Katalüsaator oktaanarvu suurendamiseks isomerisatsiooniühikutes
Vesinikku{0}}sisaldav üksus
Kolm peamist protsessisüsteemi, temperatuuriparameetrid ja katalüsaatori valik
✅ Katalüsaator: plaatina toega klooritud alumiiniumoksiid (alumiiniumkloriidi tüüpi)
Reaktsioonitemperatuur: 120-175 kraadi (reaktori sisselaskeava), kihi temperatuuri tõus 10-25 kraadi
Rõhk: 2,8–3,8 MPa; vedeliku tunnis ruumikiirus LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; vesiniku süsivesinike molaarsuhe 0,1–0,5
Nõuded toorainele: range dehüdratsioon, väävlitustamine ja denitrifikatsioon; vesi/väävel mürgitab jäädavalt happelisi kloorikohti; töötamise ajal on vajalik pidev kloori lisamine
Kohaldatav: C₅/C₆ kerge tööstusbensiin, sihitud kõrge RON (üks läbimine RON≈82–84, tsükkel kuni 87–93)
Omadused: kõrgeim aktiivsus, parim tasakaalustatud konversioonimäär; väga söövitav, varustatud leeliselise puhastussüsteemiga, keeruline töö ja hooldus
✅Katalüsaator: Pt-laetud happeline molekulaarsõel (tseoliidi tüüpi, kloori-vaba)
Reaktsioonitemperatuur: 240-280 kraadi
Rõhk: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; vesiniku ja süsivesinike suhe 0,1–1,0
Kõrgem tooraine taluvus: tundlikkus väävli ja vee suhtes on palju madalam kui kloori-alumiiniumkatalüsaatoril, kloori pole vaja lisada
Kohaldatav: C5/C6, võib kasutada ka C4butaani isomerisatsiooniks; seade on lihtsam, hea stabiilsusega ja kergesti taastatav
Puudused: kõrge temperatuur, piiratud tasakaal, ühekordse-käigu konversioonimäär on madalam kui madalal-temperatuuril alumiiniumkloriidi protsess, mis on üldiselt varustatud toote fraktsioneerimisega + konverteerimata n-alkaani tsirkulatsiooniga
✅Katalüsaator: spetsiaalne molekulaarsõel/alumiiniumkloriid süsteem
Reaktsioonitemperatuur: 160–210 kraadi
Rõhk: 1,5–2,0 MPa; vesiniku ja süsivesinike suhe 0,07–0,15
Ühekordse -käigu konversioonimäär on 50%–55% ja reageerimata n-butaani reaktorisse tagasi tsirkuleerimiseks tuleb paigaldada deisobutaani torn.
Vesiniku{0}}vaba ühik
Neli peamist vesiniku{0}vabade isomeerimiskatalüsaatorite kategooriat
Siirdemetall-modifitseeritud happeline ZSM-5 tseoliiti (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)
Tugi: ZSM-5 (MFI tseoliit); Aktiivsed komponendid: Zn, Ga, Ni (mitteplaatina metallid)
Töötingimused: 340–460 kraadi , 0–1,2 MPa; sobib ideaalselt kliendi protsessinõuetega
Reaktsiooni omadused: samaaegne isomerisatsioon, aromatiseerimine ja kerge krakkimine; suurendab bensiini oktaanarvu; toodab propaani ja butaani (kuivgaas); vedeliku saagis 82–90%; regenereerimine hõlmab ainult N₂ ja õhku koksi-põletamiseks (vesiniku redutseerimine pole vajalik)
Samaväärsed vene hinded: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O₃); vesinikuvaba tööstusbensiini uuendamine; Bensiini oktaanarv ulatub 400 kraadi juures 85–87-ni
Modifitseeritud mordeniit (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; Pt-vaba)
Tugi: Mordenite (MOR); aktiivsed komponendid: Ni/Fe (plaatina{0}}vaba)
Temperatuurivahemik: 320–420 kraadi; rõhk: 0,3–1,0 MPa
Omadused: Isomerisatsiooni selektiivsus on parem kui ZSM-5; madal aromatiseerimisaktiivsus; kalduvus kõrgetel temperatuuridel koksistada; mõõdukas n-alkaanide konversioon; regenereerimine ainult õhuga kaltsineerimise teel (koksi põletamine); vesinikku pole vaja
Tahked superhapped (plaatina-vaba): SO₄²⁻/ZrO2, SO₄²⁻/TiO₂-Al2O3
Tugi: tsirkooniumoksiid/titaanoksiid-alumiiniumoksiidi komposiitoksiid; Pt laadimine puudub
Temperatuur: 300–400 kraadi; rõhk: atmosfäärirõhk kuni 1 MPa
Omadused: Väga kõrge happetugevus; hea isomerisatsiooni aktiivsus; puudused: kõrgetel temperatuuridel leostuvad sulfaatrühmad; halb vee stabiilsus; kiire koksistamine; regenereerimine ainult õhuga kaltsineerimise teel; vesiniku redutseerimine on rangelt keelatud
10-rõngakujulist-selektiivset molekulaarsõela (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; plaatinavaba)
Tugi: SAPO-11 / ZSM-22; aktiivne komponent: Ni (pole Pt)
Temperatuur: 330–430 kraadi ; rõhk: 0,4–1,0 MPa
Omadused: kuju{0}}selektiivne isomerisatsioon; kõrge selektiivsus mitmeharuliste alkaanide suhtes; puudused: suhteliselt madal konversioon; märkimisväärne gaasi moodustumine pragunemise tõttu; kõrge koksistamise määr; regenereerimine ainult õhuga kaltsineerimise teel; ei hõlma vesiniku etappi.
