Katalitikus reformálási lehetőségek és eljárások
Cikkösszefoglaló
a finomítók világszerte használnak katalitikus reformálást magas oktánszámú reformátusnak a benzinkeveréshez és nagy értékű aromás anyagoknak (benzol, toluol és xilol, BTX) petrolkémiai felhasználásra történő előállításához. A reform a finomítói hidrogén egyik fő forrása is.
a Reformálási műveletek továbbra is kihívást jelentenek a benzinkészlet aromás/benzol tartalmának csökkentésével összefüggésben; a katalitikus reformáló egység azonban továbbra is a finomítói műveletek támasza. A hidrogénkezelési igények közelmúltbeli emelkedő tendenciája még nagyobb hangsúlyt fektetett a reformáló hidrogéntermelésre. A különböző reformálási folyamatok technológiájának fő különbségeit ebben a cikkben tárgyaljuk, és különös figyelmet fordítunk a klorid szabályozására és a korrózió kezelésére.
alapanyag
a katalitikus reformáló egység (CRU) standard betáplálása hidrogénezett közvetlen lepárlású benzin (SRN), amely jellemzően C6-C11 paraffinokat, nafténeket és aromás anyagokat tartalmaz. A különböző forrásokból származó benzin nagymértékben változik a reformálás egyszerűségében. A legtöbb naftén gyorsan és hatékonyan reagál aromás anyagok előállítására. Ez a reformáció alapvető reakciója. A paraffinok a legnehezebben átalakítható vegyületek. A gazdag NAFTA (alacsonyabb paraffin, magasabb nafténtartalom) sokkal könnyebbé és hatékonyabbá teszi a működést. A CRU-ba betáplált NAFTA típusok befolyásolhatják az egység működését, a katalizátor aktivitását és a termék tulajdonságait. Amikor a katalitikus reformálást főként a BTX előállításához használják, általában C6-C8 vágást alkalmaznak (kezdeti és végső forráspont IBP-FBP 60-140 C), C6-ban gazdag. Magas oktánszámú benzinkészlet-alkatrész előállításához a C7-C9 vágás (IBP-FBP 90-160 C) az előnyben részesített választás.1
a Reformát benzoltartalom csökkenthető a reformáló takarmányban lévő benzol és benzol prekurzorok (ciklohexán és metil-ciklopentán) mennyiségének minimalizálásával előfrakcionálás útján. Alternatív megoldásként a benzol redukálható a reformátum utólagos frakcionálásával és a könnyű reformátum további feldolgozásával.
olyan finomítóban, ahol a középpárlat-előállítás maximalizálása elsőbbséget élvez, a benzinnek azt a nehezebb részét, amelyet hagyományosan katalitikus reformáló egységbe vezetnek, ehelyett a lobbanáspont-specifikáció határain belül a kerozin-vagy dízelkészletbe lehet küldeni. A legtöbb esetben a könnyebb CRU takarmány növeli a ciklus hosszát egy félregeneratív (SR) egységnél a csökkent koksz gyártmány miatt.
a nem közvetlen lepárlású naftákat (például folyékony katalitikus krakkolási (FCC) naftát vagy viszbreaker/kokszoló naftát) CRU-ban is fel lehet dolgozni, de csak a (di)-olefin telítettséggel járó súlyos hidrogénezést követően, a heterogén atomok (kén és nitrogén) eltávolításának bázikus naftahidrogénező funkciója mellett. Magasabb végpontjuk és / vagy magasabb paraffintartalmuk magasabb kokszelvezetést eredményez. A ciklikus és folyamatos katalizátorregeneráló (CCR) reformerek általában képesek az FCC benzin magasabb betáplálási végponttal történő feldolgozására mindaddig, amíg a keletkező további koksz elégetésére rendelkezésre áll regenerátor kapacitás.2 az FCC benzin újrafeldolgozása jellemzően az alsó oktánszámú középső vágásra korlátozódik. Ha csak kéntelenítésre van szükség, az FCC benzin szelektív hidrogénező egységben történő feldolgozása az egyszerűbb megoldás.
