Katalizator za povećanje oktanskog broja u jedinicama za izomerizaciju
Jedinica{0}}koja sadrži vodonik
Tri glavna procesna sistema, temperaturni parametri i izbor katalizatora
✅ Katalizator: klorirana glinica na bazi platine (tip aluminij hlorida)
Temperatura reakcije: 120~175 stepeni (ulaz u reaktor), porast temperature sloja 10-25 stepeni
Pritisak: 2,8–3,8 MPa; prostorna brzina tečnosti po satu LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; vodonik ugljovodonik molarni odnos 0,1–0,5
Zahtjevi za sirovinama: stroga dehidracija, desulfurizacija i denitrifikacija; voda/sumpor će trajno otrovati kisela mjesta hlora; tokom rada je potrebna kontinuirana suplementacija hlora
Primjenjivo: C₅/C₆ laka nafta, ciljni visoki RON (jedan prolaz RON≈82–84, ciklus do 87–93)
Karakteristike: Najveća aktivnost, najbolja uravnotežena stopa konverzije; visoko korozivna, opremljena alkalnim sistemom za čišćenje, složenim radom i održavanjem
✅Katalizator: Pt-kiselo molekularno sito (tip zeolita, bez klora-)
Temperatura reakcije: 240-280 stepeni
Pritisak: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; omjer vodonika i ugljovodonika 0,1–1,0
Veća tolerancija sirovog materijala: osjetljivost na sumpor i vodu je mnogo niža nego kod hlor-aluminijskog katalizatora, nema potrebe za dopunom hlora
Primjenjivo: C₅/C₆, također se može koristiti za izomerizaciju C₄butana; uređaj je jednostavniji, ima dobru stabilnost i lako se regeneriše
Nedostaci: visoka temperatura, ograničena ravnoteža, jedno-stopa konverzije je niža od niskotemperaturnog-procesa aluminijum hlorida, generalno opremljen sa frakcionisanjem proizvoda + nekonvertovana n- cirkulacijska petlja
✅Katalizator: Specijalno molekularno sito/aluminijum hlorid sistem
Temperatura reakcije: 160–210 stepeni
Pritisak: 1,5–2,0 MPa; odnos vodonika i ugljovodonika 0,07–0,15
Stopa konverzije jednog-prolaska je 50%–55%, a mora se instalirati toranj za deizobutan kako bi se neizreagirani n-butan vratio u reaktor.
Jedinica{0}}bez vodika
Četiri glavne kategorije katalizatora{0}bez vodika izomerizacije
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 uslovi: 340–460 stepeni, 0–1,2 MPa; savršeno usklađen sa zahtjevima procesa kupca
Karakteristike reakcije: istovremena izomerizacija, aromatizacija i blago pucanje; povećava oktanski broj benzina; proizvodi propan i butan (suhi plin); prinos tečnosti od 82–90%; regeneracija uključuje samo N₂ i zrak za sagorijevanje-koksa (nije potrebna redukcija vodonika)
Ekvivalentne ruske ocjene: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O₃); nadogradnja nafte bez vodika; oktanski broj benzina dostiže 85-87 na 400 stepeni
Modificirani mordenit (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; Pt-besplatno)
Podrška: Mordenit (MOR); aktivne komponente: Ni/Fe (bez platine-bez platine)
Raspon temperature: 320–420 stepeni; pritisak: 0,3–1,0 MPa
Karakteristike: Selektivnost izomerizacije bolja od ZSM-5; niska aktivnost aromatizacije; sklon koksovanju na visokim temperaturama; umjerena konverzija n-alkana; regeneracija samo kalcinacijom na zraku (sagorijevanje koksa); nije potreban vodonik
Čvrste superkiseline (bez platine-): SO₄²⁻/ZrO₂, SO₄²⁻/TiO₂-Al₂O₃
Podrška: cirkonijum/titanija{0}}kompozitni oksid aluminijuma; nema Pt učitavanja
Temperatura: 300–400 stepeni; pritisak: atmosferski do 1 MPa
Karakteristike: Vrlo visoka kiselina; dobra aktivnost izomerizacije; nedostaci: sulfatne grupe sklone ispiranju na visokim temperaturama; loša stabilnost vode; brzo koksovanje; regeneracija samo kalcinacijom na zraku; redukcija vodonika strogo zabranjena
10-prstenasta-selektivna molekularna sita (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; bez platine)
Podrška: SAPO-11 / ZSM-22; aktivna komponenta: Ni (bez Pt)
Temperatura: 330–430 stepeni; pritisak: 0,4–1,0 MPa
Karakteristike: Oblik{0}}selektivna izomerizacija; visoka selektivnost za više{1}}razgranate alkane; nedostaci: relativno niska konverzija; značajno stvaranje plina zbog pucanja; visoka stopa koksovanja; regeneracija samo kalcinacijom na zraku; nije uključen korak vodonika.
