Katalizator za povećanje oktanskog broja u jedinicama za izomerizaciju
Jedinica koja-sadrži vodik
Tri glavna procesna sustava, temperaturni parametri i odabir katalizatora
✅ Katalizator: klorirani aluminijev oksid (tip aluminij klorida) na platinskoj podlozi
Temperatura reakcije: 120~175 stupnjeva (ulaz u reaktor), porast temperature sloja 10-25 stupnjeva
Tlak: 2,8–3,8 MPa; prostorna brzina tekućine po satu LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; vodik ugljikovodik molarni omjer 0,1–0,5
Zahtjevi za sirovine: stroga dehidracija, desulfurizacija i denitrifikacija; voda/sumpor će trajno zatrovati kisela klorna mjesta; potrebno je kontinuirano dodavanje klora tijekom rada
Primjenjivo: C₅/C₆ laka nafta, ciljani visoki RON (jedan prolaz RON≈82–84, ciklus do 87–93)
Značajke: Najveća aktivnost, najbolja uravnotežena stopa konverzije; visoko korozivna, opremljena alkalijskim sustavom za čišćenje, složen rad i održavanje
✅Katalizator: Pt-napunjeno kiselo molekularno sito (zeolitni tip, bez-klora)
Temperatura reakcije: 240-280 stupnjeva
Tlak: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; omjer vodika i ugljikovodika 0,1–1,0
Veća tolerancija na sirovinu: osjetljivost na sumpor i vodu mnogo je niža nego kod klora-aluminijskog katalizatora, nema potrebe za dodatkom klora
Primjenjivo: C₅/C₆, također se može koristiti za izomerizaciju C₄butana; uređaj je jednostavniji, ima dobru stabilnost i lako se regenerira
Nedostaci: visoka temperatura, ograničena ravnoteža, jedno-stopa pretvorbe je niža od-procesa aluminijevog klorida na niskim temperaturama, općenito opremljen frakcioniranjem proizvoda + nepretvorena cirkulacijska petlja n-alkana
✅Katalizator: Specijalno molekularno sito/sustav aluminij klorida
Temperatura reakcije: 160-210 stupnjeva
Tlak: 1,5–2,0 MPa; omjer vodika i ugljikovodika 0,07–0,15
Stopa pretvorbe-jednog prolaza je 50%–55%, a toranj za deizobutan mora biti instaliran da cirkulira neizreagirani n{3}}butan natrag u reaktor.
Jedinica-bez vodika
Četiri glavne kategorije izomerizacijskih katalizatora-bez vodika
Prijelazni metal-modificirani kiseli ZSM-5 zeoliti (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)
Podrška: ZSM-5 (MFI zeolit); Aktivne komponente: Zn, Ga, Ni (neplatinasti metali)
Radni uvjeti: 340–460 stupnjeva, 0–1,2 MPa; savršeno prilagođen zahtjevima procesa kupca
Karakteristike reakcije: Istovremena izomerizacija, aromatizacija i blago krekiranje; povećava oktanski broj benzina; proizvodi propan i butan (suhi plin); tekući prinos 82-90%; regeneracija uključuje samo N₂ i zrak za izgaranje -koksa (nije potrebna redukcija vodika)
Ekvivalentni ruski stupnjevi: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O3); poboljšanje benzina bez vodika; oktanski broj benzina doseže 85–87 na 400 stupnjeva
Modificirani mordenit (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; bez Pt-)
Podrška: Mordenit (MOR); aktivne komponente: Ni/Fe (bez-platine)
Raspon temperature: 320–420 stupnjeva; tlak: 0,3–1,0 MPa
Karakteristike: Selektivnost izomerizacije bolja od ZSM-5; niska aktivnost aromatizacije; sklon koksiranju na visokim temperaturama; umjerena pretvorba n-alkana; regeneracija samo kalcinacijom zraka (izgaranje koksa); nije potreban vodik
Čvrste superkiseline (bez-platine): SO₄²⁻/ZrO₂, SO₄²⁻/TiO₂-Al₂O₃
Potpora: cirkonij/titanijev -aluminij kompozitni oksid; bez opterećenja Pt
Temperatura: 300-400 stupnjeva; tlak: atmosferski do 1 MPa
Karakteristike: Vrlo visoka kiselinska čvrstoća; dobra aktivnost izomerizacije; nedostaci: sulfatne skupine sklone ispiranju pri visokim temperaturama; loša stabilnost vode; brzo koksiranje; regeneracija samo kalcinacijom zraka; redukcija vodika strogo zabranjena
10-oblik prstena-selektivna molekularna sita (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; bez platine)
Podrška: SAPO-11 / ZSM-22; aktivna komponenta: Ni (bez Pt)
Temperatura: 330–430 stupnjeva; tlak: 0,4–1,0 MPa
Karakteristike:-selektivna izomerizacija oblika; visoka selektivnost za više-razgranate alkane; nedostaci: relativno niska pretvorba; značajno stvaranje plina zbog pucanja; visoka stopa koksiranja; regeneracija samo kalcinacijom zraka; nije uključen korak vodika.
