Катализаторы риформинга и гидроочистки бензиновых фракций

Риформинг бензиновых фракций с целью получения высокооктанового бензина обычно проводят на алюмо-платиновых катализаторах. Катализаторы представляют собой оксид алюминия, промотированный хлором, с равномерно распределенными по всему объему платиной или платиной с добавками других элементов.

Селективность катализаторов риформинга характеризуется соотношением скоростей реакций ароматизации и изомеризации и скоростей крекинга. В жестких условиях, т.е. при низком давлении и повышенной температуре, достигается наибольшая селективность катализатора и увеличивается выход высокооктанового бензина. Стабильность катализатора оценивают по скорости повышения температуры, необходимой для поддержания заданного октанового числа бензина.

Платина, содержащаяся в катализаторе, осуществляет дегидрирующие функции. Повышение содержания платины хотя и увеличивает стойкость катализатора к дезактивированию, но заметно его удорожает и не дает экономического эффекта. Снижение доли платины уменьшает стойкость катализатора к отравлению и усложняет условия его эксплуатации. Для увеличения активности и селективности платиновых катализаторов в качестве промотора добавляют хлор, который образует с оксидом алюминия и платиной сложный комплекс.

Длительная эксплуатация катализатора приводит к уменьшению его поверхности и снижению каталитической активности оксида алюминия, а также к снижению удельной поверхности платины, что уменьшает дегидрогенизационную способность катализатора. Соответственно усиливается коксообразование, уменьшается выход бензина и увеличивается выход легких газов. Чем в более жестких условиях протекает процесс, тем быстрее изнашивается катализатор и тем чаще требуется его регенерация.

В последние годы все более широкое распространение находят полиметаллические катализаторы. В платино-рениевом катализаторе относительно низкое содержание платины компенсируется добавкой рения, что увеличивает стойкость катализатора и повышает длительность его эксплуатации. Платино-ренивые катализаторы обладают более высокой активностью в реакциях дегидроциклизации, что повышает октановое число бензина. Использование платино-ренивого катализатора увеличивает выход высокооктанового бензина и снижает выход сухого газа. Хорошая приемистость катализатора к регенерации позволяет вести процесс в более жестких условиях при сохранении активности катализатора на высоком уровне. Вместе с тем применение этих катализаторов повышает требования к качеству сырья, в частности, к отсутствию каталитических ядов; более жестко ограничивается содержание влаги и серы в гидрогенизате. Основные хлорорганические соединения, используемые при риформинге, - дихлорэтан и трихлорэтилен.

Способность катализатора удержать хлор определяется удельной поверхностью, природной носителя, а также степенью осушки сырья, гидрогенизата предварительной гидроочистки и водородсодержащего газа. Имеющаяся влага связывает хлор, который в виде хлористого водорода выносится из катализатора.

Для восполнения потерь хлора добавляют в сырье небольшое, тщательно дозируемое количество хлорорганических соединений. Иногда подачу этих соединений полностью прекращают (в зависимости от концентрации водорода в циркулирующем газе и перепада температур в последней ступени риформинга). Подача хлорорганического соединения при значительной влажности циркулирующего газа нежелательна из-за образования хлористого водорода. При повышенном содержании хлора уменьшается концентрация водорода в водородсодержащем газе, снижается селективность процесса, растет образование газов, уменьшается выход бензина. Стабильность катализатора увеличивается при его предварительном прокаливании, восстановлении при 500^оС и последующем сульфидировании.

Строго дозированная добавка сернистых соединений до подачи сырья в реактор способствует более высокой равновесной активности катализатора и повышению его эффективности сразу после пуска установки.

Характеристики катализаторов риформинга такова: