Основные реакции каталитического риформинга - Каталитический риформинг

В результате реакций, протекающих на катализаторах риформинга, происходит глубокое изменение углеводородного состава бензиновых фракций. Ароматизация углеводородов является основным и важнейшим направлением процесса каталитического риформинга.

1. ДЕГИДРИРОВАНИЕ алкилциклогексанов является конечной стадией образования ароматических углеводородов.

2. ДЕГИДРОЦИКЛИЗАЦИЯ парафиновых углеводородов протекает через промежуточную стадию образования алкилциклопентанов и алкилциклогексанов с последующим дегидрированием алкилциклогексанов

3. ИЗОМЕРИЗАЦИЯ парафиновых углеводородов на катализаторах риформинга протекает через промежуточную стадию образования ионов карбония. В условиях риформинга изомеризация приводит к образованию малоразветвленных изомеров.

4. Дегидроизомеризация циклоалканов

Одной из важнейших реакций риформинга является изомеризация алкилциклопентанов в алкилциклогексаны.

В условиях риформинга протекает также изомеризация ксилолов и ароматических углеводородов С9-С10 , могут также протекать реакции изомеризации и деалкирирования ароматических углеводородов.

5. ГИДРОГЕНОЛИЗ. В некоторых случаях заметное развитие в процессе риформинга получает реакция гидрогенолиза парафиновых углеводородов, приводящая в отличии от гидрокрекинга к преимущественному образованию газообразных углеводородов, особенно метана:

Гидрогенолиз протекает на металлических участках катализатора.

Разрыв углерод-водородных связей при гидрогенолизе метил-циклопентана и в меньшей степени его гомологов приводит к образованию парафиновых углеводородов:

6. ГИДРОКРЕКИНГ. Гидрокрекингу подвергаются парафиновые и в меньшей степени нафтеновые углеводороды. Гидрокрекинг парафинов идет и несколько стадий через образование и распад карбониевых ионов. В среде продуктов реакции превалирует пропан и более высокомолекулярные парафиновые углеводороды.

Гидрокрекинг протекает на кислотных центрах катализатора, однако начальная и конечная стадии процесса - образование олефинов и гидрирование продуктов распада - протекают на металлических участках катализатора, которым свойственна дегидрирующая и гидрирующая функции, суммарные уравнения реакций гидрокрекинга:

В условиях риформинга протекают также реакции, практически почти не влияющие на выход основных продуктов реакции, но оказывающие существенное воздействие на активность и стабильность катализаторов.

К ним относятся реакция распада сернистых, азотистых и хлорсодержащих соединений, а также реакции, приводящие к образованию кокса на катализаторе.

В зависимости от строения сернистые соединения (меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены) превращаются в парафиновые, нафтеновые или ароматические углеводороды с поглощением водорода и выделением сероводорода:

Меркаптаны:

Сульфиды:

Циклические сульфиды:

Дисульфиды:

Тиофены:

Установлено, что из сернистых соединений легче гидрируются меркаптаны и сульфиды, труднее - тиофены. Под действием водорода азотсодержащие органические соединения превращаются на катализаторе в соответствующие углеводороды с выделением аммиака:

Пиридин:

Хинолин:

Пиррол:

Метиламин:

Процесс образования кокса связан с протеканием реакций уплотнения на поверхности катализатора. По мере закоксовывания катализаторов снижается не только их активность, но ухудшается также селективность процесса.

Коксообразованию способствуют понижение парциального давления водорода и мольного отношения водорода к сырью, отравление катализатора контактными ядами, нарушение баланса гидрирующей и кислотной функций катализатора, переработка сырья с повышенным содержанием как легких (С5-С6) так и тяжелых (С6-С10) углеводородов.

Реакции риформинга, ведущие к образованию ароматических углеводородов из парафинов и нафтенов, идут с поглощением тепла, реакции гидрокрекинга и гидрогенолиза экзотермичны, реакции изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов имеют тепловой эффект, близкий к нулю.

Для углеводородов С6-С10 тепловые эффекты почти не зависят от молекулярного веса, в температурном интервале 470-500°С тепловые эффекты мало изменяются.

Среди реакций риформинга с наибольшей скоростью протекает дегидрирование циклогексана и его гомологов в соответствующие ароматические углеводороды, с наименьшей - дегидроциклизация парафиновых углеводородов.

Повышение температуры в наибольшей степени ускоряет реакции дегидроциклизации парафиновых углеводородов и реакции гидрокрекинга.

Скорости конверсии парафиновых и нафтеновых углеводородов С6-С10 возрастают в гомологических рядах с увеличением молекулярного веса.

Похожие статьи




Основные реакции каталитического риформинга - Каталитический риформинг

Предыдущая | Следующая