Катализатор за повишаване на октановото число в изомеризационни единици
Водород{0}}съдържащ агрегат
Три основни технологични системи, температурни параметри и избор на катализатор
✅ Катализатор: хлориран двуалуминиев оксид на платинена основа (тип алуминиев хлорид)
Реакционна температура: 120 ~ 175 градуса (вход на реактора), повишаване на температурата на слоя 10-25 градуса
Налягане: 2,8–3,8 MPa; обемна скорост на течност LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; водород въглеводород моларно съотношение 0,1–0,5
Изисквания към суровините: стриктна дехидратация, десулфуризация и денитрификация; вода/сяра ще отрови постоянно киселинните хлорни места; необходимо е непрекъснато добавяне на хлор по време на работа
Приложимо: C₅/C₆ лека нафта, целеви висок RON (едно преминаване RON≈82–84, цикъл до 87–93)
Характеристики: Най-висока активност, най-добре балансиран процент на реализация; силно корозивен, оборудван със система за алкално почистване, сложна експлоатация и поддръжка
✅Катализатор: Pt-натоварено киселинно молекулярно сито (тип зеолит, без-хлор)
Реакционна температура: 240-280 градуса
Налягане: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; съотношение водород към въглеводород 0,1–1,0
По-висока толерантност към суровините: чувствителността към сяра и вода е много по-ниска от тази на хлор-алуминиевия катализатор, няма нужда от добавяне на хлор
Приложимо: C₅/C₆, може да се използва и за изомеризация на C₄бутан; устройството е по-просто, има добра стабилност и лесно се регенерира
Недостатъци: висока температура, ограничено равновесие, степента на преобразуване при едно-преминаване е по-ниска от процеса на ниско{1}}температурен алуминиев хлорид, обикновено оборудван с фракциониране на продукта + циркулационен контур на непреобразуван n-алкан
✅Катализатор: Специално молекулярно сито/система от алуминиев хлорид
Реакционна температура: 160–210 градуса
Налягане: 1,5–2,0 MPa; съотношение водород към въглеводород 0,07–0,15
Коефициентът на-преобразуване при едно преминаване е 50%–55% и трябва да се инсталира деизобутанова кула, за да циркулира нереагиралия n{3}}бутан обратно към реактора.
Единица без{0}}водород
Четири основни категории изомеризационни-катализатори без водород
Преходен метал-модифициран кисели ZSM-5 зеолити (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)
Поддръжка: ZSM-5 (MFI зеолит); Активни компоненти: Zn, Ga, Ni (неплатинени метали)
Условия на работа: 340–460 градуса, 0–1,2 MPa; перфектно съобразени с изискванията на процеса на клиента
Характеристики на реакцията: Едновременна изомеризация, ароматизация и лек крекинг; повишава октановото число на бензина; произвежда пропан и бутан (сух газ); течен добив 82–90%; регенерирането включва само N₂ и въздух за изгаряне-на кокс (не е необходимо намаляване на водорода)
Еквивалентни руски степени: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O3); обогатяване на нафта без водород; октановото число на бензина достига 85–87 при 400 градуса
Модифициран морденит (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; без Pt-)
Поддръжка: Морденит (MOR); активни компоненти: Ni/Fe (без{0}}платина)
Температурен диапазон: 320–420 градуса; налягане: 0,3–1,0 MPa
Характеристики: Селективност на изомеризация, по-добра от ZSM-5; ниска ароматизираща активност; склонни към коксуване при високи температури; умерено преобразуване на n-алкани; регенерация само чрез въздушно калциниране (изгаряне на кокс); не се изисква водород
Твърди суперкиселини (без-платина): SO₄²⁻/ZrO₂, SO₄²⁻/TiO₂-Al₂O₃
Поддръжка: Цирконий / Титаний-алуминиев композитен оксид; без Pt натоварване
Температура: 300–400 градуса; налягане: атмосферно до 1 MPa
Характеристики: Много висока киселинна якост; добра изомеризационна активност; недостатъци: сулфатни групи, склонни към излугване при високи температури; лоша устойчивост на вода; бързо коксуване; регенериране само чрез въздушно калциниране; намаляването на водорода е строго забранено
10-пръстенообразна-селективни молекулярни сита (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; без платина)
Поддръжка: SAPO-11 / ZSM-22; активен компонент: Ni (без Pt)
Температура: 330–430 градуса; налягане: 0,4–1,0 MPa
Характеристики: Селективна изомеризация на формата-; висока селективност за много-разклонени алкани; недостатъци: относително ниска конверсия; значително образуване на газ поради крекинг; висока степен на коксуване; регенериране само чрез въздушно калциниране; не е включен водороден етап.
Сферата на рафинирането на нефт
Изомеризация на n{0}}бутан до изобутан
Катализатори на основата на платина- (като системата Pt/Al₂O₃-Cl) се използват за превръщане на n-бутан в изобутан, ключова изходна суровина за производството на бензинови компоненти с високо-октаново число (напр. метил терт-бутилов етер, MTBE). В индустриалните единици смесените C4 суровини претърпяват хидро-изомеризация, което позволява производствените мощности на 1-бутен да достигнат мащаб от стотици тонове на ден.