Polje prerade nafte
Izomerizacija n-butana u izobutan
Katalizatori na bazi platine- (kao što je sistem Pt/Al₂O₃-Cl) se koriste za pretvaranje n-butana u izobutan, ključnu sirovinu za proizvodnju visoko-oktanskih komponenti benzina (npr. metil tert-, MTET-BE). U industrijskim jedinicama, mješovite sirovine C4 prolaze kroz hidro-izomerizaciju, omogućavajući proizvodnim kapacitetima 1-butena da dosegnu razmjere od stotine tona dnevno.
Izomerizacija C5–C6 alkana
Čvrsti superkiselinski katalizatori (kao što su RISO-C ili Pt/SO₄²⁻-ZrO₂-Al₂O₃) se koriste za pretvaranje ravnog-alkana u razgranate izomere. Na primjer, nakon izomerizacije lake nafte (iz katalitičkog reforminga), stope izomerizacije C5 i C6 dostižu 70% i 85% respektivno, podižući istraživački oktanski broj (RON) proizvodnog benzina na iznad 85 i značajno optimizirajući kvalitet goriva.
Katalizator aromatizacije
U poređenju sa reforming tehnologijom, ovaj proces nije ograničen potencijalnim aromatičnim sadržajem sirovine; općenito ne zahtijeva pred-frakcioniranje ili rafiniranje sirovine i nudi širok spektar primjenljivosti. Sirovine pogodne za aromatičnu proizvodnju putem ovog procesa uključuju koksni benzin, benzin-bez pogona, kondenzat naftnih polja, reformator lakih krajeva (nafta sa vrhom), rafinat za reformu, pirolizni benzin i tečni naftni gas-bogat olefinima (LPG).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50%) kao sirovina, aromatični sadržaj u tečnom proizvodu se približava 100%, eliminišući potrebu za aromatičnom ekstrakcijom; aromatični prinos u jednom-prolazu prelazi 48,2%, a prinos BTX prelazi 42,2%. Katalizator nudi radni ciklus jednog-prolaza od više od ili jednako 20 dana i ukupni vijek trajanja veći od ili jednak 3,0 godine.
Kada se koristi nafta kao sirovina, aromatični prinos u jednom-prolazu prelazi 35,0%, a BTX prinos prelazi 32,0%; katalizator nudi radni ciklus u jednom-prolazu od 20-30 dana i ukupan vijek trajanja veći od ili jednak 3,0 godine.
Nastali gorivni plin bogat je vodonikom, koji se može povratiti i koristiti kao izvor vodonika.
Tehničke karakteristike
① Relativno niska temperatura reakcije aromatizacije
Napredne tehnologije oblikovanja i modifikacije katalizatora omogućavaju da se reakcija odvija na relativno niskim temperaturama. U aplikacijama aromatične proizvodnje, temperatura reakcije je 30-50 stepeni niža od one kod konkurentskih tehnologija, što značajno smanjuje potrošnju energije. Niže temperature reakcije također smanjuju zahtjeve za čvrstoćom opreme i rezultiraju manjim prinosom suhog plina.
