что такое риформинг в химии

РИФОРМИНГ

(англ, reforming, от reform-переделывать, улучшать), переработка бензиновых и лигроиновых фракций нефти для получения автомобильных бензинов, ароматич. углеводородов (бензола и его гомологов) и водородсодер-жащего газа. Различают Р. термический и под давлением Н 2 в присут. катализатора.

Термический Р. широко применяли ранее только для произ-ва высокооктановых бензинов. Осн. р-ции: дегидрогенизация и дегидроизомеризация нафтеновых углеводородов, деалкилирование и конденсация ароматич. углеводородов. Переработку бензино-лигроиновых фракций (пределы выкипания 60-180 °С) проводили в трубчатых печах при 530-560 °С и 5-7 МПа. Недостаток процесса-невысокие выходы целевого продукта вследствие больших потерь сырья в виде газа и кокса, а также сравнительно высокое содержание непредельных углеводородов в бензине, что снижает его стабильность и приемистость к тетраэтил-свинцу. Поэтому, несмотря на простоту аппаратурного оформления, данный процесс практически полностью вытеснен каталитическим риформингом.

Лит.: Обрядчиков С. Н., Крекинг, пиролиз, деструктивяая гидрогенизация, 3 изд., М.-Л., 1952 (Технология нефти, ч. 2); Haen&el V., Sterba M.J., «Adv. in Chem. Series», 1951, v. 5, № 1-2, p. 60-75. См. также лит при. ст. Каталитический риформинг. А. Д. Сулимов.

Смотреть что такое «РИФОРМИНГ» в других словарях:

РИФОРМИНГ — (английское reforming, от reform переделывать, улучшать), переработка бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения автомобильных бензинов, ароматических углеводородов и водородсодержащего газа. Различают риформинг термический… … Современная энциклопедия

риформинг — гидроформинг, платформинг Словарь русских синонимов. риформинг сущ., кол во синонимов: 3 • ароматизация (5) • … Словарь синонимов

Риформинг — (от англ. reform – переделывать, улучшать) – каталитический промышленный процесс переработки определенных фракций нефти с целью получения высокооктанового бензина, т.е. бензина с высокой способностью сгорать без детонации в… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Риформинг — (английское reforming, от reform переделывать, улучшать), переработка бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения автомобильных бензинов, ароматических углеводородов и водородсодержащего газа. Различают риформинг термический… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

риформинг — процесс … Cловарь химических синонимов I

риформинг — (англ. reforming), переработка нефтепродуктов (главным образом бензиновых и лигроиновых фракций нефти) при 490 540C и давлении 0,7 3,5 МПа с целью получения высокооктановых автомобильных бензинов, ароматических углеводородов и технического… … Энциклопедический словарь

Риформинг — (англ. reforming, от reform переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов. До 30 х гг. 20 в. представлял собой… … Большая советская энциклопедия

Риформинг — Каталитический риформинг (от англ. to reform переделывать, улучшать) каталитическая ароматизация (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов), относящаяся наряду с каталитической… … Википедия

риформинг — riformingas statusas T sritis chemija apibrėžtis Terminis arba katalizinis naftos produktų perdirbimas, kuriuo gaunama daugiaoktanis benzinas, aromatiniai angliavandeniliai ar vandenilis. atitikmenys: angl. reforming rus. риформинг … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Источник

Каталитический риформинг

Различают каталитический и термический риформинг

Основными целями риформинга являются:

повышение октанового числа бензинов с целью получения неэтилированного высокооктанового бензина;

получение ароматических углеводородов (аренов);

получение водосодержащего газа для процессов гидроочистки, гидрокрекинга, изомеризации и т. д.

Жидкие продукты (риформат) можно использовать как высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов или направлять на выделение ароматических углеводородов, а газ, образующийся при риформинге, подвергают разделению.

Высвобождаемый при этом водород частично используют для пополнения потерь циркулирующего водородсодержащего газа и для гидроочистки исходного сырья, но большую же часть водорода с установки выводят.

Такой водород значительно дешевле специально получаемого.

