Каталитический риформинг
Введение
Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензины. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.
Развитие производства бензинов связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива - детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом.
Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов - сырья для нефтехимического синтеза - и водородосодержащего газа - технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.
1 Основные реакции каталитического риформинга
Бензиновые фракции разных нефтей отличаются по содержанию нормальных и разветвленных парафинов, пяти- и шестичленных нафтенов, а также ароматических углеводородов. Однако распределение углеводородов в каждой из этих групп в достаточной мере постоянно. За исключением бензинов нафтеновых нефтей, производство которых весьма ограниченно, среди парафинов значительно преобладают углеводороды нормального строения и монометилзамещенные структуры. Относительное содержание более разветвленных изопарафинов невелико. Нафтены представлены преимущественно гомологами циклопентана и циклогексаиа с одной или несколькими замещающими алкильными группами. Такой состав, при содержании 50-70% парафинов и 5-15% ароматических углеводородов в бензинах, обусловливает их низкую детонационную стойкость, показанную в таблице 1. Октановые числа бензиновых фракций, подвергаемых каталитическому риформингу, обычно не превышают 50.
Таблица 1 − Октановые числа углеводородов
|
Углеводород |
Октановые числа |
Углеводород |
Октановые числа | ||
|
м. м. |
н. м. |
м. м. |
н. м. | ||
|
н-Пентан |
61,9 |
61,7 |
4-Метилгептан |
33,0 |
26,7 |
|
Изопентан |
90,3 |
92,3 |
2,4-Диметилгексан |
69,9 |
65,2 |
|
н-Гексан |
26,0 |
24,8 |
2,2,4-триметилпентан |
100,0 |
100,0 |
|
2-Метилпентан |
73,5 |
73,4 |
Метилциклопентан |
80,0 |
91,3 |
|
3-Метилпентан |
74,3 |
74,5 |
Циклогексан |
77,2 |
83,0 |
|
2,3-Диметалбутан |
94,3 |
101,7 |
Этилциклопентан |
61,2 |
67,2 |
|
н-Гептан |
0,0 |
0,0 |
Диметилциклопентаны |
76,9 |
84,2 |
|
2-Метилгексан |
46,4 |
42,4 |
Метилциклогексан |
71.1 |
74.8 |
|
3-Метилгексан |
55,0 |
52,0 |
Этилциклогексан |
40.8 |
46.5 |
|
2,З-Диметилпентан |
88,5 |
91,1 |
1,2-Диметилциклогексан |
78,6 |
86,9 |
|
2,4-Диметилпентан |
83,8 |
83,1 |
Бензол |
— |
115 |
|
н-Октан |
-17 |
-19 |
Толуол |
103,5 |
120 |
|
2-Метилгептан |
23,8 |
21,7 |
п-Ксилол |
109,6 |
116,4 |
Каталитический риформинг - сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, которые позволяют коренным образом преобразовать углеводородный состав бензиновых фракций и тем самым значительно улучшить их антидетонационные свойства.
Основой процесса служат три типа реакций. Наиболее важны перечисленные ниже реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов.
Дегидрирование шестичленных нафтенов, формула 1
(1)