Изомеризация на C5–C6 алкани
Твърди суперкиселинни катализатори (като RISO-C или Pt/SO₄²⁻-ZrO₂-Al₂O3) се използват за превръщане на алкани с права-верига в изомери с разклонена верига. Например, след изомеризацията на лека нафта (от каталитичен реформинг), скоростите на изомеризация на C5 и C6 достигат съответно 70% и 85%, повишавайки изследователското октаново число (RON) на продукта бензин до над 85 и значително оптимизирайки качеството на горивото.
Ароматизиращ катализатор
В сравнение с технологията на реформинг, този процес не е ограничен от потенциалното ароматно съдържание на суровината; обикновено не изисква предварително-фракциониране или рафиниране на суровината и предлага широка гама от приложения. Изходните суровини, подходящи за производство на ароматни вещества чрез този процес, включват коксов бензин, право-бензин, кондензат от петролни находища, леки остатъци от риформинг (нафта), рафинат от риформинг, пиролизен бензин и богат на олефин-втечнен нефтен газ (LPG).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50%) като суровина, ароматното съдържание в течния продукт се доближава до 100%, елиминирайки необходимостта от ароматна екстракция; добивът на ароматни-единично преминаване надвишава 48,2%, а добивът на BTX надвишава 42,2%. Катализаторът предлага еднократен-работен цикъл от По-голям или равен на 20 дни и общ експлоатационен живот от По-голям или равен на 3,0 години.
Когато се използва нафта като изходна суровина, добивът на ароматни-единично преминаване надвишава 35,0%, а добивът на BTX надвишава 32,0%; катализаторът предлага един-работен цикъл от 20–30 дни и общ експлоатационен живот от По-голям или равен на 3,0 години.
Генерираният горивен газ е богат на водород, който може да бъде възстановен и използван като източник на водород.
Технически характеристики
① Сравнително ниска температура на реакция на ароматизиране
Усъвършенстваните технологии за оформяне и модифициране на катализатор позволяват реакцията да протича при относително ниски температури. В приложенията за производство на ароматни вещества реакционната температура е с 30 градуса –50 градуса по-ниска от тази на конкурентните технологии, което значително намалява консумацията на енергия. По-ниските реакционни температури също намаляват изискванията за якост на оборудването и водят до по-нисък добив на сух газ.
② Уникална реакционна топлина-технология за допълване
Ароматизирането на нафта-особено с-богати на алкани суровини-е силно ендотермичен процес. Използването на уникална технология-за допълване на топлина елиминира необходимостта от пещи за междинно нагряване, като по този начин намалява както капиталовите инвестиции, така и потреблението на енергия на единица.
Ароматизиращ катализатор за повишаване на октановото число
Ароматизирането включва дехидрогениране при висока{0}}температура, циклизация и пренос на водород; провежда се предимно в отсъствие на добавен водород и работните температури са много по-високи от тези за изомеризация. ZSM-5 (MFI) е преобладаващата опора, категоризирана в четири основни типа въз основа на модифициращия метал:
Активен компонент: Zn (1–3 тегл.%); P или редкоземни елементи могат да бъдат добавени за регулиране на киселинността и потискане на образуването на кокс.
Условия на реакцията: 500–550 градуса, атмосферно налягане до 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Механизъм: Zn центровете улесняват дехидрогенирането, докато зеолитните киселинни места катализират циклизирането; преносът на водород е доминиращият път, при който се получават малки количества H₂.
Подходящи суровини: C4 втечнен газ, C5, крекиран C5, лека нафта.
Търговски класове: NKC-5, серия DLP, тип LHA.
Характеристики: Ниска цена, добра BTX селективност; бързото образуване на кокс налага честа регенерация, което води до много кратък живот при едно-продължителност при използване на олефинови суровини.
Активен компонент: Ga (0,5–2 тегл.%)
Условия на реакцията: 520–580 градуса, атмосферно налягане
Механизъм: Ga притежава по-силна способност за дехидрогениране; протича по пътя на директно дехидрогениране, като се получава повече водород.
Процеси: BP-UOP Cyclar; вътрешно М2-образуване
Характеристики: По-висок добив на ароматни съединения в сравнение с катализатори на основата на Zn-; по-ниско производство на сух газ; по-висока цена; повишена чувствителност към сяра.
Pt/Cl-Al₂O3 (Каталитичен реформинг; богата на -водород атмосфера)
Условия: 480–530 градуса, 0,8–2,0 MPa; работи в богата-на водород атмосфера.
Изходна суровина: C6+ нафта; произвежда високо-октанов бензин + BTX; добра устойчивост на коксуване, но изисква допълване с хлор и крие рискове от корозия.
Pt/KL зеолит: Реформинг без -хлор; подходящ за ароматизиране на n-хексан; изключително чувствителен към сяра; рядко се използва в голям индустриален мащаб.