Nafta rafineerimise valdkond
N-butaani isomeerimine isobutaaniks
Plaatina{0}}põhiseid katalüsaatoreid (nagu Pt/Al₂O₃-Cl süsteem) kasutatakse n-butaani muundamiseks isobutaaniks, mis on kõrge -oktaanarvuga bensiinikomponentide (nt metüül-tert-butüüleeter) tootmise peamine lähteaine. Tööstusüksustes läbivad segatud C4 lähteained hüdro-isomerisatsiooni, mis võimaldab 1-buteeni tootmisvõimsusel jõuda sadade tonnideni päevas.
C5-C6 alkaanide isomerisatsioon
Tahkeid superhappekatalüsaatoreid (nagu RISO-C või Pt/SO₄²⁻-ZrO₂-Al2O3) kasutatakse sirge -ahelaga alkaanide muundamiseks hargnenud ahelaga isomeerideks. Näiteks pärast kerge tööstusbensiini isomerisatsiooni (katalüütilisest reformimisest) saavutavad C5 ja C6 isomeerimismäärad vastavalt 70% ja 85%, mis tõstab toote bensiini uurimusliku oktaanarvu (RON) üle 85 ja optimeerib oluliselt kütuse kvaliteeti.
Aromatiseerimise katalüsaator
Võrreldes reformimise tehnoloogiaga ei ole see protsess piiratud lähteaine potentsiaalse aromaatse sisaldusega; üldiselt ei nõua see tooraine eel{0}}fraktsioneerimist ega rafineerimist ning pakub laia valikut rakendusi. Selle protsessi käigus aromaatsete ainete tootmiseks sobivad lähteained hõlmavad koksibensiini, otsedestillatsioonigaasi, naftaväljade kondensaati, reformeri kergeid otsasid (topitud nafta), reformeri rafinaati, pürolüüsibensiini ja olefiinirikast vedelgaasi (LPG).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50%) kui lähteaine, aromaatsete ainete sisaldus vedelas tootes läheneb 100%-le, välistades vajaduse aromaatse ekstraheerimise järele; ühekordse -passi aromaatse saagis ületab 48,2% ja BTX-i saagis ületab 42,2%. Katalüsaator pakub ühekordse-käigu töötsüklit, mis on pikem kui 20 päeva või sellega võrdne ja kogu kasutusiga 3,0 aastat või rohkem.
Kui kasutate lähteainena tööstusbensiini, ületab ühekordse -passi aromaatse aine saagis 35,0% ja BTX-i saagis ületab 32,0%; katalüsaator pakub ühekordse -käiguga töötsüklit 20–30 päeva ja kogu kasutusiga 3,0 aastat või rohkem.
Tekkiv põlevgaas on rikas vesiniku poolest, mida saab koguda ja kasutada vesinikuallikana.
Tehnilised omadused
① Suhteliselt madal aromatiseerimisreaktsiooni temperatuur
Täiustatud katalüsaatori kujundamise ja muutmise tehnoloogiad võimaldavad reaktsioonil kulgeda suhteliselt madalatel temperatuuridel. Aromaatsetes tootmisrakendustes on reaktsioonitemperatuur 30–50 kraadi madalam kui konkureerivatel tehnoloogiatel, vähendades oluliselt energiatarbimist. Madalamad reaktsioonitemperatuurid vähendavad ka seadmete tugevusnõudeid ja vähendavad kuiva gaasi saagist.
