Catalitzador per augmentar el nombre d'octans en unitats d'isomerització
Unitat que conté -hidrogen
Tres sistemes de procés principals, paràmetres de temperatura i selecció de catalitzadors
✅ Catalitzador: alúmina clorada amb suport de platí (tipus de clorur d'alumini)
Temperatura de reacció: 120 ~ 175 graus (entrada del reactor), augment de la temperatura del llit 10-25 graus
Pressió: 2,8–3,8 MPa; velocitat espacial horària líquida LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; proporció molar d'hidrogen hidrocarbur 0,1–0,5
Requisits de matèries primeres: deshidratació estricta, desulfuració i desnitrificació; l'aigua/el sofre enverinarà permanentment els llocs de clor àcid; Es requereix una suplementació contínua de clor durant el funcionament
Aplicable: nafta lleugera C₅/C₆, RON alt objectiu (una passada RON≈82–84, cicle fins a 87–93)
Característiques: activitat més alta, millor taxa de conversió equilibrada; altament corrosiu, equipat amb un sistema de neteja alcalí, funcionament i manteniment complexos
✅Catalitzador: tamís molecular àcid carregat de Pt-(tipus zeolita, lliure-de clor)
Temperatura de reacció: 240-280 graus
Pressió: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; relació hidrogen a hidrocarburs 0,1–1,0
Major tolerància a les matèries primeres: la sensibilitat al sofre i l'aigua és molt inferior a la del catalitzador de clor-alumini, sense necessitat de suplementar el clor
Aplicable: C₅/C₆, també es pot utilitzar per a la isomerització de C₄butà; el dispositiu és més senzill, té una bona estabilitat i és fàcil de regenerar
Desavantatges: alta temperatura, equilibri limitat, la taxa de conversió d'un sol -passatge és inferior al procés de clorur d'alumini de baixa-temperatura, generalment equipat amb fraccionament del producte + bucle de circulació n-alcà no convertit
✅Catalitzador: sistema especial de tamís molecular/clorur d'alumini
Temperatura de reacció: 160-210 graus
Pressió: 1,5–2,0 MPa; relació hidrogen a hidrocarburs 0,07–0,15
La taxa de conversió d'un-passatge simple és del 50% al 55% i s'ha d'instal·lar una torre de deisobutà per fer circular n-butà sense reaccionar de nou al reactor.
Unitat lliure d'hidrogen{0}
Quatre categories principals de catalitzadors d'isomerització-sense hidrogen
Metall de transició-ZSM àcid modificat-5 zeolites (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)
Suport: ZSM-5 (zeolita MFI); Components actius: Zn, Ga, Ni (metalls no platínics)
Condicions de funcionament: 340–460 graus, 0–1,2 MPa; perfectament adaptat als requisits del procés del client
Característiques de la reacció: isomerització simultània, aromatització i cracking suau; augmenta el nombre d'octans de la gasolina; produeix propà i butà (gas sec); rendiment líquid del 82-90%; la regeneració només implica N₂ i aire per a la crema de coc-(no cal reduir l'hidrogen)
Graus equivalents en rus: KT-10, KT-17, KT{-18 (Zn{-Ce-ZSM-Al₂O₃); millora de nafta sense hidrogen; L'índex d'octà de la gasolina arriba a 85-87 a 400 graus
Mordenita modificada (MOR) (Ni-MOR, Fe{-MOR; Pt-lliure)
Suport: Mordenita (MOR); components actius: Ni/Fe (sense platí-)
Interval de temperatura: 320-420 graus; pressió: 0,3–1,0 MPa
Característiques: selectivitat d'isomerització superior a ZSM-5; baixa activitat d'aromatització; propens a la cocització a altes temperatures; conversió moderada de n-alcans; regeneració només mitjançant calcinació a l'aire (combustió de coc); no requereix hidrogen
Superàcids sòlids (sense platí-): SO₄²⁻/ZrO₂, SO₄²⁻/TiO₂-Al₂O₃
Suport: òxid compost de zirconia/titania-alúmina; sense càrrega de Pt
Temperatura: 300-400 graus; pressió: atmosfèrica a 1 MPa
Característiques: Força àcida molt alta; bona activitat d'isomerització; inconvenients: grups sulfat propensos a la lixiviació a altes temperatures; mala estabilitat de l'aigua; cocatge ràpid; regeneració només mitjançant calcinació a l'aire; la reducció d'hidrogen està estrictament prohibida
Tamisos moleculars selectius de 10-forma d'anell-(Ni{-SAPO{-11, Ni-ZSM-22; sense platí)
Suport: SAPO-11 / ZSM-22; component actiu: Ni (sense Pt)
Temperatura: 330-430 graus; pressió: 0,4–1,0 MPa
Característiques: forma-isomerització selectiva; alta selectivitat per-alcans multiramificats; inconvenients: conversió relativament baixa; formació important de gas a causa de l'esquerda; alta taxa de coquització; regeneració només mitjançant calcinació a l'aire; cap pas d'hidrogen implicat.
El camp de la refinació del petroli
Isomerització de n-butà a isobutà
Els catalitzadors basats en platí- (com el sistema Pt/Al₂O₃-Cl) s'utilitzen per convertir n-butà en isobutà, una matèria primera clau per produir components de gasolina d'-alt octà (per exemple, metil tert-butil èter, MTBE). A les unitats industrials, les matèries primeres mixtes de C4 se sotmeten a una hidro-isomerització, la qual cosa permet que les capacitats de producció d'1-butè assoleixin l'escala de centenars de tones per dia.
Isomerització d'alcans C5-C6
Els catalitzadors superàcids sòlids (com el RISO-C o Pt/SO₄²⁻{-ZrO₂{-Al₂O₃) s'utilitzen per convertir alcans de cadena recta- en isòmers ramificats. Per exemple, després de la isomerització de la nafta lleugera (a partir del reformat catalític), les taxes d'isomerització C5 i C6 assoleixen el 70% i el 85% respectivament, augmentant el nombre d'octans de recerca (RON) de la gasolina del producte per sobre de 85 i optimitzant significativament la qualitat del combustible.
Catalitzador d'aromatització
En comparació amb la tecnologia de reforma, aquest procés no està limitat pel contingut aromàtic potencial de la matèria primera; en general, no requereix pre-fraccionament ni refinat de la matèria primera i ofereix una àmplia gamma d'aplicabilitat. Les matèries primeres adequades per a la producció d'aromàtics mitjançant aquest procés inclouen la gasolina de coqueig, la gasolina de tirada directa-, el condensat de jaciments de petroli, els extrems lleugers del reformador (nafta superior), el refinat del reformador, la gasolina de piròlisi i el gas liquat de petroli (GLP)-ric en olefines.
When using olefin-rich LPG (olefin content >50%) com a matèria primera, el contingut aromàtic del producte líquid s'aproxima al 100%, eliminant la necessitat d'extracció aromàtica; el rendiment aromàtic d'una sola passada supera el 48,2% i el rendiment de BTX supera el 42,2%. El catalitzador ofereix un cicle de funcionament d'un sol-passe superior o igual a 20 dies i una vida útil total superior o igual a 3,0 anys.
Quan s'utilitza nafta com a matèria primera, el rendiment aromàtic d'un sol-passatge supera el 35,0% i el rendiment de BTX supera el 32,0%; el catalitzador ofereix un cicle d'operació-únic de 20 a 30 dies i una vida útil total superior o igual a 3,0 anys.
El gas combustible generat és ric en hidrogen, que es pot recuperar i utilitzar com a font d'hidrogen.
Característiques tècniques
① Temperatura de reacció d'aromatització relativament baixa
Les tecnologies avançades de conformació i modificació del catalitzador permeten que la reacció continuï a temperatures relativament baixes. En aplicacions de producció aromàtica, la temperatura de reacció és de 30 a 50 graus inferior a la de les tecnologies competidores, reduint significativament el consum d'energia. Les temperatures de reacció més baixes també redueixen els requisits de resistència de l'equip i donen lloc a un menor rendiment de gas sec.
② Tecnologia de suplementació de calor{0}}de reacció única
L'aromatització de la nafta-especialment amb matèries primeres riques en alcan--és un procés altament endotèrmic. L'ús d'una tecnologia única de suplementació de calor-elimina la necessitat de forns de calefacció intermedis, reduint així tant la inversió de capital com el consum d'energia de la unitat.
Catalitzador d'aromatització per a la millora del nombre d'octà
L'aromatització implica deshidrogenació, ciclització i transferència d'hidrogen a alta{0}temperatura; es realitza principalment en absència d'hidrogen afegit, i les temperatures de funcionament són molt superiors a les de la isomerització. ZSM-5 (MFI) és el suport predominant, classificat en quatre tipus principals basats en el metall modificador:
Component actiu: Zn (1-3% en pes); Es poden afegir P o elements de terres rares per ajustar l'acidesa i suprimir la formació de coc.
Condicions de reacció: 500–550 graus, pressió atmosfèrica fins a 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Mecanisme: els centres de Zn faciliten la deshidrogenació, mentre que els llocs àcids de zeolita catalitzen la ciclització; La transferència d'hidrogen és la via dominant, produint petites quantitats d'H₂.
Matèries primeres adequades: gas liquat C4, C5, C5 craquejat, nafta lleugera.
Graus comercials: NKC-5, sèrie DLP, tipus LHA.
Característiques: Baix cost, bona selectivitat BTX; La formació ràpida de coc requereix una regeneració freqüent, la qual cosa resulta en una vida útil d'un sol-pass molt curta quan s'utilitzen matèries primeres olefíniques.
Component actiu: Ga (0,5-2% en pes)
Condicions de reacció: 520-580 graus, pressió atmosfèrica
Mecanisme: Ga posseeix una capacitat de deshidrogenació més forta; passa per una via de deshidrogenació directa, produint més hidrogen.
Processos: BP-UOP Cyclar; formador domèstic de M2
Característiques: rendiment d'aromes més alt en comparació amb els catalitzadors basats en Zn{0}}; menor producció de gas sec; cost més elevat; major sensibilitat al sofre.
Pt/Cl-Al₂O₃ (reformat catalític; atmosfera rica en hidrogen-)
Condicions: 480–530 graus, 0,8–2,0 MPa; funciona en una atmosfera-rica en hidrogen.
Matèries primeres: nafta C6+; produeix gasolina d'-alt octanatge + BTX; bona resistència al coc, però requereix reposició de clor i comporta riscos de corrosió.
Zeolita Pt/KL: reformat-lliure de clor; adequat per a l'aromatització de n-hexà; extremadament sensible al sofre; poques vegades s'utilitza a gran escala industrial.
⚠ Nota: Reformat catalític ≠ aromatització lleugera d'hidrocarburs. La reforma opera en una atmosfera-rica en hidrogen, mentre que els sistemes Zn/Ga-ZSM-5 esmentats anteriorment són processos d'aromatització no-hidrogen-; els dos sistemes no es poden utilitzar de manera intercanviable. 4. Altres sistemes de modificació (Mo, Ag, compostos de terres rares)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 graus; apte només per metà, no per a GLP/C5.
Ag/ZSM-5: deshidrogenació lleu, selectivitat BTX moderada; aplicació industrial limitada.
-Terra rara + fòsfor-Zn-ZSM-modificat-5: promotor/additiu en lloc d'un catalitzador autònom; s'utilitza per retardar la formació de coc i allargar la-durada d'una tirada única (p. ex., DLP-1 nano-ZSM-5).
Guia de selecció ràpida
GLP, matèries primeres C4/C5; pressupost limitat; pressió atmosfèrica, atmosfera sense -hidrogen → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Buscant un rendiment més elevat d'aromàtics i una coproducció d'hidrogen; pretractament adequat de la matèria primera disponible → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C6+ matèria primera de nafta; unitat amb capacitat-hidrogen; El producte objectiu és gasolina d'alt-octà → Pt-catalitzador de reforma d'alúmina clorada
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 graus)
Catalitzador per a la producció de gasolina mitjançant aromatització lleugera d'hidrocarburs
Utilitzant hidrocarburs lleugers-com ara gas sec de refineria, fraccions C4 de post-eterificació, nafta-de tirada directa, condensat de jaciments de petroli o gasolina de coque-com a matèria primera, aquest procés empra catalitzadors propis per produir un alt-octà, incloent components de gasolina d'alt-octà, com ara la mescla de gasolina, l'oligómers, l'esglaiment i la ciclació. deshidrogenació. La gasolina millorada resultant es caracteritza per un baix contingut d'olefines i sofre i un alt octà, el que la converteix en un excel·lent component de barreja net per a la producció de gasolina d'automòbil que compleix els estàndards de grau 92 i 95.
Característiques tècniques
El procés utilitza una àmplia gamma de matèries primeres i produeix gasolina d'alta-qualitat, amb esquemes de productes que es poden ajustar de manera flexible en funció dels canvis del mercat. El gas combustible és ric en hidrogen, que es pot recuperar i utilitzar com a font d'hidrogen. La unitat industrial presenta un esquema de flux senzill i uns costos d'inversió reduïts, a més de baixes despeses d'explotació i consum d'energia.
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 el cicle d'execució-únic del catalitzador Més o menys de 45 dies.
Quan s'utilitza nafta amb un potencial aromàtic baix (com ara refinat de reformat, nafta lleugera-final o nafta-a base de carbó): l'índex d'octà de la gasolina (RON) és de 85 a 92; el rendiment de gas sec és del 2-4%; el catalitzador demostra una forta adaptabilitat (reduint el sofre del producte a<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.
En comparació amb tecnologies similars:
① El catalitzador presenta una excel·lent activitat i una selectivitat aromàtica.
② El catalitzador posseeix una forta resistència a la cocització, donant lloc a baix rendiment de gas sec.
③ És pioner en l'ús d'un procés d'operació a pressió:
---Elimina la necessitat d'un compressor de gas ric, reduint així els costos de l'equip i les despeses d'operació de la unitat.④ Tecnologia de regeneració de catalitzadors optimitzada.
---La relació de gas de regeneració a catalitzador (relació de volum de gas circulant a catalitzador) es redueix entre un 20 i un 30%; la secció de regeneració requereix menys inversió i costos d'explotació alhora que s'aconsegueix una alta eficiència de regeneració.
Catalitzador-productor d'olefines
Desenvolupada els darrers anys, la tecnologia per produir olefines mitjançant el craqueig catalític d'hidrocarburs lleugers combina els avantatges del craqueig amb vapor i el craqueig catalític fluid (FCC). Obre una nova ruta de procés molt significativa per a l'estalvi energètic i la reducció del consum a les plantes petroquímiques, així com per cobrir la creixent demanda d'olefines lleugeres. Utilitzant matèries primeres com ara hidrocarburs lleugers C4-C8 rics en olefines, nafta-de tirada directa o nafta a base de carbó-, la tecnologia utilitza un catalitzador patentat per convertir selectivament components d'hidrocarburs lleugers en etilè, propilè i components de mescla de gasolina d'alt-octà.
Característiques tècniques
En comparació amb el craqueig amb vapor tradicional, aquesta tecnologia de craqueig catalític funciona a temperatures més baixes, consumeix menys energia, utilitza una gamma més àmplia de matèries primeres i permet una distribució flexible del producte. En comparació amb les tecnologies de producció d'olefines basades en FCC-, aconsegueix una major profunditat de craqueig i rendiments més elevats d'etilè i propilè. A més, el flux del procés és senzill i la inversió necessària és baixa.
Quan s'utilitza gas liquat C4 (amb un contingut de butè superior o igual al 60%) com a matèria primera, el rendiment combinat d'etilè i propilè supera el 40%, mentre que el rendiment de gasolina és aproximadament del 15 al 20%.