Состав, строение и свойства катализаторов риформинга

Регенерация катализатора риформинга включает следующие этапы: выжиг кокса, оксихлорирование, прокалка, восстановление и сульфидирование (в случае необходимости).

На практике потеря активности катализатора происходит, главным образом, в результате отложений кокса на повержности и в порах его носителя (матрицы). Регенерация катализатора проводится путем их выжига в потоке, содержащем кислород, при повышенных температурах. Это способствует миграции и соответственно слиянию частиц металла. В результате этого активность катализатора полностью не восстанавливается. Выжиг кокса во время регенерации приводит к еще большему вымыванию хлора из катализатора. Поэтому требуется этап его оксихлорирования. Он катализаторов риформинга осуществляется подачей хлорорганического соединения (дихлорэтана).

Прокалку катализаторов проводят для достижения более равномерного распределения хлора на поверхности матрицы.

Для перевода металла катализатора из оксидной в металлическую форму проводят восстановление (циркуляцией водородсодержащего газа при повышенных температурах).

Целью сульфидирования является подавление высокой активации свежего или регенерированного катализатора в нежелательных реакциях гидрогенолиза. Сульфидирование проводят только для современных катализаторов рифоминга с периодической регенерацией, например RG 582, R-56, R86.

В настоящее время в мире существует большое число промышленных катализаторов риформинга. Основные фирмы производящие катализаторы риформинга – ЮОП, ФИН, Критерион, Акзо-Нобель и др. Первые две из перечисленных выше являются наиболее значимыми в настоящее время.

Достаточно значительными производителями катализаторов являются в последние годы Китай, Япония и Россия.

Технология синтеза катализаторов риформинга постоянно развивается. Их свойства все более и более оптимизируются. Каждый год производящие их фирмы заявляют об освоении выпуска улучшенных промышленных образцов. Это неудивительно, так как катализатор является одной из наиболее важных составляющих процесса.

Каталитический риформинг

Назначение – получение высокооктанового компонента автомобильных бензинов, ароматизированного концентрата для производства индивидуальных ароматических углеводородов и технического водорода в результате каталитических превращений бензиновых фракций.

Сырье и продукция. В качестве сырья риформинга обычно используются прямогонные бензиновые фракции. Также в качестве сырья могут использоваться бензины вторичных процессов - гидрокрекинга, термического крекинга и т.д., при условии их специальной подготовки. При получении высокооктанового компонента автомобильного бензина используются широкие фракции, выкипающие в пределах от 60-90°С до 180°С; при получении бензола, толуола, ксилолов – узкие фракции, выкипающие соответственно в интервалах 62-85°С, 85-105°С, 105-140°С. Для предотвращения дезактивации катализатора в сырье ограничивается содержание серы (не более 0,00005÷0,0010 % в зависимости от типа катализатора) и азота (не более 0,0001%).

Продукция:

        Углеводородный газ – содержит в основном метан и этан, служит топливом нефтезаводских печей;

        Головка стабилизации (углеводороды С3 - С4 и С3 - С5) – применяется как бытовой газ или сырье газофракционирующих установок;

        Катализат – используется в качестве компонента автомобильных бензинов или сырья блоков экстракции ароматических углеводородов; ниже приводится характеристика катализатов, полученных риформированием фракций 62-105°С (I), 62-140°С (II), 85-180°С (III)  в жестком режиме:

        Водородсодержащий газ – содержит 75-90 % (об.) водорода, используется в процессах гидроочистки, гидрокрекинга, изомеризации, гидродеалкилирования.

Катализаторы. Катализаторы риформинга относятся к классу металлических катализаторов, приготовленных нанесением небольшого количества металла на огнеупорный носитель. На первом этапе развития процесса применялись монометаллические катализаторы – алюмоплатиновые. Современные катализаторы - полиметаллические, представляют собой оксид алюминия, промотированный хлором, с равномерно распределенными по всему объему платиной и металлическими промоторами (рений, кадмий и/или др.). На отечественных установках риформинга применяются, как отечественные катализаторы: типа KP, ПР, REF, РБ, так и зарубежные типа R (выпускается фирмой ЮОП, США) и типа RG (производится французской фирмой Прокатализ). Для обеспечения долговременного цикла работы эти катализаторы требуют тщательной подготовки сырья. Сырье должно быть очищено от сернистых, азотистых и кислородосодержащих соединений, что обеспечивается включением в состав установок риформинга блоков гидроочистки; циркулирующий в системе водородосодержащий газ должен быть тщательно осушен.

Технологическая схема. Установки каталитического риформинга подразделяются по способу осуществления окислительной регенерации катализатора на:

        Установки со стационарным слоем, где регенерация проводится 1-2 раза в год и связана с остановкой производства;

        Установки с движущимся слоем катализатора, где регенерация проводится в специальном аппарате

Большинство российских установок относится к первой группе.

Технологический режим. Режим установок каталитического риформинга зависит от типа катализатора, назначения установки, типа сырья. Ниже приводятся эксплуатационные показатели установок каталитического риформинга, со стационарной регенерацией катализатора, вырабатывающих компонент высокооктанового бензина:

Материальный баланс. В России и других странах б. СССР эксплуатируются установки каталитического риформинга со стационарным и движущимся слоем катализатора по лицензии ЮОП), установки дуалформинга, установки каталитического риформинга, скомбинированные с блоками выделения ароматических углеводородов.

Материальный баланс установок каталитического риформинга, работающих  с применением монометаллического (I) и полиметаллического (II) катализаторов, приводятся ниже:  

Расходные показатели (на 1 т сырья):

Каталитический реформинг

Каталитический реформинг, каталитическая переработка бензиновых фракций (в основном прямогонных) под давлением Н2 с целью получения высокооктановых автомобильных бензинов, ароматических углеводородов (бензола, толуола. ксилолов и др.) и водородсодержащего газа. Каталитический реформинг - один из важнейших процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Первые промышленные установки (40-е гг. 20 в., США), на которых использовали алюмомолибденовый катализатор, называли установками гидроформинга. при переходе на платиновые катализаторы последние практически полностью заменены т. наз. установками платформинга. мощность которых обычно составляет 0,3-1,0 млн. т/год перерабатываемого сырья.