② Unikaalne reaktsioonisoojuse{0}}lisatehnoloogia
Tööstusbensiini aromatiseerimine-eriti alkaani-rikaste lähteainetega-on väga endotermiline protsess. Unikaalse kütte{4}}lisandtehnoloogia kasutamine välistab vajaduse vahepealsete kütteahjude järele, vähendades seeläbi nii kapitaliinvesteeringuid kui ka ühiku energiatarbimist.
Aromatiseerimiskatalüsaator oktaanarvu suurendamiseks
Aromatiseerimine hõlmab kõrgel-temperatuuril dehüdrogeenimist, tsüklistamist ja vesiniku ülekandmist; see viiakse enamasti läbi vesiniku lisamiseta ja töötemperatuurid on palju kõrgemad kui isomeerimisel. ZSM-5 (MFI) on valdav tugi, mis on modifitseeriva metalli alusel jagatud nelja põhitüüpi:
Toimeaine: Zn (1-3 massiprotsenti); Happesuse reguleerimiseks ja koksi moodustumise pärssimiseks võib lisada P- või haruldaste muldmetallide elemente.
Reaktsioonitingimused: 500–550 kraadi, atmosfäärirõhk kuni 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Mehhanism: Zn-tsentrid hõlbustavad dehüdrogeenimist, samas kui tseoliidi happekohad katalüüsivad tsükliseerimist; vesiniku ülekanne on domineeriv rada, mis annab väikeses koguses H2.
Sobivad lähteained: C4 veeldatud gaas, C5, krakitud C5, kerge tööstusbensiin.
Kaubanduslikud klassid: NKC-5, DLP seeria, LHA tüüp.
Omadused: madal hind, hea BTX selektiivsus; kiire koksi moodustumine nõuab sagedast regenereerimist, mille tulemuseks on olefiinsete lähteainete kasutamisel väga lühike ühekordse -käigu eluiga.
Aktiivne komponent: Ga (0,5–2 massiprotsenti)
Reaktsioonitingimused: 520–580 kraadi, atmosfäärirõhk
Mehhanism: Ga-l on tugevam dehüdrogeenimisvõime; toimub otsese dehüdrogeenimisraja kaudu, andes rohkem vesinikku.
Protsessid: BP-UOP Cyclar; kodumaine M2 moodustamine
Omadused: suurem aromaatsete ainete saagis võrreldes Zn{0}}põhiste katalüsaatoritega; madalam kuiva gaasi tootmine; kõrgem hind; suurem tundlikkus väävli suhtes.
Pt/Cl-Al₂O3 (katalüütiline reformimine; vesiniku-rikas atmosfäär)
Tingimused: 480–530 kraadi, 0,8–2,0 MPa; töötati vesiniku-rikkas atmosfääris.
Lähteaine: C6+ tööstusbensiin; toodab kõrge-oktaanarvuga bensiini + BTX; hea koksikindlus, kuid vajab kloori lisamist ja tekitab korrosiooniriske.
Pt/KL tseoliit: kloori{0}}vaba reformimine; sobib n-heksaani aromatiseerimiseks; äärmiselt tundlik väävli suhtes; kasutatakse harva suures tööstuslikus mastaabis.
⚠ Märkus: katalüütiline reformimine ≠ kerge süsivesiniku aromatiseerimine. Reformimine toimub vesiniku-rikkas atmosfääris, samas kui ülalmainitud Zn/Ga-ZSM-5 süsteemid on mitte-vesinik-rikkad aromatiseerimisprotsessid; neid kahte süsteemi ei saa kasutada vaheldumisi. 4. Muud modifikatsioonisüsteemid (Mo, Ag, haruldaste muldmetallide komposiidid)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 kraadi; sobib ainult metaanile, mitte LPG/C5 jaoks.
Ag/ZSM-5: kerge dehüdrogeenimine, mõõdukas BTX selektiivsus; piiratud tööstuslik rakendus.
Haruldane-muld + fosfor-modifitseeritud Zn-ZSM-5: pigem promootor/lisand kui iseseisev katalüsaator; kasutatakse koksi moodustumise aeglustamiseks ja ühekordse -töötamise kestuse pikendamiseks (nt DLP-1 nano-ZSM-5).