Именно этим объясняется его широкое применение в процессах, потребляющих водород, особенно при гидроочистке нефтяных дистиллятов.

Кроме водородсодержащего газа из газов каталитического риформинга выделяют сухой газ (C₁ – С₂ или С₁ – С₃) и сжиженные газы (С₃ – С₄); в результате получают стабильный дебутанизированный бензин.

В ряде случаев на установке (в стабилизационной секции) получают стабильный бензин с заданным давлением насыщенных паров.

Это имеет значение для производства высокооктановых компонентов автомобильного или авиационного бензина.

Для получения товарных автомобильных бензинов бензин риформинга смешивают с другими компонентами (компаундируют).

Смешение вызвано тем, что бензины каталитического риформинга содержат 60 – 70% ароматических углеводородов и имеют утяжеленный состав, поэтому в чистом виде они непригодны для использования.

В качестве компаундирующих компонентов могут применяться легкие бензиновые фракции прямой перегонки нефти, изомеризаты и алкилаты.

Поэтому для увеличения производства высокооктановых топлив на основе бензинов риформинга необходимо расширять производства высокооктановых изопарафиновых компонентов.

Октановые числа ароматических углеводородов:

Углеводород исслед-ое моторное дорожное

Бензол (Ткип 80°С) 106 88 97

Толуол (Ткип 111°С) 112 98 105

пара-Ксилол (Ткип 138°С) 120 98 109

мета-Ксилол(Ткип 139°С) 120 99 109,5

oртo-Ксилол (Ткип 144°С) 105 87 96

Этилбензол (Ткип 136°С) 114 91 102,5

Сумма ароматики С9 117 98 107,5

Сумма ароматики С10 110 92 101

Различают риформинг термический и под давлением Н₂ в присутствии катализатора.

Термический риформинг широко применяли ранее только для производства высокооктановых бензинов.

Основные реакции: дегидрогенизация и дегидроизомеризация нафтеновых углеводородов, деалкилирование и конденсация ароматических углеводородов.

Переработку бензино-лигроиновых фракций (пределы выкипания 60-180 °С) проводили в трубчатых печах при 530-560 °С и 5-7 МПа.

Поэтому, несмотря на простоту аппаратурного оформления, данный процесс практически полностью вытеснен каталитическим риформингом.

Образование ароматических углеводородов происходит в результате следующих реакций:

дегидрирование шестичленных циклоалканов:

циклогексан в бензол

метилциклогексан в толуол

диметилциклогексан в ксилол

дегидроциклизация парафиновых углеводородов

гидрокрекинг с образованием жирных газов;

Следует отметить, что большое содержание ароматических углеводородов в бензине плохо сказывается на эксплуатационных и экологических показателях топлива.

Повышается нагарообразование и выбросы канцерогенных веществ.

Особенно это касается бензола, при сгорании которого образуется бензопирен- сильнейший канцероген.

Сырьём для полистирола является стирол продукт риформинга.

Каталитический риформинг стал одним из ведущих процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

С его помощью удается улучшать качество бензиновых фракций и получать ароматические углеводороды, особенно из сернистой и высокосернистой нефти.

В последнее время были разработаны процессы каталитического риформинга для получения топливного газа из легких углеводородов.

Возможность выработки столь разнообразных продуктов привела к использованию в качестве сырья не только бензиновых фракций прямой перегонки нефти, но и других нефтепродуктов.

До массового внедрения каталитического риформинга применялся термический риформинг и комбинированный процесс легкого крекинга тяжелого сырья (мазута,полугудрона и гудрона) и термического риформинга бензина прямой перегонки.

В дальнейшем термический риформинг прекратил свое существование ввиду низких технико-экономических показателей по сравнению с каталитическим.

При термическом риформинге выход бензина на 20-27% меньше и октановое число его а 5-7 пунктов ниже, чем при каталитическом риформинге.

Кроме того, бензин термического риформинга нестабилен.

Процесс каталитического риформинга осуществляют при сравнительно высокой температуре и среднем давлении, в среде водородсодержащего газа.

Каталитический риформинг проходит в среде газа с большим содержанием водорода (70-80 объемн. %).

