Скорость и селективность ароматизации нафтенов в условиях каталитического риформинга значительно больше, чем парафинов (см. гл. 1). Поэтому с увеличением содержания нафтенов в сырье растет выход ароматических углеводородов. Однако для установле­ния более четкой зависимости в некоторых случаях необходимо при­нять во внимание различие в селективности ароматизации пятичлен­ных и шестичленных нафтенов.

Данные по каталитическому риформингу фракции 62—85 °С ряда нефтей (табл. 7.3) были получены при относительно мягком режиме, при котором выход новообразованного бензола ниже воз­можного его выхода из содержащихся в сырье циклогексана и метил­циклопентана [273]. В этих условиях изомеры гексана, преобладаю­щие в фракциях 62—85 °С, практически не подвергаются аромати­зации [21 ].

Из рассмотрения рис. 7.3 следует, что выход новообразованного бензола растет с увеличением содержания нафтенов (циклогексана и метилциклопентана) в сырье. Однако разброс экспериментальных точек чрезмерно велик. Скорее всего это обусловлено тем, что метилциклопентан в отличие от циклогексана подвергается в условиях каталитического риформинга не только ароматизации, но и гидрогенолизу. Поэтому выход бензола зависит от селективности аромати­зации (дегидроизомеризации) метилциклопентана.

где y_Б — массовый выход бензола, % (на сырье); ω_Б — массовое содержание бензола в сырье; ω_ЦГа — массовое содержание циклогексана в сырье; 0,93 — теоретически возможный относительный выход бензола из циклогексана; — доля метилцикло­пентана, превращенного в бензол; ω_МЦПа — массовое содержание метилцикло­пентана в сырье, %.

Селективность (s) реакции дегидроизомеризации метилциклопен­тана можно определить из следующего соотношения:

 где х₀ — доля превращенного метилциклопентана.

Из данных табл. 7.3 следует, что с увеличением суммарного со­держания бензола и циклогексана в сырье понижается селективность реакции дегидроизомеризации метилциклопентана, в связи с чем уменьшается его степень превращения в бензол. При 480, 490 и 500 °С эта зависимость носит линейный характер (рис. 7.4). Торможение реакции уменьшается с повышением температуры. Наиболь­шая степень превращения метилциклопентана в бензол близка к 80%.

Было установлено, что толуол, в отличие от бензола, не тормозит реакции дегидроизомеризации метилциклопентана [273]. Тормо­жение этой реакции бензолом и циклогексаном, вероятно, вызывает увеличение относительной скорости параллельно протекающей ре­акции гидрогенолиза метилциклопентана, что и служит причиной уменьшения селективности дегидроизомеризации метилциклопентана.

Таблица 7.3. Каталитический риформинг фракций 62—85 °С, полученных из разных нефтей

Условия: катализатор АП-64; 490 °С; 2 МПа; объемная скорость 1,5 ч-¹.

* Из фракции выделены н-парафины.

** Опыт при 500 °С

Рис. 7.3. Зависимость выхода новообразованного бензола от содержания нафтенов во фракции 62 — 85 °С.

Рис. 7.4. Зависимость степени превращения метилциклопентана в бензол от суммарного со­держания бензола и циклогексана в сырье [273 ]:

1 — 480 °С; 2 — 490 °С; 3 — 500 °С.