Područje prerade nafte
Izomerizacija n-butana u izobutan
Katalizatori na bazi-platine (kao što je sustav Pt/Al₂O₃-Cl) koriste se za pretvaranje n-butana u izobutan, ključnu sirovinu za proizvodnju visoko{3}}oktanskih komponenti benzina (npr. metil terc-butil eter, MTBE). U industrijskim jedinicama, miješane C4 sirovine prolaze kroz hidro-izomerizaciju, omogućujući kapacitetima proizvodnje 1-butena da dosegnu razmjer od stotina tona dnevno.
Izomerizacija C5–C6 alkana
Čvrsti superkiselinski katalizatori (kao što je RISO-C ili Pt/SO₄²⁻-ZrO₂-Al₂O₃) koriste se za pretvaranje ravnih{3}}lanaca alkana u razgranate izomere. Na primjer, nakon izomerizacije lake nafte (iz katalitičkog reforminga), stope izomerizacije C5 i C6 dosežu 70% odnosno 85%, podižući istraživački oktanski broj (RON) proizvodnog benzina na iznad 85 i značajno optimizirajući kvalitetu goriva.
Katalizator aromatizacije
U usporedbi s tehnologijom reformiranja, ovaj proces nije ograničen potencijalnim sadržajem aromata u sirovini; općenito ne zahtijeva pret-frakcioniranje ili rafiniranje sirovina i nudi širok raspon primjenjivosti. Sirovine prikladne za proizvodnju aromata ovim postupkom uključuju koksni benzin, direktni-benzin, kondenzat iz naftnih polja, lake frakcije reforminga (nafta s vrhom), rafinat reforminga, pirolizni benzin i olefin-ukapljeni naftni plin (LPG).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50%) kao sirovine, sadržaj aromata u tekućem proizvodu se približava 100%, eliminirajući potrebu za ekstrakcijom aromata; jedno{2}}aromatski prinos prelazi 48,2%, a BTX prinos prelazi 42,2%. Katalizator nudi-radni ciklus s jednim prolazom od 20 dana ili veći i ukupni vijek trajanja od 3,0 godine ili više.
Kada se kao sirovina koristi nafta, prinos aromata u jednom-prolasku prelazi 35,0%, a prinos BTX prelazi 32,0%; katalizator nudi jedan-radni ciklus od 20-30 dana i ukupni životni vijek veći ili jednak 3,0 godine.
Generirani gorivi plin bogat je vodikom, koji se može obnoviti i koristiti kao izvor vodika.
Tehničke značajke
① Relativno niska temperatura reakcije aromatizacije
Napredne tehnologije oblikovanja i modifikacije katalizatora omogućuju odvijanje reakcije na relativno niskim temperaturama. U primjenama za proizvodnju aromata, temperatura reakcije je 30 stupnjeva – 50 stupnjeva niža nego kod konkurentskih tehnologija, što značajno smanjuje potrošnju energije. Niže reakcijske temperature također smanjuju zahtjeve za čvrstoćom opreme i rezultiraju manjim prinosom suhog plina.
② Jedinstvena tehnologija dodavanja-reakcijske topline
Aromatizacija nafte-osobito sa -sirovinama bogatim alkanima-je izrazito endoterman proces. Korištenje jedinstvene tehnologije-nadopune topline eliminira potrebu za srednjim pećima za grijanje, čime se smanjuju kapitalna ulaganja i jedinična potrošnja energije.
