Opções e práticas de reformação catalítica
artigo resumo
refinarias em todo o mundo utilizam reformação catalítica para produzir reformato de alto octano para mistura de gasolina e aromáticos de alto valor (benzeno, tolueno e xileno, BTX) para uso petroquímico. A reforma é também uma das principais fontes de hidrogénio à base de refinarias.
as operações de reformação continuam a ser contestadas no contexto da redução do teor de aromáticos/benzeno em pool de gasolina; no entanto, a unidade de reformação catalítica ainda é um dos pilares das operações de refinaria. A recente tendência ascendente das necessidades de tratamento de hidrogénio colocou ainda mais ênfase na produção de hidrogénio dos reformadores. As principais diferenças de tecnologia entre os vários processos de reforma são discutidas neste artigo e é dada especial atenção ao controlo do cloreto e à gestão da corrosão.
matéria-prima
o alimento padrão para uma unidade de reformação catalítica (CRU) é a nafta de destilação direta tratada com hidrogénio (SRN), tipicamente contendo C6 a C11 parafinas, naftenos e aromáticos. Nafta de diferentes fontes varia muito na sua facilidade de reforma. A maioria dos naftenos reagem rápida e eficientemente para formar aromáticos. Esta é a reacção básica da reforma. As parafinas são os compostos mais difíceis de converter. Uma NAFTA Rica (menor parafina, maior teor de nafteno) torna a operação muito mais fácil e mais eficiente. Os tipos de nafta utilizados como alimento para a CRU podem afetar o funcionamento da unidade, a atividade do catalisador e as propriedades do produto. Quando o reforming catalítico é usado principalmente para a produção de BTX, um corte C6-C8 (pontos de ebulição inicial e final IBP-FBP 60-140°c), rico em C6, é geralmente utilizado. Para a produção de um componente de pool de gasolina de alto octano, um corte C7-C9 (IBP-FBP 90-160°C) é a escolha preferida.1
Reformate benzene content can be reduced by minimising the amount of benzene and benzene precursors (cyclohexane and methylciclopentane) in the reformer feed via prefraction. Alternativamente, o benzeno pode ser reduzido por pós-fraccionamento do reformato e posterior processamento do reformato leve.
numa refinaria onde a maximização da produção de destilados médios é uma prioridade, a parte mais pesada da nafta que é tradicionalmente encaminhada para uma unidade de reformador catalítico pode, em vez disso, ser enviada para o querosene ou para o diesel, dentro dos limites da especificação do ponto de inflamação. Na maioria dos casos, uma alimentação CRU mais leve resultará num aumento da duração do ciclo para uma unidade semi-regenerativa (SR) devido à diminuição da produção de coque.
naftas de destilação directa (por exemplo, nafta de cracking catalítico fluido (FCC) ou nafta de viscorredução/coker) também podem ser processadas numa CRU, mas apenas após um tratamento hidrotratamento severo envolvendo a saturação de (di)-olefinas, além da funcionalidade básica do hydrotrater da nafta de remoção de átomos heterogéneos (enxofre e azoto). O seu objectivo mais elevado e / ou maior teor de parafina resulta numa maior concentração de coque. Os reformadores de regeneração cíclica e contínua do catalisador (CCR) são geralmente capazes de processar a nafta FCC com um objectivo de alimentação mais elevado, desde que exista capacidade de regeneração para queimar o coque adicional que é produzido.2 o reprocessamento de nafta FCC é tipicamente restrito ao menor corte médio de octano. Se apenas for necessária dessulfuração, o tratamento da nafta FCC numa unidade de tratamento selectivo com hidrogénio é a solução mais simples.
unidades de cama fixa vs reformadores CCR
o tipo convencional de CRU é a unidade de reforma de cama fixa SR, que é utilizada para a melhoria limitada de octanas. A unidade é operada a alta pressão para mitigar a formação de carbono. À medida que a redução do carbono aumenta, as temperaturas dos reatores são aumentadas para atingir o octano-alvo em detrimento do rendimento do reformato. Um processo de regeneração cíclica Com um sistema de reator swing é usado para maior gravidade e operação de octano. Com o CCR reforming (ver figuras 1 e 2)3,4, podem obter-se severidades extremamente elevadas sem interrupções frequentes devido à desactivação do catalisador. As unidades operam a baixa pressão com os benefícios associados de rendimento de rendimentos mais elevados do reformato e do hidrogénio.
a decisão de converter reformadores catalíticos de alta pressão em unidades do tipo CCR depende inteiramente da economia.5 alguns licenciantes reformadores desenvolveram uma unidade híbrida, adicionando um reactor CCR e um regenerador a uma unidade original de reformação SR.As figuras 3 e 4 apresentam exemplos típicos de 4,6,7,8. A conversão pode custar menos de metade do custo de um novo CCR e aumenta o rendimento e / ou a duração do ciclo.4
para algumas refinarias, uma conversão completa para CCR permanece economicamente atraente em relação a uma unidade híbrida, devido ao maior fator a bordo, menor pressão de operação e maiores rendimentos de hidrogênio e nafta.9 praticamente todas as novas unidades de reforma são de concepção CCR.
concepção do Reactor
existem três tipos de reactores predominantemente utilizados no processo de reforma. Isto é esférico, fluxo descendente e radial. Como catalisador melhorado ao longo dos anos, a pressão do reator poderia ser reduzida para tirar proveito do aumento C5+ e os rendimentos de hidrogênio em menor pressão de operação. A menor pressão, a queda de pressão através do reator torna-se uma consideração importante; portanto, projetos mais modernos de unidades de reforma empregam reatores que são fluxo radial em projeto e combinar boa distribuição de fluxo com baixa queda de pressão.
a alimentação combinada é direcionada do bocal de entrada do reator para as chamadas vieiras, que são canais longos e verticais posicionados ao longo de toda a circunferência do reator. As vieiras têm orifícios ou, mais comumente nos dias de hoje, telas de perfil ao longo de todo o comprimento, através do qual o gás passa radialmente para o leito do catalisador anular e para dentro de um tubo central que recolhe os produtos do reator e os direciona para a saída do reator. O baixo fluxo deve ser evitado, uma vez que resultará em uma aceleração do laydown do coque.
Metalurgia dos Reatores
recipientes de reatores em um serviço SR CRU são itens autônomos e podem ser de camada quente ou fria, dependendo da preferência do projeto. Em projetos de concha fria, um revestimento refratário interno protege a parede do recipiente da exposição à temperatura do processo. Em serviço CCR, os reatores são invariavelmente do projeto de concha quente e podem ser posicionados individualmente ou empilhados para formar uma única embarcação compartimentada.8 em uma SR CRU, uma parede fria (aço carbono com revestimento refratário) com um revestimento interno de aço inoxidável é a norma.
