Katalytické reformovanie je progresívna technológia so storočnou históriou

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Užitočné vlastnosti oleja sú ľudstvu známe už od nepamäti. Používa sa na získavanie paliva a surovín na výrobu syntetických vlákien a plastov. Ľudstvo sa zároveň vždy snažilo maximalizovať úžitok zo spracovania fosílnych palív. Jednou z týchto metód bolo katalytické reformovanie, proces, ktorý viedol k vzniku vysokokvalitných benzínov a aromatických uhľovodíkov.

Tento spôsob rafinácie ropy bol vynájdený už v roku 1911 a od roku 1939 sa táto technológia používa v priemyselnom meradle. Odvtedy sa metóda destilácie fosílnych palív neustále zdokonaľuje. Dnes predstavuje jeden z najkomplexnejších a najefektívnejších spôsobov výroby vysokooktánového benzínu.

Destilácia paliva

Katalytické reformovanie je proces dehydrogenácie (odstránenie molekuly vodíka z organických zlúčenín) šesťčlenných nafténov v prítomnosti niklu a niektorýchiných kovov platinovej skupiny pri vysokej teplote, čo vedie k tvorbe aromatických zlúčenín. Inými slovami, ide o proces, ktorý umožňuje získať vysokooktánový produkt – reformát – z nekvalitných surovín – primárneho benzínu.

Hlavným dôvodom, prečo sa reformy tak rozšírili, je záujem o životné prostredie. Predtým sa na výrobu vysokooktánového benzínu používali antidetonačné činidlá na báze olova. Takmer žiadne emisie z reformy.

Prijaté produkty

Pomocou tejto technológie je možné ťažiť najcennejšie petrochemické suroviny - benzén, toluén, aromatické uhľovodíky. Dnes je katalytické reformovanie proces, ktorý produkuje až 480 miliónov ton petrochemických produktov ročne na celom svete.

Hlavným konečným produktom výrobného cyklu je preformátovanie – benzín s oktánovým číslom 93-102.

Súčasne vznikajú parafínové vedľajšie produkty a 90% plynný vodík, ktorý je najčistejší ako získaný inými metódami.

Ďalším produktom sprevádzajúcim katalytické reformovanie je koks. Ukladá sa na povrchu katalyzátorov, výrazne znižuje ich aktivitu. Snažia sa znížiť jeho počet.

Technológia katalytického reformovania

Priamobežný benzín, palivo s nízkym oktánovým číslom, pôsobí ako surovina pre katalytické reformovanie. Celý proces prebieha v 3-4 reaktoroch, ktoré majú pevné katalytické lôžko. Reaktory sú vzájomne prepojené potrubím s komplexným viackomorovým systémom a ohrevom prechodného produktu.

Katalyzátory pre katalytické reformovanie sú nosičom - oxid hlinitý (A1203) rozptýlený kryštálmi platiny. V reaktoroch pri teplote 480-520 °C a tlaku 1,2 až 4 MPa sa surovina premieňa na vysokooktánový izoparafín a aromatické zlúčeniny.

Na zvýšenie stability procesu sa veľmi často do technológie zavádzajú drahšie kovy (rénium, germánium, irídium), ako aj halogény - chlór a fluór.

Typy katalytického reformovania

K dnešnému dňu bolo vynájdených mnoho metód na výrobu vysokooktánového benzínu a aromatických uhľovodíkov prostredníctvom katalytických reformovacích reakcií. Každá zahraničná spoločnosť tají svoj vlastný spôsob výroby. Všetky sú však založené na troch hlavných metódach:

1. Reformovanie ropy vykonávané súčasne v troch alebo štyroch reaktoroch nepretržite. Jeho podstata spočíva v tom, že katalyzátor procesu najskôr naplno rozvinie svoj potenciál, potom sa reaktory zastavia, kým urýchľovač neobnoví svoje vlastnosti.
2. Nepretržitá reakcia v 2-3 inštaláciách – činidlo sa pravidelne obnovuje v každom systéme tak, ako sa vyrába. Zároveň sa proces nezastaví a regeneračný reaktor je nahradený "plávajúcim", dodatočným.

Najlepšieproduktivitu možno dosiahnuť kontinuálnou reakciou s použitím regeneračných jednotiek a reaktorov. Katalyzátor, keď sa jeho vlastnosti zhoršujú, sa umiestni do regeneračnej komory a na jeho miesto príde „nedávno redukované činidlo“, prebieha cirkulácia zlúčenín hliníka a platiny.

Hlavný problém

Hlavným problémom, ktorý sprevádza reformovanie, je tvorba veľkého množstva koksu, ktorý znižuje katalytickú schopnosť hlinito-platinových materiálov. Riešením tohto problému je vypálenie usadenín koksu na povrchu reagujúcich prvkov pomocou kyslíkovo-inertnej zmesi pri teplote 300-500 stupňov Celzia. Tento proces sa vo vedeckej komunite nazýva regenerácia.

Je nemožné úplne obnoviť katalytický prvok. Ako sa používa, nenávratne starne, potom sa posiela do špeciálnych tovární, kde sa z neho získava platina a iné drahé kovy.

Katalytickí reformátori

Tento spôsob spracovania prírodných palív vykonávajú rôzne typy zariadení. Aby sme vymenovali aspoň niektoré z nich:

• Výberové tvarovanie. Tu reformátor kombinuje proces katalytickej dehydrogenácie so selektívnym hydrokrakovaním.
• Platformovanie. Má 3 reaktory a prevádzková doba katalyzátorov je od 6 do 12 mesiacov.
• Ultraformovanie. Jedna z prvých inštalácií s „plávajúcim“reaktorom, ktorý vykonáva proces redukcie činidla.
• Isoplus. Prena získanie produktu sa kombinujú procesy reformovania a tepelného krakovania.

Najrozšírenejšie reformovanie ropy sa dočkalo v Severnej Amerike – tu sa ročne spracuje až 180 miliónov ton prírodného paliva. Na druhom mieste sú krajiny Európy – tie tvoria asi 93 miliónov ton. Prvú trojku uzatvára Rusko s ročnou produkciou okolo 50 miliónov ton ropy.