Η καταλυτική μεταρρύθμιση είναι μια προοδευτική τεχνολογία με έναν αιώνα ιστορίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:24

Οι χρήσιμες ιδιότητες του λαδιού είναι γνωστές στην ανθρωπότητα από αμνημονεύτων χρόνων. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή καυσίμων και πρώτων υλών για την παραγωγή συνθετικών ινών και πλαστικών. Ταυτόχρονα, η ανθρωπότητα πάντα επιδίωκε να μεγιστοποιήσει τα οφέλη από την επεξεργασία των ορυκτών καυσίμων. Μία από αυτές τις μεθόδους ήταν η καταλυτική αναμόρφωση, μια διαδικασία που οδήγησε σε βενζίνες υψηλής ποιότητας και αρωματικούς υδρογονάνθρακες.

Αυτή η μέθοδος διύλισης λαδιού επινοήθηκε το 1911 και από το 1939 η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα. Έκτοτε, η μέθοδος απόσταξης των ορυκτών καυσίμων βελτιώνεται συνεχώς. Σήμερα αντιπροσωπεύει έναν από τους πιο σύνθετους και αποτελεσματικούς τρόπους παραγωγής βενζίνης υψηλών οκτανίων.

Απόσταξη καυσίμου

Η καταλυτική αναμόρφωση είναι μια διαδικασία αφυδρογόνωσης (αφαίρεση μορίου υδρογόνου από οργανικές ενώσεις) εξαμελών ναφθενίων παρουσία νικελίου και ορισμένωνάλλα μέταλλα της ομάδας πλατίνας σε υψηλή θερμοκρασία, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό αρωματικών ενώσεων. Με άλλα λόγια, πρόκειται για μια διαδικασία που καθιστά δυνατή την απόκτηση ενός προϊόντος υψηλών οκτανίων - αναμορφωμένο - από χαμηλής ποιότητας πρώτες ύλες - βενζίνη ευθείας λειτουργίας.

Ο κύριος λόγος για τον οποίο η μεταρρύθμιση έχει γίνει τόσο διαδεδομένη είναι η ανησυχία για το περιβάλλον. Πριν από αυτό, χρησιμοποιήθηκαν αντικρουστικοί παράγοντες με βάση τον μόλυβδο για την παραγωγή βενζίνης υψηλών οκτανίων. Σχεδόν καθόλου εκπομπές από τη μεταρρύθμιση.

Προϊόντα που ελήφθησαν

Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία, είναι δυνατή η εξαγωγή των πιο πολύτιμων πετροχημικών πρώτων υλών - βενζόλιο, τολουόλιο, αρωματικοί υδρογονάνθρακες. Σήμερα, η καταλυτική μεταρρύθμιση είναι μια διαδικασία που παράγει έως και 480 εκατομμύρια τόνους πετροχημικών ετησίως παγκοσμίως.

Το κύριο τελικό προϊόν του κύκλου παραγωγής είναι το reformat - βενζίνη με βαθμολογία οκτανίων 93-102.

Ταυτόχρονα, δημιουργούνται παραφινικά υποπροϊόντα, καθώς και 90% αέριο υδρογόνο, το οποίο είναι το πιο καθαρό από αυτό που λαμβάνεται με άλλες μεθόδους.

Ένα άλλο προϊόν που συνοδεύει την καταλυτική αναμόρφωση είναι το κοκ. Αποτίθεται στην επιφάνεια των καταλυτών, μειώνει σημαντικά τη δραστηριότητά τους. Προσπαθούν να μειώσουν τον αριθμό του.

Τεχνολογία καταλυτικής αναμόρφωσης

Η βενζίνη ευθείας λειτουργίας, ένα καύσιμο με χαμηλό αριθμό οκτανίων, λειτουργεί ως πρώτη ύλη για την καταλυτική αναμόρφωση. Η όλη διαδικασία πραγματοποιείται σε 3-4 αντιδραστήρες, οι οποίοι διαθέτουν σταθερή καταλυτική κλίνη. Οι αντιδραστήρες διασυνδέονται με σωλήνες με ένα πολύπλοκο σύστημα πολλαπλών θαλάμων και θέρμανση του προϊόντος μετάβασης.

Οι καταλύτες για καταλυτική αναμόρφωση είναι ένας φορέας - αλουμίνα (A1203) διάσπαρτος με κρυστάλλους πλατίνας. Σε αντιδραστήρες σε θερμοκρασία 480-520 °C και πίεση 1,2 έως 4 MPa, η πρώτη ύλη μετατρέπεται σε ισοπαραφίνη υψηλών οκτανίων και αρωματικές ενώσεις.

Πολύ συχνά, για να αυξηθεί η σταθερότητα της διαδικασίας, εισάγονται στην τεχνολογία πιο ακριβά μέταλλα (ρήνιο, γερμάνιο, ιρίδιο), καθώς και αλογόνα - χλώριο και φθόριο.

Τύποι καταλυτικής αναμόρφωσης

Μέχρι σήμερα έχουν εφευρεθεί πολλές μέθοδοι για την παραγωγή βενζίνης υψηλών οκτανίων και αρωματικών υδρογονανθράκων μέσω αντιδράσεων καταλυτικής αναμόρφωσης. Κάθε ξένη εταιρεία κρατά μυστική τη δική της μέθοδο παραγωγής. Ωστόσο, όλες βασίζονται σε τρεις κύριες μεθόδους:

1. Η αναμόρφωση πετρελαίου πραγματοποιείται ταυτόχρονα σε τρεις ή τέσσερις αντιδραστήρες συνεχώς. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι ο καταλύτης της διεργασίας αναπτύσσει πρώτα πλήρως το δυναμικό του, μετά από το οποίο οι αντιδραστήρες σταματούν έως ότου ο επιταχυντής αποκαταστήσει τις ιδιότητές του.
2. Συνεχής αντίδραση σε 2-3 εγκαταστάσεις - το αντιδραστήριο αποκαθίσταται περιοδικά σε κάθε σύστημα καθώς παράγεται. Ταυτόχρονα, η διαδικασία δεν σταματά, και ο αναγεννητικός αντιδραστήρας αντικαθίσταται από έναν "πλωτό", επιπλέον.

Τα καλύτεραΗ παραγωγικότητα μπορεί να επιτευχθεί με συνεχή αντίδραση με τη χρήση μονάδων αναγέννησης και αντιδραστήρων. Ο καταλύτης, καθώς οι ιδιότητές του επιδεινώνονται, τοποθετείται σε έναν θάλαμο αναγέννησης και στη θέση του έρχεται ένα «προσφάτως μειωμένο αντιδραστήριο», πραγματοποιείται η κυκλοφορία των ενώσεων αλουμινίου-πλατίνας.

Κύριο πρόβλημα

Το κύριο πρόβλημα που συνοδεύει τη μεταρρύθμιση είναι ο σχηματισμός μεγάλης ποσότητας κωκ, που μειώνει την καταλυτική ικανότητα των υλικών αλουμίνας-πλατίνας. Η λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι να καούν οι εναποθέσεις οπτάνθρακα στην επιφάνεια των αντιδρώντων στοιχείων χρησιμοποιώντας ένα αδρανές ως προς το οξυγόνο μίγμα σε θερμοκρασία 300-500 βαθμών Κελσίου. Αυτή η διαδικασία στην επιστημονική κοινότητα ονομάζεται αναγέννηση.

Είναι αδύνατο να αποκατασταθεί πλήρως το καταλυτικό στοιχείο. Καθώς χρησιμοποιείται, γερνάει ανεπανόρθωτα και μετά αποστέλλεται σε ειδικά εργοστάσια, όπου εξάγεται πλατίνα και άλλα ακριβά μέταλλα από αυτήν.

Catalytic Reformers

Αυτή η μέθοδος επεξεργασίας φυσικών καυσίμων πραγματοποιείται από διάφορους τύπους εγκαταστάσεων. Για να αναφέρουμε μερικά από αυτά:

• Επιλογή διαμόρφωσης. Εδώ, ο αναμορφωτής συνδυάζει μια διαδικασία καταλυτικής αφυδρογόνωσης με επιλεκτική υδρογονοπυρόλυση.
• Πλατφόρμα. Διαθέτει 3 αντιδραστήρες και ο χρόνος λειτουργίας των καταλυτών είναι από 6 έως 12 μήνες.
• Υπερσχηματισμός. Μία από τις πρώτες εγκαταστάσεις με «πλωτό» αντιδραστήρα, ο οποίος πραγματοποιεί τη διαδικασία μείωσης του αντιδραστηρίου.
• Isoplus. Γιαγια να ληφθεί το προϊόν, συνδυάζονται οι διαδικασίες αναμόρφωσης και θερμικής πυρόλυσης.

Η πιο διαδεδομένη μεταρρύθμιση πετρελαίου έχει λάβει στη Βόρεια Αμερική - εδώ επεξεργάζεται ετησίως έως και 180 εκατομμύρια τόνους φυσικού καυσίμου. Στη δεύτερη θέση βρίσκονται οι χώρες της Ευρώπης - αντιπροσωπεύουν περίπου 93 εκατομμύρια τόνους. Η Ρωσία κλείνει την πρώτη τριάδα με ετήσια παραγωγή περίπου 50 εκατομμυρίων τόνων πετρελαίου.