Katalītiskā reformēšana ir progresīva tehnoloģija ar gadsimtu senu vēsturi

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Eļļas derīgās īpašības cilvēcei ir zināmas kopš neatminamiem laikiem. To izmanto, lai iegūtu degvielu un izejvielas sintētisko šķiedru un plastmasas ražošanai. Tajā pašā laikā cilvēce vienmēr ir centusies maksimāli palielināt ieguvumus no fosilā kurināmā pārstrādes. Viena no šīm metodēm bija katalītiskā riformings - process, kas radīja augstas kvalitātes benzīnu un aromātiskos ogļūdeņražus.

Šī naftas rafinēšanas metode tika izgudrota tālajā 1911. gadā, un kopš 1939. gada tehnoloģija tiek izmantota rūpnieciskā mērogā. Kopš tā laika fosilā kurināmā destilācijas metode ir pastāvīgi pilnveidota. Mūsdienās tas ir viens no sarežģītākajiem un efektīvākajiem veidiem, kā ražot benzīnu ar augstu oktānskaitli.

Degvielas destilācija

Katalītiskā riforminga ir sešu locekļu naftēnu dehidrogenēšanas process (ūdeņraža molekulas atdalīšana no organiskiem savienojumiem) niķeļa un dažu elementu klātbūtnē.citi platīna grupas metāli augstā temperatūrā, kas izraisa aromātisku savienojumu veidošanos. Citiem vārdiem sakot, šis ir process, kas ļauj iegūt produktu ar augstu oktānskaitli - reformātu - no zemas kvalitātes izejvielām - tiešās destilācijas benzīna.

Galvenais iemesls, kāpēc reformas ir kļuvušas tik plaši izplatītas, ir rūpes par vidi. Pirms tam benzīna ar augstu oktānskaitli ražošanā tika izmantoti pretdetonācijas līdzekļi uz svina bāzes. Gandrīz nekādu emisiju reformēšanas rezultātā.

Saņemtie produkti

Izmantojot šo tehnoloģiju, iespējams iegūt vērtīgākās naftas ķīmijas izejvielas - benzolu, toluolu, aromātiskos ogļūdeņražus. Mūsdienās katalītiskā riformings ir process, kas visā pasaulē saražo līdz 480 miljoniem tonnu naftas ķīmijas produktu gadā.

Galvenais ražošanas cikla galaprodukts ir pārformatēšana - benzīns ar oktānskaitli 93-102.

Tajā pašā laikā rodas parafīna blakusprodukti, kā arī 90% ūdeņraža gāze, kas ir tīrākā, nekā iegūta ar citām metodēm.

Cits produkts, ko papildina katalītiskā riformings, ir kokss. Tas tiek nogulsnēts uz katalizatoru virsmas, ievērojami samazina to aktivitāti. Viņi cenšas samazināt tā skaitu.

Katalītiskā riforminga tehnoloģija

Tieši darbināms benzīns, degviela ar zemu oktānskaitli, darbojas kā katalītiskā riforminga izejviela. Viss process tiek veikts 3-4 reaktoros, kuriem ir fiksēts katalizatora slānis. Reaktori ir savstarpēji savienoti ar caurulēm ar sarežģītu daudzkameru sistēmu un pārejas produkta sildīšanu.

Katalītiskā riforminga katalizatori ir nesējs - alumīnija oksīds (A1203), kas mijas ar platīna kristāliem. Reaktoros 480–520 °C temperatūrā un 1,2–4 MPa spiedienā izejmateriāls tiek pārvērsts izoparafīnā un aromātiskajos savienojumos ar augstu oktānskaitli.

Ļoti bieži, lai palielinātu procesa stabilitāti, tehnoloģijā tiek ieviesti dārgāki metāli (rēnijs, germānija, irīdijs), kā arī halogēni - hlors un fluors.

Katalītiskā riforminga veidi

Līdz šim ir izgudrotas daudzas metodes, lai ražotu benzīnu ar augstu oktānskaitli un aromātiskos ogļūdeņražus, izmantojot katalītiskās riforminga reakcijas. Katrs ārvalstu uzņēmums savu ražošanas metodi patur noslēpumā. Tomēr to visu pamatā ir trīs galvenās metodes:

1. Naftas reformēšana tiek veikta vienlaicīgi trīs vai četros reaktoros nepārtraukti. Tās būtība slēpjas faktā, ka procesa katalizators vispirms pilnībā attīsta savu potenciālu, pēc tam reaktori tiek apturēti, līdz paātrinātājs atjauno savas īpašības.
2. Nepārtraukta reakcija 2-3 instalācijās - reaģents tiek periodiski atjaunots katrā sistēmā, kad tas tiek ražots. Tajā pašā laikā process neapstājas, un reģeneratīvais reaktors tiek aizstāts ar "peldošo", papildu.

Lielākaisproduktivitāti var panākt ar nepārtrauktu reakciju, izmantojot reģenerācijas blokus un reaktorus. Katalizators, tā īpašībām pasliktinoties, tiek ievietots reģenerācijas kamerā, un tā vietā nāk “nesen redukts reaģents”, notiek alumīnija-platīna savienojumu cirkulācija.

Galvenā problēma

Galvenā problēma, kas saistīta ar reformēšanu, ir liela daudzuma koksa veidošanās, kas samazina alumīnija oksīda-platīna materiālu katalītisko spēju. Šīs problēmas risinājums ir sadedzināt koksa nogulsnes uz reaģējošo elementu virsmas, izmantojot skābekļa inertu maisījumu 300-500 grādu temperatūrā pēc Celsija. Šo procesu zinātnieku aprindās sauc par reģenerāciju.

Katalītisko elementu nav iespējams pilnībā atjaunot. Lietojot, tas neatgriezeniski noveco, pēc tam tiek nosūtīts uz īpašām rūpnīcām, kur no tā iegūst platīnu un citus dārgus metālus.

Katalītiskie reformatori

Šo dabiskā kurināmā apstrādes metodi izmanto dažāda veida iekārtas. Lai nosauktu dažus no tiem:

• Izvēles formēšana. Šeit reformētājs apvieno katalītiskās dehidrogenēšanas procesu ar selektīvo hidrokrekingu.
• Platformēšana. Tam ir 3 reaktori, un katalizatoru darbības laiks ir no 6 līdz 12 mēnešiem.
• Ultraformēšana. Viena no pirmajām iekārtām ar "peldošo" reaktoru, kas veic reaģenta samazināšanas procesu.
• Isoplus. Priekšlai iegūtu produktu, tiek apvienoti reformēšanas un termiskās krekinga procesi.

Visplašāk izplatītā naftas reformēšana ir iegūta Ziemeļamerikā – šeit ik gadu tiek pārstrādāts līdz 180 miljoniem tonnu dabiskās degvielas. Otrajā vietā ir Eiropas valstis – tās veido aptuveni 93 miljonus tonnu. Pirmo trijnieku noslēdz Krievija ar aptuveni 50 miljonu tonnu naftas ieguvi gadā.