Это позволяет повысить температуру процесса, не допуская глубокого распада углеводородов и значительного коксообразования.

В результате увеличиваются скорость дегидрирования нафтеновых углеводородов и скорости дегидроциклизации и изомеризации парафиновых углеводородов.

В зависимости от назначения процесса, режима и катализатора в значительных пределах изменяются выход и качество получаемых продуктов.

Однако общим для большинства систем каталитического риформинга является образование ароматических углеводородов и водородсодержащего газа.

Назначение процесса каталитического риформинга, а также требования, предъявляемые к целевому продукту, требуют гибкой в эксплуатации установки.

Необходимое качество продукта достигается путем подбора сырья, катализатора и технологического режима.

Получаемый в процессе каталитического риформинга водородсодержащий газ значительно дешевле специально получаемого водорода; его используют в других процессах нефтепереработки, таких, как гидроочистка и гидрокрекинг.

При каталитическом риформинге сырья со значительным содержанием серы или бензинов вторичного происхождения, в которых есть непредельные углево­дороды, катализатор быстро отравляется.

Поэтому такое сырье перед каталитическим риформингом целесообразно подвергать гидроочистке.

Это способствует большей продолжительности работы катализатора без регенерации и улучшает технико-экономические показатели работы установки.

Источник

Каталитический риформинг

Различают каталитический и термический риформинг

Основными целями риформинга являются:

повышение октанового числа бензинов с целью получения неэтилированного высокооктанового бензина;

получение ароматических углеводородов (аренов);

получение водосодержащего газа для процессов гидроочистки, гидрокрекинга, изомеризации и т. д.

Жидкие продукты (риформат) можно использовать как высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов или направлять на выделение ароматических углеводородов, а газ, образующийся при риформинге, подвергают разделению.

Высвобождаемый при этом водород частично используют для пополнения потерь циркулирующего водородсодержащего газа и для гидроочистки исходного сырья, но большую же часть водорода с установки выводят.

Такой водород значительно дешевле специально получаемого.

Именно этим объясняется его широкое применение в процессах, потребляющих водород, особенно при гидроочистке нефтяных дистиллятов.

Кроме водородсодержащего газа из газов каталитического риформинга выделяют сухой газ (C₁ – С₂ или С₁ – С₃) и сжиженные газы (С₃ – С₄); в результате получают стабильный дебутанизированный бензин.

В ряде случаев на установке (в стабилизационной секции) получают стабильный бензин с заданным давлением насыщенных паров.

Это имеет значение для производства высокооктановых компонентов автомобильного или авиационного бензина.

Для получения товарных автомобильных бензинов бензин риформинга смешивают с другими компонентами (компаундируют).

Смешение вызвано тем, что бензины каталитического риформинга содержат 60 – 70% ароматических углеводородов и имеют утяжеленный состав, поэтому в чистом виде они непригодны для использования.

В качестве компаундирующих компонентов могут применяться легкие бензиновые фракции прямой перегонки нефти, изомеризаты и алкилаты.

Поэтому для увеличения производства высокооктановых топлив на основе бензинов риформинга необходимо расширять производства высокооктановых изопарафиновых компонентов.

Октановые числа ароматических углеводородов:

Углеводород исслед-ое моторное дорожное

Бензол (Ткип 80°С) 106 88 97

Толуол (Ткип 111°С) 112 98 105

пара-Ксилол (Ткип 138°С) 120 98 109

мета-Ксилол(Ткип 139°С) 120 99 109,5

oртo-Ксилол (Ткип 144°С) 105 87 96

Этилбензол (Ткип 136°С) 114 91 102,5

Сумма ароматики С9 117 98 107,5

Сумма ароматики С10 110 92 101

Различают риформинг термический и под давлением Н₂ в присутствии катализатора.

Термический риформинг широко применяли ранее только для производства высокооктановых бензинов.

Основные реакции: дегидрогенизация и дегидроизомеризация нафтеновых углеводородов, деалкилирование и конденсация ароматических углеводородов.

Переработку бензино-лигроиновых фракций (пределы выкипания 60-180 °С) проводили в трубчатых печах при 530-560 °С и 5-7 МПа.