⚠ Забележка: Каталитичен реформинг ≠ лека въглеводородна ароматизация. Реформингът работи в богата на -водород атмосфера, докато системите Zn/Ga-ZSM-5, споменати по-горе, не са -богати на-водород процеси на ароматизиране; двете системи не могат да се използват взаимозаменяемо. 4. Други системи за модификация (Mo, Ag, редкоземни композити)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 градуса; подходящ само за метан, не и за LPG/C5.
Ag/ZSM-5: Леко дехидрогениране, умерена BTX селективност; ограничено индустриално приложение.
Редкоземни-+фосфор-модифицирани Zn-ZSM-5: Промотор/добавка, а не самостоятелен катализатор; използвани за забавяне на образуването на кокс и удължаване на продължителността на един-пропуск (напр. DLP-1 nano-ZSM-5).
Ръководство за бърз избор
LPG, C4/C5 суровини; ограничен бюджет; атмосферно налягане, не-водородна атмосфера → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Търсене на по-висок добив на ароматни съединения и ко-производство на водород; налична адекватна предварителна обработка на суровината → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C6+ суровина за нафта; възможен-водород агрегат; целевият продукт е бензин с високо-октаново число → Pt-хлориран алуминиев оксид катализатор за реформиране
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 градуса)
Катализатор за производство на бензин чрез лека въглеводородна ароматизация
Използвайки леки въглеводороди-като сух газ от рафинерии, фракции C4 след-етерификация, директно{3}}нафта, кондензат от петролни находища или коксов бензин-като изходна суровина, този процес използва патентовани катализатори за получаване на високо-октаново бензинови смесващи компоненти чрез стъпки, включително крекинг, олигомеризация, циклизация и дехидрогениране. Полученият модернизиран бензин се характеризира с ниско съдържание на олефини и сяра и високо октаново число, което го прави отличен чист компонент за смесване за производство на автомобилен бензин, който отговаря на стандартите Grade 92 и 95.
Технически характеристики
Процесът използва широка гама от суровини и дава високо{0}}качествен бензин с продуктови схеми, които могат да бъдат гъвкаво коригирани въз основа на пазарните промени. Горивният газ е богат на водород, който може да бъде възстановен и използван като източник на водород. Индустриалният блок се отличава с проста схема на потока и ниски инвестиционни разходи, както и ниски експлоатационни разходи и консумация на енергия.
When using olefin-rich refinery dry gas or liquefied gas as feedstock: olefin conversion >95%; gasoline selectivity for olefins >90%; gasoline octane number (RON) >92; и единичен-цикличен цикъл на катализатора По-голям или равен на 45 дни.
При използване на нафта с нисък ароматен потенциал (като риформат рафинат, лека{0}}нафта или въглищна-нафта): октановото число на бензина (RON) е 85–92; добивът на сух газ е 2–4%; катализаторът демонстрира силна адаптивност (намаляване на сярата в продукта до<10 ppm even with a feedstock sulfur content of 300 ppm); and the single-run cycle is 30–90 days, with a total catalyst lifespan of ≥3.0 years.
В сравнение с подобни технологии:
① Катализаторът показва отлична активност и ароматна селективност.
② Катализаторът притежава силна устойчивост на коксуване, което води до ниски добиви на сух газ.
③ Той е пионер в използването на процес на работа под налягане:
---Елиминира необходимостта от компресор с богат газ, като по този начин намалява разходите за оборудване и оперативните разходи за единица.④ Оптимизирана технология за регенериране на катализатора
---Съотношението регенериращ газ към катализатор (обемно съотношение на циркулиращия газ към катализатор) се намалява с 20–30%; секцията за регенерация изисква по-ниски инвестиции и оперативни разходи, като същевременно се постига висока ефективност на регенерация.
Олефин-произвеждащ катализатор
Разработена през последните години, технологията за производство на олефини чрез каталитичен крекинг на леки въглеводороди съчетава предимствата както на парен крекинг, така и на течен каталитичен крекинг (FCC). Той отваря нов път на процес, който е изключително важен за пестене на енергия и намаляване на потреблението в нефтохимическите заводи, както и за посрещане на нарастващото търсене на леки олефини. Използвайки суровини като богати на олефин- C4–C8 леки въглеводороди, директно-нафта или въглищна-базирана нафта, технологията използва собствен катализатор за селективно преобразуване на леки въглеводородни компоненти в етилен, пропилен и високо-октанови бензинови компоненти за смесване.
Технически характеристики
В сравнение с традиционния парен крекинг, тази каталитична крекинг технология работи при по-ниски температури, консумира по-малко енергия, използва по-широк набор от суровини и позволява гъвкаво разпределение на продукта. В сравнение с технологиите за производство на олефини на базата на FCC-, той постига по-голяма дълбочина на крекинг и по-високи добиви на етилен и пропилей. Освен това потокът на процеса е прост и необходимата инвестиция е ниска.
При използване на втечнен газ С4 (със съдържание на бутен по-голямо или равно на 60%) като суровина, комбинираният добив на етилен и пропилей надвишава 40%, докато добивът на бензин е приблизително 15–20%.