Бензиновые фракции большинства добываемых нефтей как советских, так и зарубежных, содержат относительно немного нафтенов (до 30—35%). Поэтому увеличение выхода ароматических углеводородов при каталитическом риформинге требует не только исчерпывающей ароматизации нафтенов, но и возможно более широкого вовлечения в реакцию дегидроциклизации парафинов, а также повышения селективности этой реакции. Один из основных путей решения указанной задачи заключается в снижении давления. Применение современных полиметаллических катализаторов позволяет стабильно осуществлять риформинг при 0,8—МПа [302].
Изучался каталитический риформинг узких фракций на разных катализаторах при давлениях 1—2 МПа (табл. 7.4) [277, 284, 303]. Снижение давления с 2 до 1 МПа при риформинге фракции 62—85 °С приводит к увеличению относительного выхода бензола на ≈ 20%. Значительно возрастает выход риформата и, следовательно, снижается газообразование. При риформинге фракции 62—85 °С в жестких условиях (510 °С, 1 МПа) массовый выход новообразованного бензола достигает 30,4%, причем около четверти всех углеводородов получают за счет ароматизации гексанов. В относительно мягких условиях (490 °С, 1,4 МПа) массовый суммарный выход бензола и толуола из фракции 62—105 °С составляет ≈ 36%. Значительный эффект дает снижение давления до 1,5 МПа при риформинге фракции 105—140 °С. Массовый выход ароматических углеводородов С8 достигает ≈ 48%.
Эффект снижения-давления столь значителен, что его используют не только при сооружении новых установок, но и, в меру возможности, на установках риформинга, находящихся в эксплуатации, при их переводе на полиметаллические катализаторы.
Повышение температуры при каталитическом риформинге, как и понижение давления, ведет к увеличению скорости ароматизации углеводородов. Однако существенное отличие заключается в том, что при повышении температуры возрастают также скорости реакции гидродеалкилирования алкилбензолов. Так, при каталитическом риформинге фракции 62—140 °С выход ароматических углеводородов С8 увеличивается. незначительно при повышении температуры от 470 до 520 °С (рис. 7.5). Относительный выход толуола возрастает на 40, а бензола на 80%. Подобный результат можно в известной мере объяснить частичным гидродеалкилированием ароматических углеводородов С8 (рис. 7.6). При одном и том же выходе ароматических углеводородов выход бензола выше, если риформинг фракции 62—140 °С проводят при более высокой температуре. По данным [21] скорость гидродеалкилирования алкилбензолов в условиях каталитического риформинга растет в ряду: С7 < С8 < С9.
Таблица 7.4. Получение ароматических углеводородов каталитическим риформингом узких бензиновых фракций [277, 284, 303]
Показатели | Катализатор КР-102 | Катализатор КР-104 | ||
62— 85 °С | 62— 105 °С | 105— 140 °С | ||
Условия | ||||
температура, °С | 495 | 495 | 490 | 495 |
давление, МПа | 1 | 2 | 1,4 | 1,5 |
объемная скорость, ч-1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
Массовый групповой состав углеводородов, % | ||||
ароматические | 3,4 | 3,4 | 3,8 | 14,6 |
нафтены | 31,6 | 31,6 | 31,8 | 29,9 |
парафины | 65,0 | 65,0 | 64,4 | 55,5 |
Массовый выход, % (на сырье) | ||||
риформат | 84,4 | 76,3 | 80,5 | 84,4 |
водород | 1,6 | 1,0 | 1,7 | 2,5 |
ароматические | 33,1 | 27,0 | 37,0 | 68,4 |
бензол | 31,8 | 26,4 | 15,5 | 0,9 |
толуол | 1,3 | 0,6 | 20,3 | 10,1 |
с8 | — | — | 1,2 | 48,1 |
С9 | — | — | — | 9,3 |