Поэтому, несмотря на простоту аппаратурного оформления, данный процесс практически полностью вытеснен каталитическим риформингом.

Образование ароматических углеводородов происходит в результате следующих реакций:

дегидрирование шестичленных циклоалканов:

циклогексан в бензол

метилциклогексан в толуол

диметилциклогексан в ксилол

дегидроциклизация парафиновых углеводородов

гидрокрекинг с образованием жирных газов;

Следует отметить, что большое содержание ароматических углеводородов в бензине плохо сказывается на эксплуатационных и экологических показателях топлива.

Повышается нагарообразование и выбросы канцерогенных веществ.

Особенно это касается бензола, при сгорании которого образуется бензопирен- сильнейший канцероген.

Сырьём для полистирола является стирол продукт риформинга.

Каталитический риформинг стал одним из ведущих процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

С его помощью удается улучшать качество бензиновых фракций и получать ароматические углеводороды, особенно из сернистой и высокосернистой нефти.

В последнее время были разработаны процессы каталитического риформинга для получения топливного газа из легких углеводородов.

Возможность выработки столь разнообразных продуктов привела к использованию в качестве сырья не только бензиновых фракций прямой перегонки нефти, но и других нефтепродуктов.

До массового внедрения каталитического риформинга применялся термический риформинг и комбинированный процесс легкого крекинга тяжелого сырья (мазута,полугудрона и гудрона) и термического риформинга бензина прямой перегонки.

В дальнейшем термический риформинг прекратил свое существование ввиду низких технико-экономических показателей по сравнению с каталитическим.

При термическом риформинге выход бензина на 20-27% меньше и октановое число его а 5-7 пунктов ниже, чем при каталитическом риформинге.

Кроме того, бензин термического риформинга нестабилен.

Процесс каталитического риформинга осуществляют при сравнительно высокой температуре и среднем давлении, в среде водородсодержащего газа.

Каталитический риформинг проходит в среде газа с большим содержанием водорода (70-80 объемн. %).

Это позволяет повысить температуру процесса, не допуская глубокого распада углеводородов и значительного коксообразования.

В результате увеличиваются скорость дегидрирования нафтеновых углеводородов и скорости дегидроциклизации и изомеризации парафиновых углеводородов.

В зависимости от назначения процесса, режима и катализатора в значительных пределах изменяются выход и качество получаемых продуктов.

Однако общим для большинства систем каталитического риформинга является образование ароматических углеводородов и водородсодержащего газа.

Назначение процесса каталитического риформинга, а также требования, предъявляемые к целевому продукту, требуют гибкой в эксплуатации установки.

Необходимое качество продукта достигается путем подбора сырья, катализатора и технологического режима.

Получаемый в процессе каталитического риформинга водородсодержащий газ значительно дешевле специально получаемого водорода; его используют в других процессах нефтепереработки, таких, как гидроочистка и гидрокрекинг.

При каталитическом риформинге сырья со значительным содержанием серы или бензинов вторичного происхождения, в которых есть непредельные углево­дороды, катализатор быстро отравляется.

Поэтому такое сырье перед каталитическим риформингом целесообразно подвергать гидроочистке.

Это способствует большей продолжительности работы катализатора без регенерации и улучшает технико-экономические показатели работы установки.

Источник

Риформинг

Риформинг – химический процесс, в ходе которого линейные и нециклические углеводороды подвергаются ароматизации (дегидроциклизации) с последующим превращением в бензолоподобные молекулы. Основной целью данного процесса является получение ксилолов, толуола, бензола и других ароматических углеводородов, а также современных высокооктановых бензинов. Риформинг занимает одно из важнейших мест в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленных отраслях. Впервые в промышленных масштабах процесс каталитического риформинга был осуществлен в США в 1940 году, при этом первые установки использовали алюмомолибденовые катализаторы. Позднее начали применять платиновые и алюмоплатиновые катализаторы, применявшиеся на мощных установках платформинга (разновидность риформинга, осуществляемого на платиновом катализаторе в присутствии водорода), что позволило перерабатывать от 0,3 до 1 млн. тонн сырья в год.