② Jedinstvena tehnologija{0}}nadopunjavanja topline reakcije
Aromatizacija nafte-posebno sa alkanima-bogatim sirovinama-je visoko endotermni proces. Upotreba jedinstvene tehnologije{4}}dopunjavanja topline eliminiše potrebu za pećima za srednje grijanje, čime se smanjuju i kapitalna ulaganja i jedinična potrošnja energije.
Katalizator aromatizacije za povećanje oktanskog broja
Aromatizacija uključuje visoko{0}}dehidrogenaciju, ciklizaciju i prijenos vodonika; uglavnom se provodi u odsustvu dodanog vodonika, a radne temperature su daleko više od onih za izomerizaciju. ZSM-5 (MFI) je dominantni nosač, kategorisan u četiri glavna tipa na osnovu modifikovanog metala:
Aktivna komponenta: Zn (1–3 tež.%); P ili elementi retkih zemalja mogu se dodati da bi se prilagodila kiselost i suzbilo stvaranje koksa.
Uslovi reakcije: 500–550 stepeni, atmosferski pritisak do 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Mehanizam: Zn centri olakšavaju dehidrogenaciju, dok kisela mjesta zeolita kataliziraju ciklizaciju; prijenos vodonika je dominantan put, koji daje male količine H₂.
Odgovarajuće sirovine: C4 tečni gas, C5, krekirani C5, laka nafta.
Komercijalne klase: NKC-5, DLP serija, LHA tip.
Karakteristike: Niska cijena, dobra BTX selektivnost; brzo formiranje koksa zahtijeva čestu regeneraciju, što rezultira vrlo kratkim životnim vijekom-u jednom prolazu kada se koriste olefinske sirovine.
Aktivna komponenta: Ga (0,5–2 tež.%)
Uslovi reakcije: 520–580 stepeni, atmosferski pritisak
Mehanizam: Ga posjeduje jaču sposobnost dehidrogenacije; nastavlja putem direktne dehidrogenacije, dajući više vodonika.
Procesi: BP-UOP Cyclar; domaće M2-formiranje
Karakteristike: Veći prinos aromata u poređenju sa katalizatorima na bazi Zn-a; manja proizvodnja suvog gasa; veći trošak; veća osetljivost na sumpor.
Pt/Cl-Al₂O₃ (katalitičko reformiranje; atmosfera bogata vodonikom-)
Uslovi: 480–530 stepeni, 0,8–2,0 MPa; radi u atmosferi bogatoj{4} vodonikom.
Sirovina: C6+ nafta; proizvodi visoko{1}}benzin + BTX; dobra otpornost na koksiranje, ali zahtijeva dopunu hlora i predstavlja rizik od korozije.
Pt/KL zeolit: reformiranje bez hlora-; pogodan za n-aromatizaciju heksana; izuzetno osjetljiv na sumpor; rijetko se koristi u velikim industrijskim razmjerima.
⚠ Napomena: katalitičko reformiranje ≠ lagana aromatizacija ugljovodonika. Reformisanje se odvija u atmosferi bogatoj vodonikom-, dok Zn/Ga{2}}ZSM-5 sistemi koji su gore pomenuti su procesi aromatizacije koji nisu bogati-vodikom-; dva sistema se ne mogu koristiti naizmenično. 4. Drugi sistemi modifikacije (Mo, Ag, kompoziti rijetkih zemalja)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 stepeni; pogodan samo za metan, ne i za LPG/C5.
Ag/ZSM-5: blaga dehidrogenacija, umjerena BTX selektivnost; ograničena industrijska primjena.
Rijetka{0}}zemlja + fosfor-modificirani Zn-ZSM-5: Promotor/aditiv, a ne samostalni katalizator; koristi se za usporavanje formiranja koksa i produženje trajanja jednog ciklusa-(npr. DLP-1 nano-ZSM-5).