Katalizator aromatizacije za povećanje oktanskog broja
Aromatizacija uključuje visoko{0}}dehidrogenaciju, ciklizaciju i prijenos vodika; uglavnom se provodi bez dodanog vodika, a radne temperature su daleko više od onih za izomerizaciju. ZSM-5 (MFI) je prevladavajući nosač, kategoriziran u četiri glavne vrste na temelju modificirajućeg metala:
Aktivna komponenta: Zn (1-3 mas.%); P ili elementi rijetke zemlje mogu se dodati za podešavanje kiselosti i suzbijanje stvaranja koksa.
Uvjeti reakcije: 500–550 stupnjeva, atmosferski tlak do 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Mehanizam: Zn centri olakšavaju dehidrogenaciju, dok kiselinska mjesta zeolita kataliziraju ciklizaciju; prijenos vodika je dominantan put, dajući male količine H₂.
Prikladne sirovine: C4 ukapljeni plin, C5, krekirani C5, laka nafta.
Komercijalne kvalitete: NKC-5, serija DLP, tip LHA.
Karakteristike: Niska cijena, dobra BTX selektivnost; brzo stvaranje koksa zahtijeva čestu regeneraciju, što rezultira vrlo kratkim životnim vijekom jednog-prolaska kada se koriste olefinske sirovine.
Aktivna komponenta: Ga (0,5–2 mas.%)
Uvjeti reakcije: 520–580 stupnjeva, atmosferski tlak
Mehanizam: Ga posjeduje jaču sposobnost dehidrogenacije; nastavlja putem izravnog puta dehidrogenacije, dajući više vodika.
Procesi: BP-UOP Cyclar; domaće M2-formiranje
Karakteristike: Veći prinos aromata u usporedbi s katalizatorima na bazi Zn-; manja proizvodnja suhog plina; veći trošak; veća osjetljivost na sumpor.
Pt/Cl-Al₂O3 (katalitički reforming; atmosfera bogata -vodikom)
Uvjeti: 480–530 stupnjeva, 0,8–2,0 MPa; radio u atmosferi-bogatoj vodikom.
Sirovina: C6+ nafta; proizvodi visoko{1}}oktanski benzin + BTX; dobra otpornost na koksiranje, ali zahtijeva dopunjavanje klorom i predstavlja rizik od korozije.
Pt/KL zeolit: reformiranje-bez klora; pogodan za aromatizaciju n-heksana; izuzetno osjetljiv na sumpor; rijetko se koristi u velikim industrijskim razmjerima.
⚠ Napomena: Katalitički reforming ≠ lagana aromatizacija ugljikovodika. Reforming djeluje u atmosferi -bogatoj vodikom, dok Zn/Ga-ZSM-5 sustavi koji su gore spomenuti nisu -vodikom-bogati procesi aromatizacije; dva sustava ne mogu se koristiti naizmjenično. 4. Drugi sustavi modifikacije (Mo, Ag, kompoziti rijetkih zemalja)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 stupnjeva; prikladno samo za metan, ne za LPG/C5.
Ag/ZSM-5: Blaga dehidrogenacija, umjerena BTX selektivnost; ograničena industrijska primjena.
Rijetka{0}}zemlja + fosfor-modificirani Zn-ZSM-5: Promotor/aditiv umjesto samostalnog katalizatora; koristi se za usporavanje stvaranja koksa i produljenje trajanja jednog-prolaska (npr. DLP-1 nano-ZSM-5).
