СПОСОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА

Каталитический риформинг – это сложный химический процесс, заключающийся в переработки бензиновых и лигроиновых фракций. На сегодняшний день каталитический риформинг занимает одно из основных положений в нефтепереработки и нефтехимии, поскольку в ходе процесса получаем высокооктановый автомобильный бензин, технический водород и ароматические углеводороды. В качестве катализатора используется бифункциональный катализатор – платина, нанесенная на оксид алюминия, с небольшим количеством других металлов (например, рения, олова, иридия). В качестве исходного сырья используются фракции нефти с пределами температуры кипения 62 – 180 ℃. Например, можно использовать нафту в качестве исходного сырья с температурой кипения 80 – 120 ℃.

Одними из основных проблем использования каталитического риформинга на НПЗ является закоксовывание катализатора, а также отравление катализатора серосодержащими соединениями. Еще одним актуальным на сегодняшний день вопросом является повышение октанового числа продукта каталитического риформинга. Проблема закоксовывания каталитической системы решается путем регенерации катализатора. Она проводится выжиганием кокса при достаточно высокой температуре. Регенерацию осуществляют при постоянном удалении катализатора и проведении регенерации в дополнительном аппарате, либо останавливая установку риформинга для удаления кокса. Данный процесс имеет как положительные аспекты, так и отрицательные. Необходимо строгое соблюдение условий проведения регенерации, поскольку даже небольшое увеличение температуры может привести к образованию окалины благородного металла. Поэтому необходимо найти решение, в результате которого процесс регенерации можно будет осуществлять в более мягких условиях, что в свою очередь может привести к увеличению срока службы каталитической системы, что является актуальной проблемой.

Для увеличения срока службы каталитической системы, для повышения октанового числа соединений, полученных на установке каталитического риформинга, а также для удаления из реакционной среды серосодержащих соединений, был найден способ, заключающийся в добавлении к потоку исходных соединений соединения, содержащего марганец. При этом происходит разложения соединения на составляющие и выделение свободных частиц марганца на катализаторе риформинга.

Таким образом наличие в исходном потоке соединений, содержащих марганец, может привести к улучшению качества продуктов каталитического риформинга, а также удалению каталитических ядов.

В качестве такого соединения может быть использован триметилциклопентадиенил трикарбонил марганца (ММТ). Данное соединения разлагается при температуре 420 ℃, приводя к образованию свободных частиц марганца.

Также может быть выбрано соединение, которое не будет разлагаться в установке каталитического риформинга или разлагаться будет частично, тогда данное соединение, содержащее марганец, будет оставаться в продукте риформинга в неизменном виде, что в свою очередь будет приводить к повышению октанового числа смеси.

Как уже было сказано выше, катализатор рифоминга состоит из благородного металла с включением таких металлов, как рений, олово, палладий, иридий. Образованные в ходе разложение свободные частицы марганца в установке каталитического риформинга могут оседать на поверхности катализатора в виде изолированных скоплений марганца. Таким образом, свободные частицы марганца, вступая в химическую реакцию с серой, могут удалять ее из исходного потока сырья, тем самым предотвращая отравление металла каталитической системы. Поскольку частицы марганца способны выводить серу в ходе процесса, имеется возможность использовать исходное сырье с более высоким содержанием серы, тем самым снижая затраты на очищение сырья от серосодержащих соединений. Также данные частицы могут способствовать оксидированию кокса при более низкой температуре, чем при отсутствии свободных частиц марганца.

Также имеется суждение, что слой свободных частиц марганца на поверхности существующего катализатора может работать как дополнительный катализатор процесса каталитического риформинга. Поскольку данный катализатор может работать при более мягких условиях эксплуатации, то это может привести к ингибированию коксобообразования. Известно, что регенерацию дезактивированного катализатора выполняют при температуре, приблизительно равной 425 ℃. При использовании соединений марганца, разлагающихся на свободные частицы, можно проводить регенерацию при более мягких условиях, таким образом увеличивая срок службы катализатора (сохранения активности катализатора, сводя к минимуму образование окалины благородного металла). Таким образом, использование данного метода может поспособствовать повышению октанового числа полученного продукта, проведению регенерации катализатора в более мягких условиях, что в конечном итоге способствует увеличению срока службы каталитической системы. А также использование марганец содержащего соединения в качестве дополнительного катализатора способствует проведению самого процесса риформинга в более мягких условиях, что тоже положительно сказывается на катализаторе.