Opțiuni și practici de reformare catalitică

rezumat articol

rafinăriile din întreaga lume utilizează reformarea catalitică pentru a produce reformat cu cifră octanică ridicată pentru amestecarea benzinei și aromatice de mare valoare (benzen, toluen și xilen, BTX) pentru utilizarea petrochimică. Reformarea este, de asemenea, o sursă majoră de hidrogen pe bază de rafinărie.
operațiunile de reformare continuă să fie contestate în contextul scăderii conținutului aromatic/benzen din bazinul de benzină; cu toate acestea, unitatea de reformare catalitică este încă un pilon al operațiunilor de rafinărie. Tendința ascendentă recentă a nevoilor de hidrotratare a pus și mai mult accent pe producția de hidrogen reformator. Principalele diferențe tehnologice între diferitele procese de reformare sunt discutate în acest articol și se acordă o atenție deosebită controlului clorurii și gestionării coroziunii.
materie primă
alimentarea standard către o unitate de reformare catalitică (CRU) este NAFTA cu acțiune directă hidrotratată (SRN), care conține în mod tipic parafine, naftene și aromatice de la C6 la C11. NAFTA din diferite surse variază foarte mult în ușurința de reformare. Majoritatea naftenelor reacționează rapid și eficient pentru a forma aromatice. Aceasta este reacția de bază a reformării. Parafinele sunt compușii cei mai dificili de convertit. O NAFTA bogată (parafină inferioară, conținut mai mare de naftenă) face operația mult mai ușoară și mai eficientă. Tipurile de NAFTA utilizate ca alimentare cu CRU pot afecta funcționarea unității, activitatea catalizatorului și proprietățile produsului. Atunci când reformarea catalitică este utilizată în principal pentru producția de BTX, se folosește de obicei o tăietură C6-C8 (puncte de fierbere inițiale și finale IBP-FBP 60-140 C), bogată în C6. Pentru producerea unei componente cu bazin de benzină cu cifră octanică ridicată, este alegerea preferată o tăietură C7-C9 (IBP-FBP 90-160 CT).1
conținutul de benzen reformat poate fi redus prin reducerea la minimum a cantității de benzen și precursori de benzen (ciclohexan și metilciclopentan) din furajul reformatorului prin prefracționare. Alternativ, benzenul poate fi redus prin post-fracționarea reformatului și prelucrarea ulterioară a reformatului ușor.
într-o rafinărie în care maximizarea producției de distilat mediu este o prioritate, porțiunea mai grea a benzinei NAFTA care este direcționată în mod tradițional către o unitate de reformare catalitică poate fi trimisă în schimb la rezerva de kerosen sau motorină, în limitele specificațiilor punctului de aprindere. În majoritatea cazurilor, o alimentare CRU mai ușoară va duce la o lungime crescută a ciclului pentru o unitate semi-regenerativă (SR) datorită scăderii producției de cocs.
NAFTA non-dreaptă [de exemplu, NAFTA NAFTA cu cracare catalitică fluidă (FCC) sau nafta visbreaker/coker) poate fi, de asemenea, prelucrată într-un CRU, dar numai după o hidrotratare severă care implică saturația (di)-olefinei, pe lângă funcționalitatea de bază a hidrotratatorului NAFTA de îndepărtare a atomilor eterogeni (sulf și azot). Obiectivul final mai ridicat și / sau conținutul mai mare de parafină au ca rezultat o reducere mai mare a cocsului. Reformatorii de regenerare ciclică și continuă a catalizatorului (CCR) sunt în general capabili să proceseze NAFTA FCC cu un obiectiv final de alimentare mai mare, atâta timp cât există capacitatea regeneratorului de a arde cocsul suplimentar produs.2 reprocesarea NAFTEI FCC este de obicei limitată la tăierea mijlocie octanică inferioară. Dacă este necesară numai desulfurarea, prelucrarea NAFTEI FCC într-o unitate de hidrotratare selectivă este soluția mai simplă.
unități cu pat fix vs reformatori CCR
tipul convențional CRU este unitatea de reformare cu pat fix SR, care este utilizată pentru îmbunătățirea octanică limitată. Unitatea este acționată la presiune ridicată pentru a atenua formarea carbonului. Pe măsură ce reducerea carbonului crește, temperaturile reactorului sunt ridicate pentru a atinge cifra octanică țintă în detrimentul randamentului reformat. Un proces regenerativ ciclic cu un sistem de reactor oscilant este utilizat pentru o severitate mai mare și o funcționare octanică. Cu reformarea CCR (a se vedea figurile 1 și 2)3,4, se pot obține severități extrem de ridicate fără opriri frecvente din cauza dezactivării catalizatorului. Unitățile funcționează la o presiune scăzută, cu beneficiile de randament asociate ale randamentelor mai mari de reformare și hidrogen.
decizia de a converti reformatorii catalitici SR de înaltă presiune în unități de tip CCR depinde în întregime de economie.5 unii licențiatori reformatori au dezvoltat o unitate hibridă, prin adăugarea unui reactor CCR și a unui regenerator la o unitate originală de reformare SR.4,6,7,8 exemple tipice sunt prezentate în figurile 3 și 4. Conversia ar putea costa mai puțin de jumătate din cea a unui nou CCR și crește debitul și/sau durata ciclului.4
pentru unele rafinării, o conversie completă la CCR rămâne atractivă din punct de vedere economic în raport cu o unitate hibridă, datorită factorului de flux mai mare, presiunii de funcționare mai mici și randamentelor mai mari de hidrogen și nafta.9 practic, toate unitățile noi de reformare sunt de design CCR.
proiectarea reactorului
există trei tipuri de reactoare utilizate predominant în procesul de reformare. Acestea sunt sferice, descendente și radiale. Pe măsură ce catalizatorul s-a îmbunătățit de-a lungul anilor, presiunea reactorului ar putea fi redusă pentru a profita de creșterea C5+ și a randamentelor de hidrogen la o presiune de funcționare mai mică. La presiune mai mică, căderea de presiune prin reactor devine un aspect important; prin urmare, proiectele mai moderne ale unităților de reformare folosesc reactoare care sunt flux radial în proiectare și combină o distribuție bună a fluxului cu cădere de presiune scăzută.
alimentarea combinată este direcționată de la duza de admisie a reactorului în așa-numitele scoici, care sunt canale lungi, verticale poziționate de-a lungul întregii circumferințe a reactorului. Scoicile au găuri sau, mai frecvent în aceste zile, ecrane de sârmă de profil de-a lungul întregii lungimi, prin care gazul trece radial în patul catalizatorului inelar și spre interior către o conductă centrală care colectează produsele reactorului și le direcționează către ieșirea reactorului. Debitul scăzut trebuie evitat, deoarece va duce la o reducere accelerată a cocsului.
metalurgia reactorului
vasele reactorului dintr-un serviciu SR CRU sunt articole independente și pot fi fie coajă caldă, fie rece, în funcție de preferința de proiectare. În modelele cu coajă rece, o căptușeală refractară internă protejează peretele vasului de expunerea la temperatura procesului. În serviciul CCR, reactoarele sunt invariabil de proiectare cu coajă fierbinte și pot fi poziționate individual sau stivuite pentru a forma un singur vas compartimentat.8 într-un SR CRU, un perete rece (oțel carbon cu căptușeală refractară) cu o căptușeală interioară din oțel inoxidabil este norma.