Значительный интерес представляют данные о действии серы на алюмоплатиновый катализатор, так как оно в известной мере подобно действию металлов IV группы (германия, олова, свинца). Дозированное осернение алюмоплатинового катализатора и, следовательно, введение небольших количеств серы, хотя и снижает дегидрирующую активность катализатора, однако, подавляя гидрогенолиз парафинов, увеличивает селективность процесса, вследствие чего повышается выход ароматических углеводородов. С другой стороны, при значительном содержании серусодержащих соединений в сырье происходит отравление катализатора, в частности уменьшается его активнбсть и селективность в реакции дегидроциклизации парафинов (табл. 2.13). Подобное явление наблюдается только при умеренных температурах каталитического риформинга. Если же проводить процесс при высоких температурах (например, 525 °С) существенного ухудшения селективности не отмечено [120].
Таблица 2.13. Влияние серы при каталитическом риформинге н-гептана [120]
Условия: катализатор — 0 75 Pt/γ-A12O3; 0,7 МПа; молярное отношение Н2 : С7Н16 = 8:1
Показатели | Объемная скорость, ч-1 | |||
2 | 4 | 2 | 2 | |
Температура реакции, °С | 475 | 475 | 500 | 525 |
Степень превращения гептана, % |
|
|
|
|
без серы | 98 | 88 | 95 | 99 |
0,12% серы | 97 | 91 | 96 | 99 |
Молярная селективность по толуолу, % |
|
|
|
|
без серы | 50 | 38 | 48 | 62 |
0,12% серы | 36 | 26 | 44 | 58 |
Испытывался алюмоплатиновый катализатор на стабильность при риформинге бензиновой фракции в жестких условиях (510°С, 0,7 МПа, октановое число риформата 100 по и. м.) (рис. 2.9). При добавлении к сырью серусодержащего соединения (0,12% по массе серы) снижается скорость коксоотложения и, как следствие, намного уменьшается скорость дезактивации катализатора и, если судить по выходу риформата, то и падение его селективности. Таким образом, сера действует как яд в случае, когда риформинг проводят в мягких условиях, при которых закоксовывание алюмоплатинового катализатора протекает медленно, а потому мало влияет на скорость реакций ароматизации. Однако сера является промотором, способствующим повышению стабильности и селективности катализатора, если применяют жесткий режим, которому сопутствует интенсивное закоксовывание катализатора.
Рис. 2.9. Влияние серы на стабильность платинового катализатора риформинга [120].
Катализатор 0,75% Pt/γ-Al2O3; содержание серы в сырье: 1 — 0: 2 — 1200 млн-1 [120].
Положительное действие серы связано с тем, что, снижая скорость коксоотложения, она тем самым способствует увеличению скорости основных реакций риформинга. Таким образом, сера, скорее всего, является модификатором алюмоплатинового катализатора риформинга, поскольку в зависимости от условий процесса и содержания в сырье ее она проявляет себя как яд или промотор.
Если при действии серусодержащих соединений на алюмоплатиновый катализатор происходит частичное превращение платины в сульфид PtS [211], то это еще не означает полной дезактивации осерненной части металла.. Так, по данным [192] сульфиды платины катализируют селективное гидрирование диолефинов и циклодиенов в более стабильные углеводороды с одной двойной связью. Возможно, что ненасыщенные поверхностные соединения, ответственные за образование кокса на платине, подвергаются гидрированию на сульфиде этого металла, что может, способствовать снижению коксообразования.