Введення
Бензини є одним зосновних видів пального для двигунів сучасної техніки. Автомобільні тамотоциклетні, човнові і авіаційні поршневі двигуни споживають бензини. ВНині виробництво бензинів є одним з головних унафтопереробної промисловості і в значній мірі визначальнимрозвиток цієї галузі.
Розвиток виробництва бензинівпов'язано з прагненням поліпшити основне експлуатаційне властивість палива - детонаційнустійкість бензину, оцінювану октановим числом.
Каталітичний риформінг бензинівє найважливішим процесом сучасної нафтопереробки і нафтохімії. Він служитьдля одночасного отримання високооктанового базового компонента автомобільнихбензинів, ароматичних вуглеводнів - сировини для нафтохімічного синтезу - іводородосодержащих газу - технічного водню, використовуваного вгідрогенізаційних процесах нафтопереробки. Каталітичний риформінгє в даний час найбільш поширеним методом каталітичного облагородженняпрямогонного бензину. Установки каталітичного риформінгу є практично навсіх вітчизняних та зарубіжних нафтопереробних заводах.
1 Основніреакції каталітичного риформінгу
Бензиновіфракції різних нафт відрізняються за змістом нормальних і розгалуженихпарафінів, п'яти-і шестичленних нафтенів, а також ароматичних вуглеводнів.Однак розподіл вуглеводнів у кожній із цих груп в достатній міріпостійно. За винятком бензинів нафтенових нафт, виробництво якихдуже обмежено, серед парафінів значно переважають вуглеводнінормальної будови і монометілзамещенние структури. Відносний вмістбільш розгалужених изопарафинов невелика. Нафтени представлені переважногомологами циклопентану і циклогексану з однією або декількома замещающимиалкільних груп. Такий склад, при вмісті 50-70% парафінів і 5-15%ароматичних вуглеводнів у бензинах, обумовлює їх низьку детонаційнустійкість, показану в таблиці 1. Октанові числа бензинових фракцій, піддаютьсякаталітичного риформінгу, зазвичай не перевищують 50.
Таблиця 1 -Октанові числа вуглеводнів
Вуглеводень
октановим числом
Вуглеводень
октановим числом
м. м.
н. м.
м. м.
н. м.
н-Пентан
61,9
61,7
4-Метілгептан
33,0
26,7
ізопентану
90,3
92,3
2,4-Діметілгексан
69,9
65,2
н-Гексан
26,0
24,8
2,2,4-триметилпентана
100,0
100,0
2-Метілпентан
73,5
73,4
Метілціклопентан
80,0
91,3
3-Метілпентан
74,3
74,5
Циклогексан
77,2
83,0
2,3-Діметалбутан
94,3
101,7
Етілціклопентан
61,2
67,2
н-гептан
0,0
0,0
Діметілціклопентани
76,9
84,2
2-Метілгексан
46,4
42,4
Метілціклогексан
71.1
74.8
3-Метілгексан
55,0
52,0
Етілціклогексан
40.8
46.5
2, З-Діметілпентан
88,5
91,1
1,2-Діметілціклогексан
78,6
86,9
2,4-Діметілпентан
83,8
83,1
Бензол
-
115
н-Октан
-17
-19
Толуол
103,5
120
2-Метілгептан
23,8
21,7
п-Ксилол
109,6
116,4
Каталітичнийриформінг - складний хімічний процес, що включає різноманітні реакції,які дозволяють докорінно перетворити вуглеводневий склад бензиновихфракцій і тим самим значно поліпшити їх антидетонаційні властивості.
Основоюпроцесу служать три типи реакцій. Найбільш важливі перераховані нижче реакції,призводять до утворення ароматичних вуглеводнів.
Дегидрированиешестичленних нафтенів, формула 1
(1)
Дегідроізомерізаціяп'ятичленних нафтенів, формула 2
(2)
Ароматизація(Дегидроциклизации) парафінів, формула 3
(3)
Ізомеризаціявуглеводнів - інший тип реакцій, характерних для каталітичного риформінгу.Поряд з изомеризацией п'ятичленних та шестичленних нафтенів, ізомеризаціїпіддаються як парафіни, так і ароматичні вуглеводні.
Рисунок 1 -ізомеризація парафінів і ароматичних вуглеводнів.
Істотнуроль в процесі відіграють також реакції гідрокрекінгу. Гідрокрекінг парафінів,містяться, в бензинових фракціях, супроводжується газоутворенням, формула 4
З 8 Н 18 + Н 2 в†’ З 5 Н 12 + С 3 Н 8 (4 )
що погіршуєселективність процесу. З іншого боку, аналогічна реакціягідродеалкідірованія алкилбензолов дозволяє збільшити вихід низькомолекулярнихгомологів бензолу, які представляють найбільший практичний інтерес,формула 5
З 6 Н 5 З 3 Н 7 + Н 2 в†’ З 6 Н 6 + С 3 Н 8 (5 )
Протікаютьтакож реакції, що призводять до розкриття ціклопентанового кільця і ​​до перетворенняп'ятичленних нафтенів в парафіни, формула 6
(6)
Елементарністадії ряду наведених реакцій зумовлюються біфункціональних характеромкаталізаторів ріфрмінга. З одного боку, вони містять один метал (платину)або кілька металів (наприклад, платину і реній, або платину і іридій),які каталізують реакції гідрування і дегідрування. З іншого боку,носієм служ...