Brzi vodič za odabir
LPG, C4/C5 sirovine; ograničen proračun; atmosferski tlak, ne-vodikova atmosfera → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Traženje većeg prinosa aromata i ko-proizvodnje vodika; dostupan odgovarajući predtretman sirovine → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C6+ sirovina za naftu; jedinica s-vodikom; ciljni proizvod je visoko{2}}oktanski benzin → Pt-klorirani aluminijev oksid reforming katalizator
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 stupnjeva)
Katalizator za proizvodnju benzina aromatiziranjem lakih ugljikovodika
Upotrebom lakih ugljikovodika-kao što su rafinerijski suhi plin, post-eterifikacije C4 frakcija, izravna-nafta, kondenzat naftnih polja ili koksni benzin-kao sirovina, ovaj proces koristi zaštićene katalizatore za proizvodnju komponenti visoko-oktanskog benzina miješajući kroz korake uključujući krekiranje, oligomerizaciju, ciklizacija i dehidrogenacija. Dobiveni poboljšani benzin karakterizira nizak sadržaj olefina i sumpora te visok oktanski broj, što ga čini izvrsnom komponentom za čisto miješanje za proizvodnju automobilskog benzina koji zadovoljava standarde Grade 92 i 95.
Tehničke značajke
Proces koristi širok raspon sirovina i daje visoko{0}}kvalitetni benzin, sa shemama proizvoda koje se mogu fleksibilno prilagoditi na temelju tržišnih promjena. Gorivni plin je bogat vodikom, koji se može obnoviti i koristiti kao izvor vodika. Industrijska jedinica odlikuje se jednostavnom shemom protoka i niskim investicijskim troškovima, kao i niskim operativnim troškovima i potrošnjom energije.
When using olefin-rich refinery dry gas or liquefied gas as feedstock: olefin conversion >95%; gasoline selectivity for olefins >90%; gasoline octane number (RON) >92; i jednokratni-ciklus katalizatora veći ili jednak 45 dana.
Kada koristite naftu s niskim aromatskim potencijalom (kao što je reformat rafinat, laka-nafta ili nafta-na bazi ugljena): oktanski broj benzina (RON) je 85-92; prinos suhog plina je 2–4%; katalizator pokazuje snažnu prilagodljivost (smanjenje sumpora u proizvodu na<10 ppm even with a feedstock sulfur content of 300 ppm); and the single-run cycle is 30–90 days, with a total catalyst lifespan of ≥3.0 years.
U usporedbi sa sličnim tehnologijama:
① Katalizator pokazuje izvrsnu aktivnost i selektivnost aromata.
② Katalizator ima jaku otpornost na koksiranje, što rezultira malim prinosima suhog plina.
③ Pionir je u korištenju procesa rada pod tlakom:
---Uklanja potrebu za kompresorom bogatim plinom, čime se smanjuju troškovi opreme i operativni troškovi jedinice.④ Optimizirana tehnologija regeneracije katalizatora
---Omjer regeneracijskog plina i katalizatora (volumenski omjer cirkulirajućeg plina i katalizatora) smanjuje se za 20–30%; dionica za regeneraciju zahtijeva niže investicijske i operativne troškove uz postizanje visoke učinkovitosti regeneracije.
Katalizator-za proizvodnju olefina
Razvijena posljednjih godina, tehnologija za proizvodnju olefina katalitičkim krekiranjem lakih ugljikovodika kombinira prednosti parnog krekiranja i fluidnog katalitičkog krekiranja (FCC). Otvara novi procesni put koji je vrlo značajan za očuvanje energije i smanjenje potrošnje u petrokemijskim postrojenjima, kao i za zadovoljavanje rastuće potražnje za lakim olefinima. Koristeći sirovine kao što su laki ugljikovodici bogati olefinima-C4–C8, benzin-direktna destilecija ili nafta-na bazi ugljena, tehnologija koristi vlasnički katalizator za selektivnu konverziju komponenti lakih ugljikovodika u etilen, propilen i visoko-oktanske komponente za miješanje benzina.
Tehničke značajke
U usporedbi s tradicionalnim parnim krekiranjem, ova tehnologija katalitičkog krekiranja radi na nižim temperaturama, troši manje energije, koristi širi raspon sirovina i omogućuje fleksibilnu distribuciju proizvoda. U usporedbi s FCC-tehnologijama proizvodnje olefina, postiže se veća dubina krekiranja i veći prinos etilena i propilena. Dodatno, tijek procesa je jednostavan, a potrebna ulaganja niska.
Kada se kao sirovina koristi ukapljeni plin C4 (sa sadržajem butena većim od ili jednakim 60%), kombinirani prinos etilena i propilena prelazi 40%, dok je prinos benzina približno 15-20%.