каталитического риформинга бензиновой фракции

Химия и технология вторичных процессов переработки нефти Пути интенсификации процесса каталитического риформинга бензиновой фракции. Поиск

1.ОБЩИЕ ДАННЫЕ ОБ ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

Отчет о патентных исследованиях выполнялся в рамках научно-исследовательской работы по теме: «Пути интенсификации процесса каталитического риформинга бензиновой фракции».

В патентных исследованиях будут рассмотрены существующие отечественные и зарубежные патенты,

посвященные катализаторам, оборудованию и способам переработки сырья процесса каталитического риформинга бензиновой фракции.

Введение.

Цель настоящих патентных исследований - оценка технического уровня достижений по теме: «Пути интенсификации процесса каталитического риформинга бензиновой фракции».

Процесс каталитического риформинга предназначен для повышения детонационной стойкости бензинов и получения индивидуальных ароматических углеводородов, главным образом, бензола, толуола, ксилолов - сырья нефтехимии. Важное значение имеет получение в процессе водородсодержащего газа, который широко применяется во всех гидрогенизационных процессах вторичной переработки нефти.

Каталитический риформинг играет важную роль в современной нефтепереработке и нефтехимии. Он является очень важным и крайне распространённым крупнотоннажным процессом вторичной переработки нефти.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

17

Консорциум « Н е д р а »

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:

«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»

Цель настоящих патентных исследований - оценка технического уровня достижений по теме: «Пути интенсификации процесса каталитического риформинга бензиновой фракции».

Сведения, полученные в ходе патентного обзора, будут использованы при работе над выпускной квалификационной работой по теме: «Разработка технологической схемы современного НПЗ для переработки Майкорской нефти. Проект установки каталитического риформинга бензиновой фракции».

Технический уровень и тенденции развития в области НИР

Всовременной нефтеперерабатывающей промышленности каталитический риформинга относится к числу важнейших и наиболее распространенных процессов, предназначенных для производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов и ароматических углеводородов.

Вначале XX века риформинг был лишь разновидностью термического крекинга и проводился при температуре 450 °С для получения бензина 70-72 (МОЧ). Но было выявлено, что при термическом риформинге выход продукта был на

20-27% ниже и октановое число его на 10-17 пунктов ниже. Также бензин термического риформинга нестабилен, так как содержит в себе много непредельных углеводородов (до 25% масс.).[1]

В 1949 г. компания UOP разработала промышленную технологию процесса риформинга, которая базировалась на применении алюмоплатинового катализатора. В 50-60-е годы различные модификации процесса становятся основой для производства высокооктановых бензинов. В 1961 году освоена первая промышленная установка каталитического риформинга бензинов.

17

Консорциум « Н е д р а »

Из путей совершенствования процесса риформинга возможны следующие: использование высокоактивных металлических катализаторов на носителях и подбор активных, но стойких к отравлению гетероатомными соединениями металлоксидных и металлосульфидных каталитических систем. Первый путь требует предварительной стадии сырья практически полного гидрообессеривания на дорогостоящем и недолговечном катализаторе.

Второй вариант дешевле за счет использования упрощенного варианта сероочистки. Продукт, во втором случае,

содержит много гетероатомов, при сжигании которого образуется много кислотных окислов. Именно по этой причине в настоящее время практически все установки базируются на переработке малосернистого сырья с предварительной гидроочисткой.

Перспективы развития каталитического риформинга исключительно широкие, несмотря на колоссальные капитальные затраты и эксплуатационные расходы, ухудшающие технико-экономические показатели заводов. Затрат увеличиваются с увеличением давления, с утяжелением сырья (по плотности и фракционному составу) и с увеличением содержания серы в сырье.

Возможно осуществление частных форм процессов – алкилирующих, ароматизирующих, изомеризующих,

дегидрирующих, гидрирующих и др. Так же возможно суммарное объединение этих форм в одном целесообразном процессе или объединение нескольких процессов в одной аппаратуре заводской установки с заменой только катализатора, только условий(температуры и давления) или того и другого.

17

Консорциум « Н е д р а »

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:

«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»

В последнее время из-за ужесточения экологических требований к состоянию окружающей среды процессы риформинга стал переориентироваться на выпуск высокооктановых компонентов бензинов с повышенным содержанием в них изопарафинов, и относительно уменьшенным содержанием ароматических углеводородов.[2]

Это связано с тем, что кроме токсичности самих ароматических углеводородов, продукты их неполного сгорания содержат полициклические соединения – сильные канцерогены. Для снижения содержания Аренов в бензиновой фракции создаются катализаторы с высокой изомеризующей активностью и внедряются новые процессы в переработку НОБФ, например, изоселектоформинг.[3]

Патентный анализ, выполненный с использованием базы данных Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, выявил наиболее важные патенты, посвященных тематике НИР:

Ниже представлена краткая характеристика наиболее актуальных патентов, опубликованных по теме НИР.

Патенты и их краткое описание.

RU патент № 2410413 (27.04.2011) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНА СТАНДАРТОВ ЕВРО

Использование: нефтепереработка, в частности технологии получения высокооктановых экологически чистых

бензинов.

