Katalytisk reformering er en progressiv teknologi med et århundredes historie

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Nyttige egenskaber ved olie har været kendt af menneskeheden siden umindelige tider. Det bruges til at skaffe brændstof og råmaterialer til fremstilling af syntetiske fibre og plast. Samtidig har menneskeheden altid søgt at maksimere fordelene ved forarbejdning af fossile brændstoffer. En af disse metoder var katalytisk reformering, en proces, der gav anledning til højkvalitetsbenziner og aromatiske kulbrinter.

Denne metode til olieraffinering blev opfundet tilbage i 1911, og siden 1939 har teknologien været brugt i industriel skala. Siden da er metoden til destillation af fossile brændstoffer konstant blevet forbedret. I dag repræsenterer det en af de mest komplekse og effektive måder at producere højoktanbenzin på.

Brændstofdestillation

Katalytisk reformering er en dehydrogeneringsproces (fjernelse af et brintmolekyle fra organiske forbindelser) af seksleddede naphthener i nærvær af nikkel og nogleandre platingruppemetaller ved høj temperatur, hvilket fører til dannelsen af aromatiske forbindelser. Dette er med andre ord en proces, der gør det muligt at opnå et højoktanprodukt - omformatere - fra råvarer af lav kvalitet - straight-run benzin.

Hovedårsagen til, at reformer er blevet så udbredt, er bekymring for miljøet. Før dette blev blybaserede antibankemidler brugt til at fremstille højoktanbenzin. Næsten ingen emissioner fra reformering.

Produkter modtaget

Ved brug af denne teknologi er det muligt at udvinde de mest værdifulde petrokemiske råmaterialer - benzen, toluen, aromatiske kulbrinter. I dag er katalytisk reformering en proces, der producerer op til 480 millioner tons petrokemikalier om året på verdensplan.

Det vigtigste slutprodukt af produktionscyklussen er omformatering - benzin med et oktantal på 93-102.

Samtidig skabes paraffiniske biprodukter samt 90 % brintgas, som er den reneste end opnået ved andre metoder.

Et andet produkt, der ledsager katalytisk reformering, er koks. Det aflejres på overfladen af katalysatorerne, reducerer deres aktivitet betydeligt. De forsøger at reducere antallet.

Katalytisk reformeringsteknologi

Ligeløbsbenzin, et brændstof med et lavt oktantal, fungerer som råmateriale til katalytisk reformering. Hele processen udføres i 3-4 reaktorer, som har et fast katalysatorleje. Reaktorerne er forbundet med rør med et komplekst flerkammersystem og opvarmning af overgangsproduktet.

Katalysatorer til katalytisk reformering er en bærer - aluminiumoxid (A1203) blandet med platinkrystaller. I reaktorer ved en temperatur på 480-520 °C og et tryk på 1,2 til 4 MPa omdannes råmaterialet til højoktan isoparaffin og aromatiske forbindelser.

Meget ofte, for at øge processtabiliteten, introduceres dyrere metaller (rhenium, germanium, iridium) samt halogener - klor og fluor i teknologien.

Typer af katalytisk reformering

Hidtil er mange metoder blevet opfundet til at producere højoktanbenzin og aromatiske kulbrinter gennem katalytiske reformeringsreaktioner. Hver udenlandsk virksomhed holder sin egen produktionsmetode hemmelig. Men de er alle baseret på tre hovedmetoder:

1. Oliereformering udføres samtidigt i tre eller fire reaktorer kontinuerligt. Dens essens ligger i, at processens katalysator først fuldt ud udvikler sit potentiale, hvorefter reaktorerne standses, indtil acceleratoren genskaber sine egenskaber.
2. Kontinuerlig reaktion i 2-3 installationer - reagenset gendannes periodisk i hvert system, efterhånden som det produceres. Samtidig stopper processen ikke, og den regenerative reaktoren erstattes af en "flydende", yderligere en.

Størstproduktivitet kan opnås med en kontinuerlig reaktion med brug af regenereringsenheder og reaktorer. Katalysatoren, efterhånden som dens egenskaber forringes, anbringes i et regenereringskammer, og et "nyligt reduceret reagens" kommer i stedet, cirkulationen af aluminium-platinforbindelser finder sted.

Hovedproblem

Det største problem, der følger med reformering, er dannelsen af en stor mængde koks, som reducerer den katalytiske evne af aluminiumoxid-platinmaterialer. Løsningen på dette problem er at brænde koksaflejringer ud på overfladen af de reagerende elementer ved hjælp af en oxygen-inert blanding ved en temperatur på 300-500 grader Celsius. Denne proces i det videnskabelige samfund kaldes regenerering.

Det er umuligt fuldstændigt at genoprette det katalytiske element. Efterhånden som den bruges, ældes den uigenkaldeligt, hvorefter den sendes til specielle fabrikker, hvor der udvindes platin og andre dyre metaller.

Catalytic Reformers

Denne metode til behandling af naturlige brændstoffer udføres af forskellige typer installationer. For at nævne nogle få af dem:

• Selectoforming. Her kombinerer reformeren en katalytisk dehydrogeneringsproces med selektiv hydrokrakning.
• Platforming. Den har 3 reaktorer, og katalysatorernes driftstid er fra 6 til 12 måneder.
• Ultraformende. En af de første installationer med en "flydende" reaktor, som udfører processen med at reducere reagenset.
• Isoplus. Tilfor at opnå produktet kombineres processerne med reformering og termisk krakning.

Den mest udbredte oliereform er modtaget i Nordamerika - her behandler årligt op til 180 millioner tons naturligt brændstof. På andenpladsen kommer landene i Europa - de tegner sig for omkring 93 millioner tons. Rusland lukker top tre med en årlig produktion på omkring 50 millioner tons olie.