Katalyyttisen reformoinnin vaihtoehdot ja käytännöt

artikkelin yhteenveto

jalostamot kaikkialla maailmassa käyttävät katalyyttistä reformointia tuottaakseen korkeaoktaanista reformaattia bensiinin sekoittamiseen ja arvokkaita aromaatteja (bentseeni, tolueeni ja ksyleeni, BTX) petrokemian käyttöön. Reformointi on myös merkittävä jalostamoihin perustuvan vedyn lähde.
Reformointitoimet ovat edelleen kyseenalaisia bensiinipoolien aromaattisten/bentseenipitoisuuksien alentamisen yhteydessä; katalyyttinen reformointiyksikkö on kuitenkin edelleen jalostamotoiminnan tukipylväs. Vetykäsittelytarpeiden viimeaikainen noususuuntaus on painottanut entistä enemmän reformoivaa vedyn tuotantoa. Tässä artikkelissa käsitellään tärkeimpiä teknologisia eroja eri uudistusprosessien välillä, ja erityistä huomiota kiinnitetään kloridikontrolliin ja korroosionkäsittelyyn.
Syöttöaine
katalyyttisen reformointiyksikön (CRU) vakiosyöttö on vetykäsitelty suoratisleteollisuusbensiini (SRN), joka sisältää tyypillisesti C6: sta C11: een parafiineja, nafteeneja ja aromaatteja. Eri lähteistä peräisin olevan teollisuusbensiinin helppous reformoinnissa vaihtelee suuresti. Useimmat nafteenit reagoivat nopeasti ja tehokkaasti muodostaen aromaatteja. Tämä on uudistamisen perusreaktio. Parafiinit ovat vaikeimmin muunnettavia yhdisteitä. Runsas teollisuusbensiini (alempi parafiini, korkeampi nafteenipitoisuus) tekee toiminnasta paljon helpompaa ja tehokkaampaa. CRU: n syötteenä käytetyt teollisuusbensiinityypit voivat vaikuttaa yksikön toimintaan, katalyytin toimintaan ja tuotteen ominaisuuksiin. Kun katalyyttistä reformointia käytetään pääasiassa BTX: n tuotannossa, käytetään yleensä C6-C8-leikkausta (alku-ja loppukiehumispiste IBP-FBP 60-140°C), jossa on runsaasti C6: ta. Korkeaoktaanisen bensiinipoolikomponentin tuotannossa C7-C9-leikkaus (IBP-FBP 90-160°C) on ensisijainen valinta.1
Reformaattibentseenipitoisuutta voidaan vähentää minimoimalla bentseenin ja bentseenin lähtöaineiden (sykloheksaani ja metyylisyklopentaani) määrä reformaattorirehussa prefraktioimalla. Vaihtoehtoisesti bentseeniä voidaan pelkistää reformaatin fraktioinnin jälkeen ja jatkojalostamalla kevytreformaattia.
jalostamossa, jossa keskitisleen tuotannon maksimointi on ensisijaisen tärkeää, teollisuusbensiinin raskaampi osa, joka perinteisesti ohjataan katalyyttiseen reformointiyksikköön, voidaan sen sijaan lähettää petroli-tai dieselpolttoainealtaaseen leimahduspisteen määrittelyrajojen puitteissa. Useimmissa tapauksissa kevyempi CRU-syöttö lisää semi-regeneratiivisen (SR) yksikön syklin pituutta, koska koksin valmistusmäärä on pienentynyt.
ei-suorajuoksutettuja naftoja (esimerkiksi fluid catalytic crakkaus (FCC) teollisuusbensiini tai visbreaker/kokseriteollisuusbensiini) voidaan myös käsitellä CRU: ssa, mutta vain vakavan vetykäsittelyn jälkeen, johon liittyy (di)-olefiinisaturaatio, sen lisäksi, että teollisuusbensiinin perusvetokäsittely toimii heterogeenisten atomien (rikin ja typen) poistamiseksi. Niiden korkeampi päätetapahtuma ja / tai korkeampi parafiinipitoisuus johtaa suurempaan koksimäärään. Syklisen ja jatkuvan katalyytin regeneroinnin (CCR) reformaattorit pystyvät yleensä käsittelemään FCC-teollisuusbensiiniä, jolla on suurempi syötön päätepiste, niin kauan kuin regeneraattorilla on kapasiteettia polttaa syntyvä ylimääräinen koksi.2 FCC-teollisuusbensiinin jälleenkäsittely rajoittuu tyypillisesti alemman oktaanin keskileikkaukseen. Jos ainoastaan rikinpoisto on tarpeen, FCC-teollisuusbensiinin käsittely selektiivisessä vetykäsittelyyksikössä on suoraviivaisempi ratkaisu.
