Риформинг. Краткое описание процесса. Условия протекания. Сырье. Получаемые продукты.

Риформинг – (от англ. reforming – переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти.

До 30-х годов 20 века риформинг представлял собой разновидность термического крекинга и проводился при 540°С для получения бензина с октановым числом 70-72.

С 40-х годов риформинг – каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н.Д. Зелинским, а также В.И. Каржевым, Б.Л. Молдавским. Впервые этот процесс был осуществлен в 1940 г в США.

Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-520°С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты.

Для улучшения свойств бензиновых фракций нефти они подвергаются каталитическому риформингу, который проводится в присутствии катализаторов из платины или платины и рения. При каталитическом риформинге бензинов происходит образование ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.) из парафинов и циклопарафинов, например:

CH₃ – (CH2)₅ – CH₃ → C₆H₅CH₃ + 4H₂

Циклоалканы превращаются в ароматические соединения, подвергаются изомеризации, гидрированию. Ароматические углеводороды теряют при риформинге боковые цепи, например:

C₆H₅CH₃ + H₂ → C₆H₆ + CH₄ и т.д.

Ранее основным источником получения ароматических углеводородов была коксовая промышленность.

18) Основное аппаратурное оформление НПЗ.

Физические и химические процессы переработки нефти и нефтепродуктов складываются принципиально из двух основных этапов: 1) нагревание до высокой температуры и 2) разделение продуктов. Некоторые химические методы переработки включают каталитические процессы.

Нагревание нефти или нефтепродуктов производится главным образом в трубчатых печах. В этих печах передача тепла от греющих газов к перерабатываемому материалу производится через стенки трубок путем конвекции и радиации (излучения) от пламени, раскаленных газов, а также от свода. Более двух третей тепла передается от дымовых газов радиацией, несмотря на то, что поверхность теплопередачи трубок, находящихся в конвективной камере, значительно больше, чем находящихся под сводом печи. Последнее обстоятельство обусловило строительство трубчатых печей, у которых конвективная часть очень мала или вообще отсутствует.

Разделение продуктов нефтепереработки производится главным образом путем ректификации в ректификационных колоннах различных типов. Наибольшее распространение получили различные конструкции колонн с барботажными колпаками. Особенностью ректификационных колонн нефтеперерабатывающих установок является то, что они как бы представляют собою несколько поставленных друг на друга простых самостоятельных колонн, с отбором по высоте жидкости (смотри рисунок 2.1). Жидкость поступает в расположенные вне колонны отпарные секции (на рисунке 2.1 не показаны) и обрабатывается в них паром. При этом получают пары низкокипящих фракций, возвращаемые в колонну, и жидкий нефтепродукт или дистиллат.

Ректификационные колонны работают под повышенным и атмосферным давлениями, а также под вакуумом.

Как правило, катализатор в этих процессах очень быстро теряет активность и потому контактные узлы включают контактные аппараты и регенераторы. Эксплуатируются контактные аппараты и регенераторы с фильтрующим слоем катализатора, кипящим слоем и с движущимся катализатором. Наряду с указанными основными аппаратами на установках имеются теплообменники, конденсаторы, хранилища и другая аппаратура.