паров.

Сырье

Сырьем для процесса алкилирования являются следующие вещества:

1) пропан-пропиленовая и/или бутан-бутиленовая смесь с установки крекинга 2) изобутан

Гидрокрекинг – гидрогенизационный процесс, способствующий не только очистке нефтяных фракций от вредных примесей, но и расщеплению, изомеризации, деструкции молекул сырья.

Большинство технологий процесса гидрокрекинга рассчитано на переработку дистиллятного сырья (тяжелые атмосферные и вакуумные газойли, газойли крекинга и коксования, деасфальтизаторы).

Для гидрокрекинга характерны высокая селективность и гибкость: незначительные изменения условий процесса существенно изменяют характер продуктов. На одном и том же катализаторе можно получать максимальные количества различных целевых продуктов только путем изменения условий фракционирования, температуры реакции и производительности.

Таблица 1. Основные реакции и продукты гидрокрекинга нефтяного сырья

Исходные соединения сырья	Реакция	Продукты гидрокрекинга
n-Алканы	Изомеризация, разрыв цепи (крекинг)	Низкокипящие изоалканы
Циклоалканы	Раскрытие кольца, изомеризация, гидродеалкилирование	Циклопентаны, n-алканы C5-C7 и низкокипящие изоалканы
Алкиларены	Изомеризация, диспропорционирование, гидродеалкилирование	Алкиларены C8-C9, низкокипящие изоалканы и циклоалканы
Циклоалканоарены	Раскрытие кольца	То же
Полициклические арены	Гидрирование	То же
Алкены	Изомеризация, разрыв цепи (крекинг), гидрирование	Низкокипящие изоалканы