Нефть

Каталитический риформинг в промышленности

Риформинг в промышленности используют для повышения октанового числа бензиновых фракций и для получения индивидуальных аренов, являющихся ценным сырьем для нефтехимического синтеза.
Процесс осуществляют в среде водородсодержащего газа (70—90% (об.) Н2, остальное — низшие углеводороды) при следующих условиях: температура 520—54С °С, давление 1,5— 4 МПа, объемная скорость подачи сырья 1—3 ч-1, отношение количества циркулирующего водородсодержащего газа к сырью 1000—1800 м3/м3.
В качестве сырья для каталитического реформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефти. В сырье риформинга могут вовлекаться после глубокой очистки бензины вторичных процессов (термического крекинга, коксования, каталитического и гидрокрекинга). Фракционный состав сырья риформинга зависит от назначения процесса. Если целью процесса является получение аренов (бензола, толуола, ксилолов), то используют фракции, содержащие углеводороды С6 (62—85 °С), С7 (85—105 °С) и С8 (105—140 °С). Если процесс проводят с целью получения высокооктанового бензина, то сырьем служит фракция 85—180 °С, соответствующая углеводородам С7—С9.
Основными продуктами риформинга являются водородсодержащий газ и жидкая фракция (риформат). Водород используют частично для восполнения потерь циркулирующего водородсодержащего газа. Большую часть водорода направляют на установки гидрокрекинга и гидроочистки нефтепродуктов. Объемный выход технического водорода с содержанием 90 % в процессе риформинга на платинорениевом катализаторе составляет 1,3—2,5 %. Из водородсодержащего газа при стабилизации выделяют  сухой   (С1—С2  или     C1—С3)      и     сжиженный     газы (С3-С4).
Риформат используют как высокооктановый компонент автомобильных бензинов (октановое число 85 по моторному методу или 95 по исследовательскому) или направляют на выделение аренов.
Бензин каталитического риформинга содержит 50—70 % аренов, около 30 % н- и и-зоалканов, 10—15 % циклоалканов и 2 % непредельных соединений. Бензин каталитического риформинга из-за высокого содержания аренов, приводящего к повышенному нагярообраяоваиию, по может в чистом виде использоваться п качестве топлива для автомобилей и подвергается компаундированию.

Из бензинов каталитического риформинга можно выделить индивидуальные арены. Деароматизированную часть катализатов — рафинаты — используют как компонент бензина и сырье пиролиза, а также для получения легких парафиновых растворителей.
Наибольшее значение в качестве нефтехимических продуктов и аренов приобрели бензол, о- и п-ксилолы. Для разделения аренов, а также для превращения риформатов в наиболее ценные продукты созданы комплексы производства.
Головной процесс в таком комплексе обычно каталитический риформинг. При проведении процесса в жестком режиме получают риформат, содержащий около 70 % аренов. Из них бензола — 3,0%, толуола — 22,0%, ксилолов — 35,0%, ареной С9—С10 — 9,5 %. Риформат делят на две фракции: легкую и тяжелую. Легкая содержит алканы C5—C6 и арены (бензол и толуол); тяжелая — главным образом арены C8—С10.
Легкую фракцию экстрагируют сульфоланом. Полученный экстракт вместе с продуктами деалкилирования и трансалкилирования подвергают очистке от алкенов на активной глине при 170—180 °С под давлением 0,7—1,0 МПа. Очищенный продукт разделяют ректификацией на товарный бензол, толуол,, ксилолы. Часть толуола поступает на секцию термического гидродеалкилирования, где при 670—760 °С под давлением водорода 3 МПа получают бензол.
Для превращения аренов С7 и С9 в бензол и ксилолы в состав комплекса включена секция трансалкилирования. Реакцию проводят на кислотных катализаторах при 500 °С под давлением 3 МПа:

С6Н5СН3 + С6Н3(СН3)3   —->  2С6Н4(СН3)2

Наряду с трансалкилированием в этих условиях происходит диспропорционирование толуола:
Продукты  реакции   после  очистки  на  глине  поступают  на ректификацию.

Тяжелую фракцию риформата (в смеси с продуктами изомеризации) очищают от непредельных углеводородов на активной глине и направляют на четкую ректификацию. Туда же поступает и ксилольная фракция продуктов трансалкилирования. При четкой ректификации выделяют товарный о-ксилол; арены С9 направляют на трансалкилирование, а смесь аренов. С8 (о- и м-ксилолы и этилбензол) —на адсорбцию для выделения n-ксилола. Адсорбция протекает на цеолитах (процесс Парекс). Оставшаяся смесь м-ксилола и этилбензола изомеризуется на бифункциональном катализаторе, содержащем платину на кислотнбм носителе, при 400—450 °С под давлением 1,4—2,4 МПа. Продукты изомеризации возвращаются на ректификацию.
На комплексной установке мощностью 890 тыс. т/год при каталитическом риформинге фракции 85—140°С получают: 126 тыс. т/год бензола и по 165 тыс. т/год о- и п-ксилолов.