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 [1—3]. 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 циклогексана 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 (табл. 1.1). Октановые числа бензиновых фракций, подвергае­мых каталитическому риформингу, обычно не превышают 50.

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:

Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов

Ароматизация (дегидроциклизация) парафинов

Таблица 1.1. Октановые числа углеводородов [4]

Изомеризация углеводородов — другой тип реакций, характер­ных для каталитического риформинга. Наряду с изомеризацией пятичленных  и шестичленных  нафтенов  изомеризации подвергаются как парафины, так и ароматические углеводороды:

Существенную роль в процессе играют также реакции гидрокре­кинга. Гидрокрекинг парафинов, содержащихся в бензиновых фракциях, сопровождается газообразованием

что ухудшает селективность процесса. С другой стороны, аналогич­ная реакция гидродеалкилирования алкилбензолов позволяет уве­личить выход низкомолекулярных гомологов бензола, которые пред­ставляют наибольший практический интерес:

Протекают также реакции, приводящие к раскрытию циклопентанового кольца и к превращению пятичленных нафтенов в пара­фины

Элементарные стадии ряда приведенных реакций предопреде­ляются бифункциональным характером катализаторов риформинга. С одной стороны, они содержат один, металл (платину) или несколько металлов (например, платину и рений, или платину и иридий), кото­рые катализируют реакции гидрирования и дегидрирования. С дру­гой стороны, носителем служит промотированный галогенами оксид алюминия, обладающий кислыми свойствами и катализирующий реакции, свойственные катализаторам кислотного типа. Поэтому ' разные элементарные стадии реакции могут протекать на различных участках поверхности катализатора: металлических или кислотных. В качестве примера можно сослаться на реакцию изомеризации нор­мального парафина. Сперва такой углеводород дегидрируется до нормального олефина на металлическом участке, далее нормальный олефин изомеризуется на кислотном участке в изоолефин, который затем подвергается гидрированию на металлическом участке, пре­вращаясь в изопарафин. Не только в этой, но и в ряде других реак­ций каталитического риформинга, важнейшие элементарные стадии — гидрирование и дегидрирование углеводородов.

Образующиеся при дегидрировании непредельные углеводороды (олефины, циклоолефины и др.) могут также превращаться в.более высокомолекулярные соединения и тем самым способствовать обра­зованию кокса на катализаторе, а следовательно его дезактивации. Сырье каталитического риформинга обычно подвергают гидрогенизационной очистке, после чего в нем остается крайне незначи­тельное количество примесей, в частности серу- и азотсодержащих соединений, являющихся каталитическими ядами. В условиях ката­литического риформинга они подвергаются гидрогенолизу с отщеп­лением сероводорода и аммиака. Например: