Katalyytti oktaaniluvun lisäämiseen isomerointiyksiköissä
Vetyä{0}}sisältävä yksikkö
Kolme yleistä prosessijärjestelmää, lämpötilaparametrit ja katalyytin valinta
✅ Katalyytti: platinatuettu kloorattu alumiinioksidi (alumiinikloridityyppi)
Reaktiolämpötila: 120-175 astetta (reaktorin sisääntulo), pedin lämpötilan nousu 10-25 astetta
Paine: 2,8–3,8 MPa; nesteen tunnin avaruusnopeus LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; vetyhiilivetyjen moolisuhde 0,1–0,5
Raaka-ainevaatimukset: tiukka kuivaus, rikinpoisto ja denitrifikaatio; vesi/rikki myrkyttää pysyvästi happamat kloorikohteet; Käytön aikana tarvitaan jatkuvaa kloorin lisäystä
Sovellettava: C₅/C₆ kevyt teollisuusbensiini, tavoite korkea RON (yksi kierros RON≈82–84, kierto jopa 87–93)
Ominaisuudet: Korkein aktiivisuus, paras tasapainoinen muuntoprosentti; erittäin syövyttävä, varustettu alkalipuhdistusjärjestelmällä, monimutkainen käyttö ja huolto
✅Katalyytti: Pt{0}}kuormattu hapan molekyyliseula (zeoliittityyppinen, klooriton-)
Reaktiolämpötila: 240-280 astetta
Paine: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; vety-hiilivetysuhde 0,1-1,0
Korkeampi raaka-aineen sietokyky: herkkyys rikille ja vedelle on paljon pienempi kuin kloori-alumiinikatalysaattorin, ei tarvitse täydentää klooria
Sovellettava: C5/C6, voidaan käyttää myös C4-butaanin isomerointiin; laite on yksinkertaisempi, sen vakaus on hyvä ja se on helppo regeneroida
Haitat: korkea lämpötila, rajoitettu tasapaino, yhden kierron muuntosuhde on alhaisempi kuin matalan-lämpötilan alumiinikloridiprosessi, yleensä varustettu tuotteen fraktioinnilla + muuntamattomalla n-alkaanikiertosilmukalla
✅Katalyytti: Erityinen molekyyliseula/alumiinikloridijärjestelmä
Reaktiolämpötila: 160-210 astetta
Paine: 1,5–2,0 MPa; vety-hiilivetysuhde 0,07-0,15
Yhden kierron konversioprosentti on 50–55 %, ja deisobutaanitorni on asennettava reagoimattoman n-butaanin kierrättämiseksi takaisin reaktoriin.
Vety{0}}vapaa yksikkö
Neljä suurta vety{0}}vapaiden isomerointikatalysaattorien luokkaa
Siirtymämetalli-muokattu hapan ZSM-5 zeoliittia (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)
Tuki: ZSM-5 (MFI-zeoliitti); Aktiiviset komponentit: Zn, Ga, Ni (ei-platinametallit)
Käyttöolosuhteet: 340–460 astetta, 0–1,2 MPa; sopii täydellisesti asiakkaan prosessien vaatimuksiin
Reaktio-ominaisuudet: Samanaikainen isomerointi, aromatisointi ja lievä krakkaus; lisää bensiinin oktaanilukua; tuottaa propaania ja butaania (kuivaa kaasua); nestesaanto 82-90 %; regeneroinnissa käytetään vain N₂:ta ja ilmaa koksin polttamiseksi-(vedyn pelkistämistä ei vaadita)
Vastaavat venäläiset arvosanat: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O₃); vedytön teollisuusbensiinin parantaminen; bensiinin oktaaniluku saavuttaa 85–87 400 asteessa
Muokattu mordeniitti (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; Pt-vapaa)
Tuki: Mordenite (MOR); aktiiviset komponentit: Ni/Fe (platina{0}}vapaa)
Lämpötila-alue: 320–420 astetta; paine: 0,3-1,0 MPa
Ominaisuudet: Isomeroinnin selektiivisyys parempi kuin ZSM-5; alhainen aromatisointiaktiivisuus; altis koksaan korkeissa lämpötiloissa; kohtalainen n-alkaanimuunnos; regenerointi ainoastaan ilmakalsinoinnin avulla (koksin poltto); vetyä ei tarvita
Kiinteät superhapot (platina-vapaa): SO₄²⁻/ZrO2, SO₄²⁻/TiO₂-Al2O3
Tuki: Zirkoniumoksidi/titaani-alumiinioksidikomposiittioksidi; ei Pt-latausta
Lämpötila: 300-400 astetta; paine: ilmakehän paine - 1 MPa
Ominaisuudet: Erittäin korkea happolujuus; hyvä isomerointiaktiivisuus; haitat: sulfaattiryhmät, jotka ovat alttiita huuhtoutumiseen korkeissa lämpötiloissa; huono veden vakaus; nopea koksaus; regenerointi vain ilmakalsinoinnin avulla; vetypelkistys on ehdottomasti kielletty
10-renkaan muotoista-selektiivistä molekyyliseulaa (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; platinaton)
Tuki: SAPO-11 / ZSM-22; aktiivinen komponentti: Ni (ei Pt)
Lämpötila: 330–430 astetta; paine: 0,4-1,0 MPa
Ominaisuudet: muodon-selektiivinen isomerointi; korkea selektiivisyys monihaaraisille alkaaneille; haitat: suhteellisen alhainen muunnos; merkittävä kaasun muodostuminen halkeilun vuoksi; korkea koksausnopeus; regenerointi vain ilmakalsinoinnin avulla; ei mukana vetyvaihetta.
Öljynjalostuksen kenttä
N-butaanin isomerointi isobutaaniksi
Platina--pohjaisia katalyyttejä (kuten Pt/Al₂O₃-Cl-järjestelmää) käytetään muuttamaan n-butaani isobutaaniksi, joka on keskeinen raaka-aine korkean -oktaanisen bensiinin komponenttien (esim. metyyli-tert-MTBE-butyylieetterin) valmistuksessa. Teollisuusyksiköissä sekoitetut C4-raaka-aineet läpikäyvät hydro-isomeroinnin, jolloin 1-buteenin tuotantokapasiteetti saavuttaa satojen tonnejen mittakaavan päivässä.
C5-C6-alkaanien isomerointi
Kiinteitä superhappokatalyyttejä (kuten RISO-C tai Pt/SO₄²⁻-ZrO2-Al2O3) käytetään suoraketjuisten alkaanien muuttamiseksi haarautuneiksi isomeereiksi. Esimerkiksi kevyen teollisuusbensiinin isomeroinnin jälkeen (katalyyttisestä reformoinnista) C5:n ja C6:n isomerointiaste saavuttaa 70 % ja 85 %, mikä nostaa tuotteen bensiinin tutkimusoktaaniluvun (RON) yli 85:een ja optimoi merkittävästi polttoaineen laadun.
Aromatisointikatalysaattori
Verrattuna reformointiteknologiaan tätä prosessia ei rajoita raaka-aineen mahdollinen aromaattinen pitoisuus; se ei yleensä vaadi raaka-aineen esi{0}}fraktiointia tai jalostusta, ja se tarjoaa laajan valikoiman käyttömahdollisuuksia. Tällä prosessilla aromaattisten aineiden tuotantoon soveltuvia raaka-aineita ovat koksausbensiini, suoravirtausbensiini, öljykenttien kondensaatti, reformerin kevyet päät (päällystetty teollisuusbensiini), reformointiraffinaatti, pyrolyysibensiini ja olefiinirikas -nestekaasu (LPG).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50 %) raaka-aineena, nestemäisen tuotteen aromaattipitoisuus lähestyy 100 %, mikä eliminoi aromaattisen uuton tarpeen; yhden -passin aromaattinen saanto ylittää 48,2 % ja BTX-saanto ylittää 42,2 %. Katalysaattori tarjoaa kertakäyttöjakson, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 20 päivää, ja kokonaiskäyttöikä enintään 3,0 vuotta.
Käytettäessä teollisuusbensiiniä raaka-aineena, aromaattisen aromaattisen-kertakierron saanto ylittää 35,0 % ja BTX:n saanto ylittää 32,0 %; katalyytti tarjoaa 20–30 päivän kertakierroksen ja kokonaiskäyttöiän enintään 3,0 vuotta.
Syntynyt polttokaasu sisältää runsaasti vetyä, joka voidaan ottaa talteen ja hyödyntää vedyn lähteenä.
Tekniset ominaisuudet
① Suhteellisen alhainen aromatisointireaktiolämpötila
Edistyneet katalyytin muotoilu- ja modifiointitekniikat mahdollistavat reaktion edetmisen suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa. Aromaattisissa tuotantosovelluksissa reaktiolämpötila on 30–50 astetta alhaisempi kuin kilpailevilla teknologioilla, mikä vähentää merkittävästi energiankulutusta. Matalammat reaktiolämpötilat vähentävät myös laitteiston lujuusvaatimuksia ja johtavat pienempään kuivakaasun saantoon.
② Ainutlaatuinen reaktiolämpö{0}}lisätekniikka
Teollisuusbensiinin aromatisointi-erityisesti alkaani-rikkailla raaka-aineilla-on erittäin endoterminen prosessi. Ainutlaatuisen lämmön{4}}lisäteknologian käyttö eliminoi välilämmitysuunien tarpeen, mikä vähentää sekä pääomainvestointeja että yksikköenergian kulutusta.
Aromatisointikatalysaattori oktaaniluvun lisäämiseen
Aromatisointiin liittyy korkeassa{0}}lämpötilassa tapahtuva dehydraus, syklisointi ja vedyn siirto. se suoritetaan useimmiten ilman lisättyä vetyä, ja käyttölämpötilat ovat paljon korkeammat kuin isomeroinnin. ZSM-5 (MFI) on hallitseva tuki, joka on luokiteltu neljään päätyyppiin modifioivan metallin perusteella:
Aktiivinen komponentti: Zn (1-3 paino-%); P- tai harvinaisten maametallien alkuaineita voidaan lisätä happamuuden säätämiseksi ja koksin muodostumisen estämiseksi.
Reaktio-olosuhteet: 500–550 astetta, ilmanpaine 0,3 MPa:iin, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Mekanismi: Zn-keskukset helpottavat dehydrausta, kun taas zeoliittihappokohdat katalysoivat syklisaatiota; vedyn siirto on hallitseva reitti, joka tuottaa pieniä määriä H2:ta.
Sopivat raaka-aineet: C4 nestekaasu, C5, krakattu C5, kevyt teollisuusbensiini.
Kaupalliset arvosanat: NKC-5, DLP-sarja, LHA-tyyppi.
Ominaisuudet: Edullinen, hyvä BTX-selektiivisyys; nopea koksin muodostus edellyttää toistuvaa regeneraatiota, mikä johtaa erittäin lyhyeen yhden kierron{0}}käyttöikään olefiinisia raaka-aineita käytettäessä.
Aktiivinen ainesosa: Ga (0,5-2 paino-%)
Reaktioolosuhteet: 520-580 astetta, ilmanpaine
Mekanismi: Ga:lla on vahvempi dehydrauskyky; etenee suoran dehydrausreitin kautta, jolloin saadaan enemmän vetyä.
Prosessit: BP-UOP Cyclar; kotimainen M2-muodostus
Ominaisuudet: Korkeampi aromaattinen saanto verrattuna Zn{0}}-pohjaisiin katalyytteihin; alhaisempi kuivan kaasun tuotanto; korkeammat kustannukset; suurempi herkkyys rikille.
Pt/Cl-Al₂O3 (katalyyttinen reformointi; vety-rikas ilmakehä)
Olosuhteet: 480–530 astetta, 0,8–2,0 MPa; toimivat vedyn -rikkaassa ilmakehässä.
Raaka-aine: C6+ teollisuusbensiini; tuottaa korkeaoktaanista bensiiniä + BTX; kestää hyvin koksausta, mutta vaatii klooria ja aiheuttaa korroosioriskiä.
Pt/KL-zeoliitti: Kloori{0}}vapaa reformointi; sopii n-heksaanin aromatisointiin; erittäin herkkä rikille; käytetään harvoin suuressa teollisessa mittakaavassa.
⚠ Huomautus: Katalyyttinen reformointi ≠ kevyt hiilivetyaromointi. Reformointi toimii vetyä-rikkaassa ilmakehässä, kun taas yllä mainitut Zn/Ga-ZSM-5-järjestelmät ovat ei--vetyä-pitoisia aromatisointiprosesseja; näitä kahta järjestelmää ei voida käyttää vaihtokelpoisesti. 4. Muut muokkausjärjestelmät (Mo, Ag, harvinaisten maametallien komposiitit)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 astetta; sopii vain metaanille, ei nestekaasulle/C5:lle.
Ag/ZSM-5: Lievä dehydraus, kohtalainen BTX-selektiivisyys; rajoitettu teollinen käyttö.
Harvinainen-maa + fosfori-muokattu Zn-ZSM-5: Promoottori/lisäaine erillisen katalyytin sijaan; käytetään hidastamaan koksin muodostumista ja pidentämään yhden -ajon kestoa (esim. DLP-1 nano-ZSM-5).
Pikavalintaopas
nestekaasu, C4/C5 raaka-aineet; rajoitettu budjetti; ilmanpaine, ei--vetyilmakehä → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Tavoitteena korkeampi aromaattinen saanto ja vedyn yhteistuotanto-; riittävä raaka-aineen esikäsittely saatavilla → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C6+ teollisuusbensiinin raaka-aine; vety-toimiva yksikkö; kohdetuote on korkea-oktaaninen bensiini → Pt-kloorattu alumiinioksidin reformointikatalysaattori
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 astetta)
Katalyytti bensiinin tuotantoon kevyen hiilivetyaromatisoinnin kautta
Tässä prosessissa käytetään raaka-aineena kevyitä hiilivetyjä-kuten jalostamon kuivaa kaasua, eetteröinnin jälkeisiä C4-fraktioita, -suoraan -öljykenttien kondensaattia tai koksausbensiiniä-, ja tässä prosessissa käytetään patentoituja katalyyttejä korkean-komponenttien tuottamiseen, syklisointiin ja oligomeroinnin kautta tapahtuvaan syklisointiin ja syklisointiin. dehydraus. Tuloksena saadulle jalostetulle bensiinille on ominaista alhainen olefiini- ja rikkipitoisuus ja korkea oktaaniluku, mikä tekee siitä erinomaisen puhtaan sekoituskomponentin luokan 92 ja 95 standardit täyttävän autobensiinin valmistukseen.
Tekniset ominaisuudet
Prosessi käyttää laajaa valikoimaa raaka-aineita ja tuottaa korkealaatuista{0}}bensiiniä, ja tuotejärjestelmiä voidaan mukauttaa joustavasti markkinoiden muutosten mukaan. Polttokaasussa on runsaasti vetyä, joka voidaan ottaa talteen ja käyttää vedyn lähteenä. Teollisuusyksikössä on yksinkertainen virtauskaavio ja alhaiset investointikustannukset sekä alhaiset käyttökustannukset ja energiankulutus.
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; ja katalyytin yksi{1}ajosykli Enintään 45 päivää.
Käytettäessä teollisuusbensiiniä, jolla on alhainen aromaattinen potentiaali (kuten reformaattiraffinaatti, kevyt{0}}loppubensiini tai hiili-pohjainen teollisuusbensiini): bensiinin oktaaniluku (RON) on 85–92; kuivakaasun saanto on 2–4 %; katalyytti osoittaa vahvaa sopeutumiskykyä (pelistää tuotteen rikin<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.
Verrattuna vastaaviin teknologioihin:
① Katalyytillä on erinomainen aktiivisuus ja aromaattien selektiivisyys.
② Katalyytillä on vahva koksinkestävyys, mikä johtaa alhaiseen kuivan kaasun saantoon.
③ Se on paineistetun käyttöprosessin edelläkävijä:
--- Poistaa rikaskaasukompressorin tarpeen, mikä vähentää laitekustannuksia ja yksikön käyttökustannuksia.④ Optimoitu katalyytin regenerointitekniikka
---Regenerointikaasun ja katalyytin välinen suhde (kiertokaasun tilavuussuhde katalyyttiin) pienenee 20–30 %; regenerointiosuus vaatii pienempiä investointeja ja käyttökustannuksia samalla kun saavutetaan korkea regenerointitehokkuus.
Olefiini{0}}katalyytti
Viime vuosina kehitetty teknologia olefiinien valmistamiseksi kevyiden hiilivetyjen katalyyttisellä krakkauksella yhdistää sekä höyrykrakkauksen että nestekatalyyttisen krakkauksen (FCC) edut. Se avaa uuden prosessireitin, joka on erittäin merkittävä petrokemian tehtaiden energiansäästön ja kulutuksen vähentämisen kannalta sekä kevyiden olefiinien kasvavan kysynnän tyydyttämisessä. Teknologiassa käytetään raaka-aineita, kuten olefiini-rikkaita C4–C8-kevyitä hiilivetyjä, suorasuora-bensiiniä tai kivihiili-pohjaista teollisuusbensiiniä, ja se käyttää patentoitua katalyyttiä kevyiden hiilivetykomponenttien muuntamiseen selektiivisesti eteeniksi, propeeniksi ja korkean-oktaaniluvun bensiiniksi.
Tekniset ominaisuudet
Perinteiseen höyrykrakkaukseen verrattuna tämä katalyyttinen krakkaustekniikka toimii alhaisemmissa lämpötiloissa, kuluttaa vähemmän energiaa, käyttää laajempaa valikoimaa raaka-aineita ja mahdollistaa joustavan tuotteiden jakelun. FCC{1}}perustaisiin olefiinien tuotantoteknologioihin verrattuna sillä saavutetaan suurempi halkeilusyvyys ja suuremmat eteenin ja propeenin saannot. Lisäksi prosessin kulku on yksinkertainen ja vaadittu investointi pieni.
Käytettäessä raaka-aineena C4-nestekaasua (buteenipitoisuus suurempi tai yhtä suuri kuin 60 %) eteenin ja propeenin yhdistetty saanto ylittää 40 %, kun taas bensiinin saanto on noin 15–20 %.