10.3.5.5 Коефіцієнт рециркуляції

Коефіцієнт рециркуляції – це відношення загального завантаження реактора до в ньому свіжої сировини:

Коефіцієнт рециркуляції знаходиться в межах 1,3-1,5. Коефіцієнт рециркуляції впливає на вихід продуктів і їх якість. При збільшенні К_Р зростають виходи бензину, газу і коксу та зменшується вихід газойлів. Він регулюється кількістю охолоджуючого агента, який подається в нижню частину колони К-1 або температурою низу колони. В якості охолоджуючих агентів можуть використовуватись бензин, газойль або гудрон. При подачі важкого охолоджуючого агенту він зростає.

10.4 Каталітичні процеси

10.4.1 Каталітичний реформінг

10.4.1.1 Призначення, суть і хімізм процесу

Процес каталітичного реформінгу служить для підвищення детонаційної стійкості (октанового числа) бензинів і одержання індивідуальних ароматичних вуглеводнів, головним чином, бензолу, толуолу і ксилолів.

Суть процесу каталітичного реформінгу полягає в тому, що сировина змішується з водневмісним газом, нагрівається до температури біля 500^оС і у вигляді парів проходить через шар каталізатора. Під впливом температури і каталізатора відбувається зміна хімічної структури молекул сировини.

Процес каталітичного реформінгу включає три основні типи реакцій перетворення вуглеводнів: ароматизацію, ізомеризацію і гідрокрекінг. Найбільш важливими є реакції, які призводять до утворення ароматичних вуглеводнів. До них відносяться реакції дегідрування шестичленних нафтенових вуглеводнів і дегідроциклізація парафінових вуглеводнів:

(10.1)

Рисунок 10.3 – Реакція дегідрування

(10.2)

Рисунок 10.4 - Реакція дегідроциклізації

В той час, коли реакція (10.3) протікає з найбільшою швидкістю, то реакція (10.4) – з найменшою. Парафінові вуглеводні нормальної будови в умовах каталітичного реформінгу можуть також вступати в реакцію ізомеризації:

СН₃ – (СН₂)₃ – СН₃ СН₃ – СН – СН₂ –СН₃ (10.3)

І

СН₃

н – пентан ізопентан

П’ятичленні нафтени, що містяться у сировині, безпосередньо не дегідруються, але в присутності каталізаторів риформінгу. Вони ізомеризуються з утворенням відповідних шестичленних нафтенів, які вже здатні до дегідрування:

(10.4)

Рисунок 10.5 – Реакція ізомеризації

С₈Н₁₈ + Н₂ С₃Н₈ + С₅Н₁₂ (10.5)

октан пропан пентан

Високі температури процесу викликають реакції крекінгу. Утворені осколки молекул можуть насичуватися воднем або вступати в реакції ущільнення. Насичення осколків молекул воднем називається гідрокрекінгом. Він призводить до утворення вуглеводневих газів і може бути представлений у вигляді наступної реакції:

С₈Н₁₈ + Н₂ С₃Н₈ + С₅Н₁₂ (10.6)

октан пропан пентан

Це небажана реакція процесу каталітичного реформінгу, оскільки в результаті її протікання зменшується вихід цільового продукту – високооктанового бензину. Реакції ущільнення призводять до утворення коксу на поверхні каталізатора і його дезактивації, тому теж є небажаними в процесі. Щоб запобігти цьому реформінг проводять в атмосфері водню і при високому тиску.