Reformowanie katalityczne to postępowa technologia ze stuletnią historią

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Użyteczne właściwości oleju znane są ludzkości od niepamiętnych czasów. Służy do pozyskiwania paliwa i surowców do produkcji włókien syntetycznych i tworzyw sztucznych. Jednocześnie ludzkość zawsze dążyła do maksymalizacji korzyści z przetwarzania paliw kopalnych. Jedną z tych metod był reforming katalityczny, proces, który dał początek wysokiej jakości benzynom i węglowodorom aromatycznym.

Ta metoda rafinacji ropy naftowej została wynaleziona już w 1911 roku, a od 1939 roku technologia ta jest stosowana na skalę przemysłową. Od tego czasu metoda destylacji paliw kopalnych jest stale udoskonalana. Dziś stanowi jeden z najbardziej złożonych i wydajnych sposobów produkcji wysokooktanowej benzyny.

Destylacji paliwa

Reforming katalityczny to proces odwodornienia (usunięcia cząsteczki wodoru ze związków organicznych) sześcioczłonowych naftenów w obecności niklu iinne metale z grupy platynowców w wysokiej temperaturze, co prowadzi do powstania związków aromatycznych. Innymi słowy jest to proces, który umożliwia uzyskanie wysokooktanowego produktu – reformatu – z surowców niskiej jakości – benzyny z destylacji.

Głównym powodem, dla którego reformy stały się tak powszechne, jest troska o środowisko. Wcześniej do produkcji wysokooktanowej benzyny stosowano środki przeciwstukowe na bazie ołowiu. Prawie brak emisji z reformingu.

Otrzymane produkty

Za pomocą tej technologii możliwe jest wydobycie najcenniejszych surowców petrochemicznych – benzenu, toluenu, węglowodorów aromatycznych. Obecnie reformowanie katalityczne to proces, w którym na całym świecie wytwarza się rocznie do 480 milionów ton produktów petrochemicznych.

Głównym produktem końcowym cyklu produkcyjnego jest reformat - benzyna o liczbie oktanowej 93-102.

W tym samym czasie powstają parafinowe produkty uboczne, a także 90% gazowego wodoru, który jest najczystszy niż uzyskiwany innymi metodami.

Innym produktem towarzyszącym reformingowi katalitycznemu jest koks. Osadza się na powierzchni katalizatorów, znacznie obniża ich aktywność. Próbują zmniejszyć jego liczbę.

Technologia reformingu katalitycznego

Benzyna do produkcji bezpośredniej, paliwo o niskiej liczbie oktanowej, działa jako surowiec do reformingu katalitycznego. Cały proces realizowany jest w 3-4 reaktorach, które posiadają nieruchome złoże katalizatora. Reaktory są połączone rurami ze złożonym systemem wielokomorowym i podgrzewaniem produktu przemiany.

Katalizatorami reformingu katalitycznego są nośniki - tlenek glinu (A1203) przeplatany kryształami platyny. W reaktorach w temperaturze 480-520 °C i ciśnieniu od 1,2 do 4 MPa surowiec jest przekształcany w wysokooktanową izoparafinę i związki aromatyczne.

Bardzo często, w celu zwiększenia stabilności procesu, do technologii wprowadzane są droższe metale (ren, german, iryd), a także halogeny - chlor i fluor.

Rodzaje reformingu katalitycznego

Do tej pory wynaleziono wiele metod wytwarzania wysokooktanowej benzyny i węglowodorów aromatycznych w reakcjach reformingu katalitycznego. Każda zagraniczna firma zachowuje w tajemnicy własną metodę produkcji. Jednak wszystkie są oparte na trzech głównych metodach:

1. Reformowanie ropy prowadzone jednocześnie w trzech lub czterech reaktorach w sposób ciągły. Jego istota polega na tym, że katalizator procesu najpierw w pełni rozwija swój potencjał, po czym reaktory są zatrzymywane do czasu przywrócenia przez akcelerator swoich właściwości.
2. Ciągła reakcja w 2-3 instalacjach - odczynnik jest okresowo odnawiany w każdym systemie w miarę jego produkcji. Jednocześnie proces się nie zatrzymuje, a reaktor regeneracyjny zostaje zastąpiony „pływającym”, dodatkowym.

Najlepszewydajność można osiągnąć dzięki ciągłej reakcji z wykorzystaniem jednostek regeneracyjnych i reaktorów. Katalizator w miarę pogarszania się jego właściwości umieszczany jest w komorze regeneracyjnej, a na jego miejsce pojawia się „niedawno zredukowany odczynnik”, następuje cyrkulacja związków glinowo-platynowych.

Główny problem

Głównym problemem towarzyszącym reformingowi jest tworzenie się dużej ilości koksu, co zmniejsza zdolność katalityczną materiałów z tlenku glinu i platyny. Rozwiązaniem tego problemu jest wypalenie osadów koksu na powierzchni reagujących pierwiastków za pomocą obojętnej mieszaniny tlenowej w temperaturze 300-500 stopni Celsjusza. Ten proces w środowisku naukowym nazywa się regeneracją.

Całkowite przywrócenie elementu katalitycznego jest niemożliwe. W miarę użytkowania starzeje się bezpowrotnie, po czym jest wysyłany do specjalnych fabryk, gdzie pozyskuje się z niego platynę i inne drogie metale.

Reformatory katalityczne

Ta metoda przetwarzania paliw naturalnych realizowana jest przez różnego rodzaju instalacje. Aby wymienić kilka z nich:

• Wybieranie. Tutaj reformer łączy proces katalitycznego odwodornienia z selektywnym hydrokrakingiem.
• Platforma. Posiada 3 reaktory, a czas pracy katalizatorów wynosi od 6 do 12 miesięcy.
• Ultraformowanie. Jedna z pierwszych instalacji z „pływającym” reaktorem, w której przeprowadzany jest proces redukcji odczynnika.
• Isoplus. Dow celu uzyskania produktu łączy się procesy reformingu i krakingu termicznego.

Najbardziej rozpowszechniony reforming ropy naftowej pojawił się w Ameryce Północnej - tutaj przetwarza się rocznie do 180 milionów ton paliwa naturalnego. Na drugim miejscu są kraje Europy – stanowią one ok. 93 mln ton. Rosja zamyka pierwszą trójkę z roczną produkcją około 50 milionów ton ropy.