Риформинг

Кинетика закоксовывания алюмоплатинового катализатора при риформинге

Исследование кинетики закоксовывания алюмоплатинового ката­лизатора при риформинге углеводородов С6 (1 МПа, 450—550 °С) показало, что образование кокса уменьшается в ряду [103]: метилциклопентан→ 3-метилпентан → н-гексан → 2-метилпентан → бензол → циклогексан. Скорость закоксовывания катализатора метилциклопентаном и изомерными гексанами велика и намного превы­шает скорость закоксовывания бензолом и циклогексаном.

Таблица 1.8. Отложение кокса на катализаторе Pt/Al2O3 при риформинге индивидуальных углеводородов под давлением 1 МПа [119]

Условия:   катализатор — 0,3 7%  платины   и   0,9%   хлора;   515 °С;   водород: углеводо-. род — 4; массовая скорость сырья 6 ч-1; продолжительность 20 ч. 

Углеводород

Содержа­ние кокса, %

Углеводород

Содержа­ние кокса, %

н-Парафины

 

Ароматические

 

пентан

0,79

бензол

0,51

гексан

0,44

толуол

0,64

гептан

0,25

этилбензол

1,38

октан

0,61

м -ксилол

1,00

декан

1,29

О-КСИЛОЛ

1,82

додекан + тетрадекан

6,85

н-пропилбензол

4,92

(смесь)

 

изопропилбензол

3,17

Нафтены

 

 

 

циклопентан

3,94

 

 

метилциклопентан

3,09

 

 

циклогексан

0,34

 

 

 метилциклогексан

0,29

 

 

 

Другой пятичленный нафтен — циклопентан, даже при добавле-нии 2% его к сырью риформинга, вызывает значительное снижение стабильности алюмоплатинового катализатора [110]. Предполагают, что образующиеся при риформинге низкомолекулярных пятичленных нафтенов (циклопентана, метилциклопентана) циклические не­предельные углеводороды (возможно циклопентадиены) могут под­вергаться кислотно-катализируемым реакциям, ведущим к образо­ванию  кокса   [78,   103].

Было исследовано поведение алюмоплатинового катализатора в условиях, риформинга разных углеводородов при 515 °С и 1 МПа [119] (табл. 1.8). Активность катализаторов до и после закоксовыва­ния определяли, подвергая риформингу углеводороды при той же температуре, но под давлением 3 МПа с тем, чтобы обеспечить ста­бильную работу катализатора.

Было установлено, что отложения кокса снижаются в ряду: н-пентан > н-гексан > н-гептан, а затем увеличиваются с возра­станием молекулярной массы углеводорода. Что же касается актив­ности катализатора, то она при этом снижается в реакциях аромати­зации и гидрокрекинга и повышается в реакциях изомеризации. Падение активности в реакциях ароматизации уменьшается с уве­личением молекулярной массы н-парафина. Повышенная склонность циклопентана и метилциклопентана к коксообразованию была отме­чена также в других работах. Однако нет оснований делать подобные выводы в отношении более высокомолекулярных циклопентанов.

Ароматические углеводороды, как и циклопентан, вызывали падение активности алюмоплатинового катализатора не только при 1 МПа (второй этап испытаний), но и при 3 МПа (первый этап испы­таний). По-видимому, закоксовывание катализатора происходило при том и другом давлении. Возможно, что применявшаяся методика обусловила получение результатов, отличающихся от данных других авторов. Так, например, из табл. 1.8 видно, что отложение кокса при пропускании бензола несколько больше в сравнении с получен­ным для н-гексана. Однако по данным работы [103], бензол дает значительно меньше кокса, чем н-гексан. Не исключено, что риформинг углеводородов в жестких условиях (515 °С) на свежем алюмо-платиновом катализаторе, не подвергнутом сульфидированию, мог способствовать более интенсивному протеканию реакций гидрогенолиза (см. 2.3.5) и тем самым изменить степень закоксовывания ката­лизатора  при  пропускании  углеводородов разного типа.

Таким образом, склонность углеводородов к закоксовыванию алюмоплатинового катализатора зависит от их молекулярной массы и строения. Следовательно, углеводородный состав сырья должен оказывать существенное влияние на скорость закоксовывания пла­тинового   катализатора   риформинга.

Отложения кокса приводят в первую очередь к подавлению реак­ции гидрогенолиза углеводородов, но вместе с тем значительно сни­жают скорость  ароматизации  парафинов.