Kiinteäsänkyyksiköt vs CCR reformaattorit
tavanomainen CRU-tyyppi on SR kiinteäsänkyreformointiyksikkö, jota käytetään rajoitettuun oktaanitason parantamiseen. Laitetta käytetään korkeassa paineessa vähentämään hiilen muodostumista. Hiilen kerrostuessa reaktorin lämpötilaa nostetaan tavoiteoktaanin saavuttamiseksi reformaatin tuoton kustannuksella. Syklistä regeneratiivista prosessia, jossa on swing-reaktorijärjestelmä, käytetään vakavampaan ja oktaaniseen toimintaan. CCR-reformoinnilla (KS.Kuvat 1 ja 2)3,4 erittäin suuret erot ovat saavutettavissa ilman toistuvia katkoksia katalysaattorin deaktivoinnin vuoksi. Yksiköt toimivat matalassa paineessa, johon liittyy korkeampien reformaatin ja vedyn saantojen tuottohyötyjä.
päätös muuttaa korkeapaineiset SR – katalyyttiset reformaattorit CCR-tyyppisiksi yksiköiksi perustuu täysin taloudellisuuteen.5 jotkut reformointi lisenssinantajat ovat kehittäneet Hybridi yksikkö, lisäämällä CCR reaktori ja regeneraattori alkuperäiseen SR reformointiyksikkö.Kuvioissa 3 ja 4 esitetään 4,6,7,8 tyypillistä esimerkkiä. Muuntaminen voi maksaa alle puolet uuden vastapuoliriskin hinnasta ja lisätä läpimenoa ja/tai syklin pituutta.4
joidenkin puhdistamojen mielestä täydellinen vaihto CCR: ään on taloudellisesti houkutteleva hybridiyksikköön verrattuna, mikä johtuu suuremmasta virrankulutuskertoimesta, alhaisemmasta käyttöpaineesta sekä suuremmista vedyn ja teollisuusbensiinin sadoista.9 lähes kaikki uudet uudistusyksiköt ovat CCR-mallia.
Reaktorisuunnittelu
on olemassa kolmenlaisia reaktoreita, jotka ovat pääasiassa käytössä reformointiprosessissa. Ne ovat pallomaisia, alavireisiä ja säteittäisiä. Katalyytin parantuessa vuosien saatossa reaktorin painetta voitiin alentaa, jotta voitiin hyödyntää C5+: n ja vedyn saantoa pienemmässä käyttöpaineessa. Alemmassa paineessa reaktorin läpi kulkeva painehäviö on tärkeä näkökohta; siksi uudenaikaisemmissa reformointiyksiköissä käytetään reaktoreita, jotka ovat rakenteeltaan säteittäisiä ja joissa yhdistyvät hyvä virtausjakauma ja alhainen painehäviö.
yhdistetty syöttö ohjataan reaktorin tulosuuttimesta niin sanottuihin kampasuihkuihin, jotka ovat pitkiä, pystysuoria kanavia, jotka on sijoitettu pitkin reaktorin koko kehää. Kampasimpukoissa on reikiä tai nykyään tavallisemmin koko pituudelta profiililankasuojia, joiden kautta kaasu kulkee säteittäisesti rengasmaiseen katalyyttikerrokseen ja sisäänpäin keskiputkeen, joka kerää reaktorin tuotteet ja ohjaa ne reaktorin ulostuloon. Alhaista virtausta olisi vältettävä, koska se johtaa nopeutettuun koksin laskemiseen.
Reaktorimetallurgia
Sr CRU-palvelussa olevat Reaktoriastiat ovat itsenäisiä kohteita ja voivat olla joko kuuma-tai kylmäkuorisia, riippuen suunnittelun mieltymyksistä. Kylmäkuorisissa malleissa sisäinen tulenkestävä vuori suojaa astian seinämää altistumiselta prosessilämpötilalle. CCR-käytössä reaktorit ovat poikkeuksetta kuumakuorisia, ja ne voidaan joko sijoittaa yksittäin tai pinota yhdeksi lokeroiduksi astiaksi.8 SR CRU: ssa kylmä seinä (hiiliteräs tulenkestävällä vuorauksella), jossa on sisäinen ruostumattomasta teräksestä valmistettu vuoraus, on normi.