Vodič za brzi odabir
LPG, C4/C5 sirovine; ograničen budžet; atmosferski pritisak, atmosfera koja nije-vodikova → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Traženje većeg prinosa aromata i ko{0}}proizvodnje vodonika; dostupna adekvatna predtretman sirovina → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C{0}} sirovina nafte; Jedinica sa -sposobnošću za vodonik; ciljni proizvod je visoko-benzin → Pt-katalizator za reformiranje glinice klor
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 stepeni)
Katalizator za proizvodnju benzina putem lagane aromatizacije ugljikovodika
Koristeći lake ugljovodonike-kao što su rafinerijski suhi plin, frakcije C4 nakon{1}eterifikacije, direktna-nafta, kondenzat naftnih polja ili koksni benzin-kao sirovine, ovaj proces koristi vlasničke katalizatore za proizvodnju visoko{5}}oktanskih komponenti, uključujući i komponente plina s visokim oktanom, uključujući i korake o ciklizacija i dehidrogenacija. Rezultirajući poboljšani benzin karakterizira nizak sadržaj olefina i sumpora i visok oktan, što ga čini odličnom komponentom čistog miješanja za proizvodnju automobilskog benzina koji zadovoljava standarde razreda 92 i 95.
Tehničke karakteristike
Proces koristi širok spektar sirovina i daje visoko{0}}kvalitetan benzin, sa šemama proizvoda koje se mogu fleksibilno prilagoditi na osnovu promjena na tržištu. Gorivni gas je bogat vodonikom, koji se može povratiti i koristiti kao izvor vodonika. Industrijska jedinica ima jednostavnu šemu protoka i niske troškove ulaganja, kao i niske operativne troškove i potrošnju 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 katalizator jednokratni-ciklus veći od ili jednak 45 dana.
Kada se koristi nafta sa niskim aromatičnim potencijalom (kao što je reformat rafinat, lak-nafta na bazi uglja-nafta): oktanski broj benzina (RON) je 85–92; prinos suvog gasa je 2–4%; katalizator pokazuje snažnu prilagodljivost (smanjenje sumpora u produktu 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 poređenju sa sličnim tehnologijama:
① Katalizator pokazuje odličnu aktivnost i aromatičnu selektivnost.
② Katalizator ima jaku otpornost na koksovanje, što rezultira niskim prinosom suvog gasa.
③ Pionir je u korištenju procesa rada pod pritiskom:
---Uklanja potrebu za kompresorom bogatog plina, čime se smanjuju troškovi opreme i operativni troškovi jedinice.④ Optimizirana tehnologija regeneracije katalizatora
---Odnos regeneracionog gasa i katalizatora (volumenski omjer cirkulirajućeg gasa i katalizatora) je smanjen za 20–30%; Sekcija za regeneraciju zahteva manje investicije i operativne troškove uz postizanje visoke efikasnosti regeneracije.
Olefin{0}}Katalizator za proizvodnju
Razvijena posljednjih godina, tehnologija za proizvodnju olefina katalitičkim krekiranjem lakih ugljovodonika kombinuje prednosti i parnog krekiranja i fluidnog katalitičkog krekinga (FCC). Otvara novi procesni put koji je veoma značajan za očuvanje energije i smanjenje potrošnje u petrohemijskim postrojenjima, kao i za zadovoljavanje rastuće potražnje za lakim olefinima. Koristeći sirovine kao što su olefin-bogati C4-C8 laki ugljovodonici, direktna-nafta ili nafte{6}}na bazi uglja, tehnologija koristi vlasnički katalizator za selektivno pretvaranje lakih ugljovodoničnih komponenti u etilen, propilen i komponente koje se miješaju sa visokim{7}linom.
Tehničke karakteristike
U poređenju sa tradicionalnim parnim krekiranjem, ova tehnologija katalitičkog krekiranja radi na nižim temperaturama, troši manje energije, koristi širi raspon sirovina i omogućava fleksibilnu distribuciju proizvoda. U poređenju sa tehnologijama proizvodnje olefina baziranim na FCC-u, postiže veću dubinu pucanja i veće prinose etilena i propilena. Osim toga, tok procesa je jednostavan, a potrebna ulaganja su mala.
Kada se kao sirovina koristi tečni gas C4 (sa sadržajem butena većim ili jednakim 60%), kombinovani prinos etilena i propilena prelazi 40%, dok je prinos benzina približno 15-20%.