Fix ágyas egységek vs CCR reformerek
a hagyományos CRU típus az SR fix ágyas reformáló egység, amelyet korlátozott oktánszámú javításra használnak. Az egységet nagy nyomáson működtetik a szénképződés csökkentése érdekében. A szén lerakódásának növekedésével a reaktor hőmérséklete megemelkedik a cél oktánjának elérése érdekében a reformát hozam rovására. A nagyobb súlyosságú és oktánszámú működéshez ciklikus regenerációs eljárást alkalmaznak swing reaktor rendszerrel. A CCR reformálásával (lásd az 1.és 2. ábrát)3,4 rendkívül nagy súlyosság érhető el a katalizátor deaktiválása miatti gyakori leállások nélkül. Az egységek alacsony nyomáson működnek, a magasabb reformát-és hidrogénhozamokkal együtt.
a nagynyomású SR katalitikus reformátorok CCR típusú egységekké történő átalakításáról szóló döntés teljes mértékben a gazdaságtól függ.5 néhány reformáló licencadó kifejlesztett egy hibrid egységet, CCR reaktort és regenerátort adva az eredeti SR reformáló egységhez.4,6,7,8 tipikus példákat mutatunk be a 3.és 4. ábrán. Az átalakítás költsége kevesebb, mint a fele egy új CCR-nek, és növeli a teljesítményt és/vagy a ciklus hosszát.4
egyes finomítók számára a CCR-re való teljes átállás gazdaságilag vonzó marad egy hibrid egységhez képest, a magasabb áramtényező, az alacsonyabb üzemi nyomás, valamint a hidrogén és a benzin magasabb hozama miatt.9 gyakorlatilag minden új reformáló egység CCR kialakítású.
Reaktor tervezése
három reaktortípus létezik, amelyeket elsősorban a reformálási folyamatban használnak. Ezek gömb alakúak, lefelé áramlanak és radiálisak. Mivel a katalizátor az évek során javult, a reaktor nyomását csökkenteni lehetett, hogy kihasználják a megnövekedett C5+ és a hidrogén hozamokat alacsonyabb üzemi nyomáson. Alacsonyabb nyomáson a reaktoron keresztüli nyomásesés fontos szemponttá válik; ezért a reformáló egységek modernebb tervei olyan reaktorokat alkalmaznak, amelyek radiális áramlást mutatnak, és ötvözik a jó áramlási eloszlást az alacsony nyomáseséssel.
a kombinált betáplálás a reaktor bemeneti fúvókájából úgynevezett fésűkagylókba irányul, amelyek hosszú, függőleges csatornák, amelyek a reaktor teljes kerülete mentén helyezkednek el. A fésűkagylók lyukakkal vagy manapság gyakrabban profilhuzalokkal rendelkeznek a teljes hosszában, amelyeken keresztül a gáz sugárirányban átjut a gyűrű alakú katalizátorágyba, befelé pedig egy középső csőbe, amely összegyűjti a reaktor termékeit, és azokat a reaktor kimenetéhez irányítja. Kerülni kell az alacsony áramlást, mivel ez gyorsított koksz lerakódást eredményez.
Reaktorkohászat
az SR CRU szolgáltatásban lévő Reaktortartályok önálló elemek, és a tervezési preferenciától függően lehetnek meleg vagy hideg héjúak. Hideg héjú kivitelben egy belső tűzálló bélés védi az érfalat a folyamat hőmérsékletének való kitettségtől. A CCR szolgáltatásban a reaktorok változatlanul forró héjúak, külön-külön elhelyezhetők vagy egymásra rakhatók, hogy egy rekeszes egyetlen edényt képezzenek.8 egy SR CRU-ban a hideg fal (szénacél tűzálló béléssel) belső rozsdamentes acél béléssel a norma.
