Каталитический риформинг превращает низкооктановую бензиновую фракцию в высокооктановый компонент бензина и сырьё для химии. Разберёмся, откуда название, как процесс появился и что происходит в реакторе.
Откуда название
Английское reforming значит «переформирование». Слово точно передаёт суть: молекулы углеводородов почти не меняют размер, зато перестраиваются — прямые цепочки замыкаются в кольца, кольца теряют водород и становятся ароматическими.
Как процесс появился
Химическую основу открыл Николай Зелинский (1861–1953). В 1911 году он показал, что шестичленные нафтены в присутствии никеля и металлов платиновой группы отдают водород и превращаются в ароматические углеводороды. Первые промышленные установки конца 1930-х годов работали на оксидных катализаторах на основе оксида алюминия.
В 1949 году американская компания UOP предложила платиновый катализатор — процесс назвали платформингом. Он шёл при 450 °C и давлении 5–6 МПа. Следующий шаг сделали двадцать лет спустя: в 1969 году компания Chevron запатентовала биметаллический катализатор, где к платине добавлен второй металл — рений, позднее олово или иридий. Катализатор стал стабильнее, а давление в реакторе удалось снизить.
Что происходит в реакторе
- Дегидрирование нафтенов. Кольцевые насыщенные углеводороды теряют водород и становятся ароматическими.
- Изомеризация пятичленных колец в шестичленные — их потом проще ароматизировать.
- Изомеризация парафинов: прямые цепочки превращаются в разветвлённые, у которых выше октановое число.
- Дегидроциклизация: прямая цепочка замыкается в кольцо и сразу ароматизируется.
На выходе — риформат (высокооктановый бензин), ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы — и водородсодержащий газ. Водород завод отправляет на гидроочистку, где из топлива удаляют серу.
Катализатор и его регенерация
Современный катализатор — платина, равномерно распределённая на оксиде алюминия, который промотируют хлором: так регулируют кислотную функцию носителя. В работе на катализаторе откладывается кокс, и активность падает. В установках с неподвижным слоем его периодически выжигают, останавливая реактор; в установках с непрерывной регенерацией катализатор медленно движется через реакторы в регенератор и обратно, и установка работает без остановок.
Пример: установка CCR
На Атырауском НПЗ работает комплекс каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора (CCR, continuous catalyst regeneration) и блоком извлечения бензола. Технология — французской компании Axens, мощность — 1 млн тонн сырья в год, сырьё — гидроочищенная нафта. Установка работает в бензиновом или ароматическом варианте.
Процесс идёт в четырёх адиабатических реакторах при сверхнизком давлении — 0,35–0,49 МПа, — что повышает глубину ароматизации до 98 %. Активность платино-оловянного катализатора CR-601 восстанавливают непрерывным выжигом кокса и оксихлорированием, которое заново распределяет платину по поверхности. Отсюда длинный межремонтный пробег установки.