Kiirvaliku juhend
LPG, C4/C5 lähteained; piiratud eelarve; atmosfäärirõhk, mitte-vesiniku atmosfäär → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Aromaatsete ainete suurema saagise ja vesiniku koostootmise{0}}soovimine; saadaval on piisav lähteaine eeltöötlus → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C6+ tööstusbensiini lähteaine; vesinik-toiteline seade; sihttoode on kõrge-oktaanarvuga bensiin → Pt-klooritud alumiiniumoksiidi reformimise katalüsaator
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 kraadi)
Katalüsaator bensiini tootmiseks kerge süsivesiniku aromatiseerimise kaudu
Kasutades lähteainena kergeid süsivesinikke-nagu rafineerimistehase kuivgaas, eeterdamisjärgsed dehüdrogeenimine. Saadud täiustatud bensiini iseloomustab madal olefiini- ja väävlisisaldus ning kõrge oktaanarv, mis teeb sellest suurepärase puhta segamise komponendi 92. ja 95. klassi standarditele vastava autobensiini tootmiseks.
Tehnilised omadused
Protsess kasutab laias valikus lähteaineid ja annab kvaliteetse{0}}bensiini koos tooteskeemidega, mida saab turumuutuste alusel paindlikult kohandada. Küttegaas on rikas vesiniku poolest, mida saab koguda ja kasutada vesinikuallikana. Tööstusüksusel on lihtne vooluskeem ja madalad investeerimiskulud ning madalad tegevuskulud ja energiatarbimine.
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; ja katalüsaatori ühekordse-käitamise tsükkel Rohkem kui 45 päeva või sellega võrdne.
Madala aromaatse potentsiaaliga tööstusbensiini kasutamisel (nagu rafinaat, kergbensiin või kivisöepõhine tööstusbensiin): bensiini oktaanarv (RON) on 85–92; kuiva gaasi saagis on 2–4%; katalüsaatoril on tugev kohanemisvõime (tootes väävlisisaldus väheneb<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.
Võrreldes sarnaste tehnoloogiatega:
① Katalüsaatoril on suurepärane aktiivsus ja aromaatsete ainete selektiivsus.
② Katalüsaatoril on tugev koksikindlus, mille tulemuseks on madal kuivagaasi saagis.
③ See on survestatud tööprotsessi kasutamise pioneeriks:
--- välistab vajaduse rikastatud gaasikompressori järele, vähendades seeläbi seadmekulusid ja üksuse kasutuskulusid.④ Optimeeritud katalüsaatori regenereerimise tehnoloogia
---Regenereerimisgaasi ja katalüsaatori suhe (tsirkuleeriva gaasi ja katalüsaatori mahu suhe) väheneb 20–30%; regenereerimissektsioon nõuab väiksemaid investeeringuid ja tegevuskulusid, saavutades samal ajal kõrge regenereerimise efektiivsuse.
Olefiini{0}}tootmiskatalüsaator
Viimastel aastatel välja töötatud tehnoloogias olefiinide tootmiseks kergete süsivesinike katalüütilise krakkimise teel on ühendatud nii aurkrakkimise kui ka vedelkatalüütilise krakkimise (FCC) eelised. See avab uue protsessitee, mis on väga oluline naftakeemiatehaste energia säästmiseks ja tarbimise vähendamiseks, samuti kasvava nõudluse rahuldamiseks kergete olefiinide järele. Kasutades lähteaineid, nagu olefiin-rikkad C4–C8 kerged süsivesinikud, otsedestillatsiooniga tööstusbensiin või kivisöe-põhine tööstusbensiin, kasutab tehnoloogia kergete süsivesinike komponentide selektiivseks muundamiseks etüleeniks, propüleeniks ja suure -oktaanarvuga bensiiniks.
Tehnilised omadused
Võrreldes traditsioonilise aurukrakkimisega, töötab see katalüütilise krakkimise tehnoloogia madalamatel temperatuuridel, tarbib vähem energiat, kasutab laiemat lähteainete valikut ja võimaldab toodete paindlikku jaotamist. Võrreldes FCC{1}}põhiste olefiini tootmistehnoloogiatega saavutab see suurema pragunemise sügavuse ning suurema etüleeni ja propüleeni saagise. Lisaks on protsessi kulg lihtne ja vajalik investeering väike.
Kasutades lähteainena C4 veeldatud gaasi (buteenisisaldusega üle 60%), ületab etüleeni ja propüleeni kombineeritud saagis 40%, samas kui bensiini saagis on ligikaudu 15–20%.