Сущность: изобретение касается способа получения бензина стандартов ЕВРО, включающий перегонку сырой нефти с получением широкой прямогонной бензиновой фракции и каталитический риформинг, при этом перед каталитическим риформингом дополнительно осуществляют вторичную ректификацию широкой прямогонной бензиновой фракции с выделением трех фракций, выкипающих в интервале температур: легкую Н.К. - 65°С,

среднюю 65-105°С и тяжелую 105-180°С К.К., проводят гидроочистку указанной тяжелой фракции и подвергают

17

Консорциум « Н е д р а »

ее каталитическому риформингу с выделением при этом катализата - дебутанизированного риформинг-бензина,

который затем смешивают с легкой и средней фракциями при их следующем соотношении, мас.%: легкая фракция Н.К. 65°С - 33-40; средняя фракция 65-105°С - 15-25; дебутанизированный риформинг-бензин, полученный при каталитическом риформинге тяжелой фракции 105-180°С К.К. - остальное. Технический результат - получение бензина с концентрацией бензола, не превышающей 0,4 об.% при обеспечении достижения других характеристик,

отвечающих требованиям стандартов ЕВРО.

RU патент № 2580553 (10.04.2016) ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ КАТАЛИЗАТОР КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА

Изобретение относится к катализатору риформинга, который содержит платину, по меньшей мере один металл -

промотор, выбранный из группы, состоящей из рения и иридия, и по меньшей мере один галоген, выбранный из группы, состоящей из фтора, хлора, брома и йода. Содержание платины в указанном катализаторе составляет от

0,02 до 2 вес.% от общего веса катализатора, содержание каждого металла-промотора составляет от 0,02 до 10

вес.% от общего веса катализатора, и содержание галогена составляет от 0,1 до 15 вес.% от общего веса катализатора. При этом указанный катализатор получен на основании подложки из оксида алюминия, в которой содержание серы составляет от 500 до 1200 в.ч./млн от общего веса подложки, а содержание фосфора составляет от 0,04 до 1 вес.% от общего веса подложки. Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью и селективностью в процессах риформинга, а также улучшенной способностью удерживать хлор. Изобретение относится также к способу каталитического риформинга с использованием данного катализатора и применению подложки из оксида алюминия с низким содержанием серы и фосфора для получения катализатор а.

17

Консорциум « Н е д р а »

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:

«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»

каталитического риформинга нафты содержит:

а) благородный металл, содержащий один или более металлов, выбранных из: платины, палладия, родия,

рутения, осмия и иридия;

б) металл семейства лантаноидов содержащий один или более из элементов Периодической таблицы с атомными номерами 57-71;

в) подложку; причем средняя объемная плотность катализатора составляет 0,300 -0,620 грамм на кубический сантиметр, атомное отношение металл семейства лантаноидов : благородный металл составляет менее чем 1,3:1, и

металл семейства лантаноидов распределен в 100-микронном поверхностном слое катализатора с концентрацией,

более чем в один раз, но не более чем в 1,75 раза превышающей концентрацию металла семейства лантаноидов в ядре катализатора. Технический результат - увеличение активности катализатора, способствующего выходу С5+

углеводородов.

RUпатент № 2373996 (27.11.2009) СПОСОБ АКТИВАЦИИ КАТАЛИЗАТОРОВ РИФОРМИНГА

Изобретение относится к способам активации катализаторов риформинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности. Изобретение касается способа активации платиносодержащегокатализатора риформинга путем его обработки при повышенной температуре циркулирующим ВСГ, содержащим углеводороды C1-C3, в который вводят ВСГ с более высоким содержанием

17

Консорциум « Н е д р а »

водорода, подъем температуры активации начинают после достижения в циркулирующем ВСГ содержания углеводородов C2-C3 не более 1,5 об.% и влажности не более 30 млн-1, для чего в циркулирующий постоянно подают осушенный ВСГ с концентрацией водорода не менее 98 об.% в количеств е 20-30 нм3 на 1 м3 катализатора .

Наибольший эффект предлагаемого способа проявляется при температуре активации 500 -520°C,

продолжительности 24-48 часов, а также использовании подпиточного ВСГ с содержанием углеводородов C2-C3 в

количестве не более 0,3 об.%. Технический результат изобретения заключается в:

•увеличении межрегенерационного цикла работы катализатора ;

•снижении температуры процесса риформинга ;

•увеличении концентрации водорода в циркулирующем ВСГ после проведения активации катализатора .

RU патент № 2389755 (04.12.2008) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения высокооктанового автомобильного бензина. Изобретение касается способа получения автомобильного бензина, включающего

разделение бензинового дистиллата каталитического крекинга на легкую и тяжелую фракции,

гидрооблагораживание тяжелой фракции в смеси с прямогонной дизельной фракцией, последующее дополнительное гидрооблагораживание выделенной гидроочищенной бензиновой фракции в смеси с прямогонной бензиновой фракцией. Выделенную гидроочищенную бензиновую фракцию делят на две части, одну из которых подвергают дополнительному гидрооблагораживанию в смеси с прямогонной бензиновой фракцией, после чего направляют на каталитический риформинг , а другую часть смешивают с легкой фракцией бензинового

17

Консорциум « Н е д р а »