Выделяют два основных вида риформинга: термический и каталитический. Термический риформинг представляет собой превращение соответствующих фракций первичной нефтеперегонки в высокооктановые бензины исключительно под воздействием высоких температур. В более прогрессивном каталитическом риформинге преобразование исходного сырья происходит с одновременным использованием катализаторов процесса и высоких температур. Несмотря на то, что каталитический риформинг является более эффективным вариантом, термический риформинг по-прежнему продолжают использовать из-за его меньшей стоимости, однако в развитых странах он практически полностью вытеснен из нефтехимической промышленности.

В ходе процесса каталитического риформинга катализатор постепенно теряет свою активность и требует регенерации или замены. В связи с этим выделяют три варианта организации химического процесса:

1) с периодической регенерацией;

3) с непрерывной регенерацией.

В первом случае риформинг осуществляется в непрерывном режиме над стационарным слоем катализатора, для которого не предусмотрена регенерация и который требует периодической замены. Во втором случае также используется стационарный слой катализатора, который, в отличие от первого варианта, предусматривает его регенерацию. Если используется больше одного реактора, то регенерация может происходить как одновременно во всех аппаратах, для чего требуется временно останавливать процесс, так и попеременно, когда аппараты поочередно исключаются из процесса для регенерации катализатора, но сам процесс риформинга не останавливается. В третьем случае реактор снабжается дополнительным блоком регенерации, между которыми непрерывно циркулирует катализатор, из-за чего становится возможным его регенерация без остановки производства.

Срок действия платинового катализатора существенно сокращают такие примеси в сырье, как азот, сера, свинец и другие вещества, являющиеся каталитическими ядами. Молекулы каталитических ядов взаимодействуют с активными центрами катализаторов, значительно снижая их эффективность или вовсе приводя к отравлению (дезактивации) катализатора. Если подобные вещества присутствуют в сырье для риформинга, то перед помещением в реактор сырье предварительно обрабатывают с помощью гидроочистки водородом. Данный процесс происходит следующим образом: бензины прямой перегонки пропускают через водородосодержащий газ. При этом происходит связывание вредоносных примесей, благодаря чему их концентрация в сырье снижается до допустимого уровня.

Для выделения ароматических углеводов из жидких продуктов риформинга используются различные нестандартные методы, поскольку температура кипения нафтеновых и парафиновых углеводородов близка к аналогичной температуре ароматических. Для выделения толуола, бензола и смеси ксилолов используют жидкостную экстракцию с применением сульфоланов и полиэтиленгликолей. Такие индивидуальные углеводороды, как С₈ и С₉, выделяют с помощью кристаллизации и адсорбции, а также сверхчеткой ректификации (в некоторых случаях).

В риформинге используются бифункциональные катализаторы в виде пористого промотированного оксида алюминия, на который нанесены платиновые сплавы или кристаллы платины небольшого размера. Роль активных центров в катализаторах выполняют оксидный и металлический участки. На металлическом компоненте протекают реакции гидрогенолиза, гидрирования, дигидрирования и, частично, реакции дегидроциклизации. Оксидный компонент является катализатором таких реакций, как гидрокрекинг, изомеризация и, частично, дегидроциклизация. На отечественных предприятиях для риформинга применяют катализаторы в виде оксида алюминия, промотированного хлором или фтором. Также по катализатору при изготовлении равномерно распределяют платину (иногда в сочетании с металлическим промотором). Для подавления реакции гидрогенолиза проводится осернение катализаторов.

Наиболее важными эксплуатационными характеристиками катализаторов считаются селективность, активность и стабильность. Так в случае риформинга, катализатор должен обеспечивать наибольшие выходы водорода и жидких продуктов (максимальная селективность). Реакции ароматизации углеводородов при этом должны протекать с максимально возможной глубиной, тогда как активность катализатора в гидрогенолизе и гидрокрекинге должна быть минимальной. В противном случае содержание газообразных углеводородов в сырье увеличится, а выход конечного продукта уменьшится.

