Материал: Технология глубокой переработки нефти и газа.

Принципиальная технологическая схема установки КР НРК при­ ведена на рис. 10.9.

Четыре реактора риформинга (Р-1) расположены друг над дру­ гом и связаны между собой системами переточных труб малого диа­ метра. Шариковый катализатор диаметром 1,6 мм свободно перете­ кает под действием силы тяжести из реактора в реактор. Из реакто­

551

кислорода 10 - 20 % и подаче хлорорганического соединения - окис­ лительное хлорирование катализатора, а в нижней зоне катализатор прокаливается в токе сухого воздуха. Разобщение зон - гидравличес­ кое. Катализатор проходит все зоны под действием силы тяжести. Из регенератора через систему шлюзов-затворов катализатор поступает в питатель-дозатор пневмотранспорта и водородсодержащим газом по­ дается в бункер-наполнитель, расположенный над реактором первой ступени. Процесс регенерации автоматизирован и управляется ЭВМ. Систему регенерации при необходимости можно отключить без нару­ шения режима риформирования сырья.

Поскольку процесс риформинга проводится при пониженном давлении (0,9 - 0,4 МПа), на установках КР НРК применяется иная, чем в схеме рис. 10.7, система операции ВСГ: катализат после реак­ торов и сырьевого теплообменника поступает в сепаратор низкого давления С-1. Выделившиеся в нем газовая и жидкая фазы соответ­ ственно компрессором и насосом подаются в сепаратор высокого давления С-2 для выделения ВСГ с высокой концентрацией водоро­ да. Стабилизация нестабильного катализата осуществляется по ана­ логичной рис. 10.7 схеме.

552

В табл. 10.10 приведены для сравнения данные по материальному балансу и качествам продуктов установок каталитического риформин­ га с периодической и непрерывной регенерацией катализатора.

Как видно из таблицы, на установках со стационарным слоем катализатора при снижении давления с 3,0 до 1,5 МПа выход ката­ лизата с октановым числом 95 увеличился с 74,4 до 84,9 %, а выход водорода - с 1,0 до 1,9 %. На установке КР НРК при давлении 0,8 МПа выход катализата с октановым числом 100 достигает 83,5, а выход водорода - 2,8 %.

10.3. Каталитическая изомеризация пентангексановой фракции бензинов

Ранние промышленные процессы изомеризации были предназна­ чены для получения изобутана из «-бутана на хлористом алюминии при мягком температурном режиме (90120 °С). Изобутан далее ал­ килировали бутиленами и в результате получали изооктан.

Целевым назначением процессов каталитической изомеризации в современной нефтепереработке является получение высокоокта­ новых изокомпонентов автобензинов или сырья нефтехимии, преж­ де всего изопентана для синтеза изопренового каучука.

553

Высокая эффективность процессов изомеризации заключается

втом, что в качестве сырья используются низкооктановые компо­ ненты нефти - фракции н.к. - 62 °С и рафинаты каталитического риформинга, содержащие в основном я-пентаны и я-гексаны. Это сырье (а также фракции С5и С6, получаемые с ГФУ) изомеризуется

всреде водорода в присутствии бифункциональных катализаторов. Высокие детонационная стойкость (см. табл. 10.2) и испаряемость продуктов изомеризации углеводородов С3 и С6обусловливают их исключительную ценность в качестве низкокипящих высокооктано­ вых компонентов неэтилированных автобензинов.

:10.3.1. Теоретические основы

Реакции изомеризации парафинов являются обратимыми, про­ текают без изменения объема, с небольшим экзотермическим эффек­ том (6 -8 кДж/моль). Поэтому термодинамическое равновесие зави­ сит только от температуры: низкие температуры благоприятствуют образованию более разветвленных изомеров и получению, следова­ тельно, изомеризата с более высокими октановыми числами (табл. 10.11). При этом равновесное содержание изомеров при дан­ ной температуре повышается с увеличением числа атомов углерода в молекуле я-парафина.

На бифункциональных катализаторах, обладающих дегидрогид­ рирующей и кислотной активностями, изомеризация протекает по следующей схеме:

Вначале происходит дегидрирование я-парафина на металличес­ ких центрах катализатора. Образовавшийся олефин на кислотном центре превращается в карбений-ион, который легко изомеризует­ ся. Изомерные карбений-ионы, возвращая протон кислотному цент­ ру катализатора, превращаются в соответствующие олефины, кото­ рые затем гидрируются на металлических центрах катализаторов изомеризации.

Активные центры как металлические, так и кислотные в отсут­ ствие водорода быстро отравляются в результате закоксовывания ка­ тализатора. Для подавления побочных реакций крекинга процесс проводится под повышенным давлением при циркуляции водород­ содержащего газа.

554

оксида алю м и­ ния. Алюмоплатиновые фторированные катализаторы (как отече­

ственные ИП-62 с содержанием 0,5 % Pt) позволяют осуществить про­ цесс изомеризации при 360 - 420 °С и называются высокотемператур­ ными. Металл-цеолитные катализаторы (как отечественный ИЦК-2, содержащий 0,8 % Pt на цеолите CaY) используются при 230 - 380 °С (в зависимости от типа цеолита) и названы среднетемпературными. Алюмоплатиновые катализаторы, промотированные хлором (такие, как НИП-66 и НИП-74) применяют при 100 - 200 °С и названы низко­ температурными. Использовавшийся ранее в качестве катализатора хлорид алюминия в настоящее время не применяется.

Наибольшее распространение в нефтепереработке получили низко- и высокотемпературные процессы изомеризации я-парафи- нов С4- С6на основе алюмоплатиновых катализаторов, промотированных хлором или фтором.

10.3.2. Основные параметры процесса

Температура. С повышением температуры скорость реакции изомеризации возрастает до ограничиваемого равновесием преде­ ла. Дальнейшее повышение температуры приводит лишь к' усиле­

555