При определенных условиях показателем эффективности риформинга выступает октановое число продукта, полученного после преобразования исходного сырья, или содержание ароматических углеводородов в продукте.

К стабильности катализатора относят его способность сохранять свою первоначальную селективность и активность с течением времени. Иными словами, катализатор риформинга должен обладать достаточным общим сроком службы и достаточной продолжительностью цикла между регенерациями. Еще одной важной характеристикой стабильности катализаторов является высокая износостойкость, особенно перед истиранием и раздавливанием. При отсутствии достаточной механической прочности в трубопроводах и аппаратах установки риформинга скапливаются пыль и осколки, в результате чего в системе увеличивается перепад давления и затрудняется передвижение газовых смесей.

К дезактивации (отравлению) платинового катализатора могут привести такие факторы, как уменьшение дисперсности платины, коксовые отложения и накопление каталитических ядов, которые невозможно удалить. Первые причины можно устранить, применив окислительную регенерацию, а затем обработав платину хлорорганическим соединением в условиях окислительной среды и высоких температур. Что касается катализаторных ядов, то они представляют собой соединения свинца, меди и мышьяка, которые взаимодействуют с платиной, что нарушает гидрирующие и дегидрирующие функции катализатора. Отравление катализатора металлами приводит к его быстрому закоксовыванию и не дает ему восстановить свою активность после регенерации. В связи с этим содержание вышеперечисленных соединений допускается до 0,3 мг/кг исходного продукта, но не более, тогда как содержание соединений серы и азота может составлять 10-20 мг/кг и менее 1 мг/кг соответственно.

Получение высокооктановых бензинов путем каталитического риформинга возможно при ряде реакций, повышающих октановое число. К ним относятся:

Реакции, протекающие на риформинговых катализаторах, в корне изменяют углеводородный состав бензиновых фракций. При этом наиболее приоритетным направлением в данном процессе является ароматизация обрабатываемых углеводородов. Конечная стадия образования ароматических углеводородов происходит на этапе дегидрирования алкилциклогексанов. Дегидроциклизация тяжелых парафиновых углеводородов проходит через промежуточный этап образования алкилциклогексанов (с последующим дегидрированием) и алкилциклопентанов. Парафиновые углеводороды изомеризуются катализаторами риформинга на промежуточном этапе образования ионов карбония и малоразветвленных изомеров. Изомеризация алкилциклопентанов в алкилциклогексаны также является одной из основных реакций риформинга.

Кроме этого, в условиях каталитического риформинга проходит ряд реакций, почти не влияющих на итоговое преобразование основных продуктов процесса, но оказывающих значительное воздействие на стабильность и активность катализаторов. К ним относят реакцию распада хлорсодержащих, азотистых и сернистых соединений, а также реакции, в результате протекания которых на катализаторе образуется кокс. Процесс его образования обуславливается закоксовыванием катализаторов – реакции уплотнения на поверхности, снижающей активность и ухудшающей селективность.

Кроме этого, на закоксовывание влияют такие факторы, как отравление катализатора каталитическими ядами, снижение мольного отношения водорода к исходному сырью, падение парциального давления, дисбаланс кислотной и гидрирующей функций катализатора, а также преобразование сырья с высоким содержанием тяжелых и легких углеводородов. Наиболее быстрой реакцией риформинга считается реакция дегидрирования циклогексана и его химических соединений в ароматические углеводороды. Наиболее медленной – реакция дегидроциклизации парафиновых углеводородов, которую, как и гидрокрекинг, можно ускорить максимально возможным повышением температуры.

Сернистые соединения, в зависимости от строения, в процессе риформинга преобразуются в ароматические, нафтеновые или парафиновые углеводороды, поглощающие водород и выделяющие сероводород. Азотсодержащие соединения на катализаторе преобразуются в аналогичные углеводороды, но с выделением аммиака. Реакции риформинга, в процессе протекания которых из нафтенов и парафинов образовываются ароматические углеводороды, поглощают тепло. Реакции гидрогенолиза и гидрокрекинга по сути экзотермичны, тогда как изомеризация нафтеновых и парафиновых углеводородов обладает почти нулевым тепловым эффектом.

Источник