Katalyzátor na zvýšenie oktánového čísla v izomerizačných jednotkách

 

Jednotka-obsahujúca vodík

 

 

Tri hlavné procesné systémy, teplotné parametre a výber katalyzátora

1) Nízkoteplotná izomerizácia (chlórovaný oxid hlinitý typu Pt/Cl-Al₂O3)

✅ Katalyzátor: chlórovaný oxid hlinitý s podporou platiny (typ chloridu hlinitého)

Reakčná teplota: 120~175 stupňov (vstup do reaktora), zvýšenie teploty lôžka 10-25 stupňov

tlak: 2,8–3,8 MPa; hodinová priestorová rýchlosť kvapaliny LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; vodíkový uhľovodík molárny pomer 0,1–0,5

Požiadavky na suroviny: prísna dehydratácia, odsírenie a denitrifikácia; voda/síra trvalo otrávi miesta s kyslým chlórom; počas prevádzky je potrebné neustále dopĺňanie chlóru

Použiteľné: ľahký benzín C₅/C₆, cieľové vysoké RON (jeden prechod RON≈82–84, cyklus do 87–93)

Vlastnosti: Najvyššia aktivita, najlepšie vyvážený konverzný pomer; vysoko korozívne, vybavené alkalickým čistiacim systémom, komplexnou obsluhou a údržbou

2) Strednoteplotná izomerizácia (molekulové sito typu Pt/zeolit, mordenit, beta zeolit)

✅Katalyzátor: kyslé molekulové sito s obsahom Pt- (typ zeolitu, bez-chlóru)

Reakčná teplota: 240-280 stupňov

Tlak: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; pomer vodíka k uhľovodíkom 0,1–1,0

Vyššia tolerancia surovín: citlivosť na síru a vodu je oveľa nižšia ako u chlór-hliníkového katalyzátora, nie je potrebné dopĺňať chlór

Použiteľné: C5/C6, možno použiť aj na izomerizáciu C4 butánu; zariadenie je jednoduchšie, má dobrú stabilitu a ľahko sa regeneruje

Nevýhody: vysoká teplota, obmedzená rovnováha, jedno{0}}prechodová miera konverzie je nižšia ako pri nízkoteplotnom{1}}procese chloridu hlinitého, ktorý je vo všeobecnosti vybavený frakcionáciou produktu + cirkulačnou slučkou nepremeneného n-alkánu

3) Izomerizácia butánu (n-bután → izobután, používaný ako surovina MTBE)

✅Katalyzátor: Špeciálne molekulové sito/systém chloridu hlinitého

Reakčná teplota: 160-210 stupňov

tlak: 1,5–2,0 MPa; pomer vodíka k uhľovodíkom 0,07–0,15

Jedno{0}}premenný pomer je 50 % – 55 % a na cirkuláciu nezreagovaného n-butánu späť do reaktora musí byť nainštalovaná deizobutánová veža.

 

Bezvodíková-jednotka

 

 

 
 
Štyri hlavné kategórie izomerizačných katalyzátorov-bez vodíka

Prechodné kovové-modifikované kyslé zeolity ZSM-5 (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)

Podpora: ZSM-5 (MFI zeolit); Aktívne zložky: Zn, Ga, Ni (neplatinové kovy)

Prevádzkové podmienky: 340–460 stupňov, 0–1,2 MPa; dokonale prispôsobené procesným požiadavkám zákazníka

Reakčné charakteristiky: Súčasná izomerizácia, aromatizácia a mierne krakovanie; zvyšuje oktánové číslo benzínu; vyrába propán a bután (suchý plyn); tekutý výťažok 82–90 %; regenerácia zahŕňa iba N₂ a vzduch na spálenie koksu-(nevyžaduje sa redukcia vodíka)

Ekvivalentné ruské stupne: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O₃); zušľachťovanie benzínu bez vodíka; oktánové číslo benzínu dosahuje 85-87 pri 400 stupňoch

Modifikovaný mordenit (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; Pt-bez obsahu)

Podpora: Mordenit (MOR); aktívne komponenty: Ni/Fe (bez platiny{0}}

Teplotný rozsah: 320–420 stupňov; tlak: 0,3–1,0 MPa

Charakteristika: Izomerizačná selektivita lepšia ako ZSM-5; nízka aromatizačná aktivita; náchylné na koksovanie pri vysokých teplotách; mierna n-alkánová konverzia; regenerácia len vzduchovou kalcináciou (spaľovanie koksu); nie je potrebný žiadny vodík

Tuhé superkyseliny (bez platiny-): SO₄²⁻/ZrO₂, SO₄²⁻/TiO₂-Al₂O₃

Podpora: Zirkónia / titan-oxid hlinitý; žiadne zaťaženie Pt

Teplota: 300-400 stupňov; tlak: atmosférický do 1 MPa

Charakteristika: Veľmi vysoká sila kyseliny; dobrá izomerizačná aktivita; nevýhody: sulfátové skupiny náchylné na vylúhovanie pri vysokých teplotách; slabá stabilita vody; rýchle koksovanie; regenerácia len pomocou vzduchovej kalcinácie; redukcia vodíka je prísne zakázaná

10 selektívnych molekulových sít -kruhového tvaru- (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; bez platiny)

Podpora: SAPO-11 / ZSM-22; aktívna zložka: Ni (bez Pt)

Teplota: 330-430 stupňov; tlak: 0,4–1,0 MPa

Charakteristika: Tvarová-selektívna izomerizácia; vysoká selektivita pre viac-rozvetvené alkány; nevýhody: relatívne nízka konverzia; výrazná tvorba plynu v dôsledku praskania; vysoká rýchlosť koksovania; regenerácia len pomocou vzduchovej kalcinácie; nezahŕňa žiadny vodíkový krok.

 

Oblasť rafinácie ropy

 

 

page-800-800

Izomerizácia n-butánu na izobután

 

Katalyzátory na báze platiny- (ako je systém Pt/Al₂O₃-Cl) sa používajú na konverziu n-butánu na izobután, kľúčovú surovinu na výrobu vysoko-oktánových komponentov benzínu (napr. metyl-terc{6}butyléter, MTBE). V priemyselných jednotkách prechádzajú zmiešané suroviny C4 hydro-izomerizáciou, čo umožňuje výrobným kapacitám 1-buténu dosiahnuť rozsah stoviek ton za deň.

Izomerizácia C5-C6 alkánov

 

Pevné superkyselinové katalyzátory (ako je RISO-C alebo Pt/SO₄²⁻-ZrO₂-Al₂O₃) sa používajú na konverziu alkánov s priamym-reťazcom na rozvetvené izoméry. Napríklad po izomerizácii ľahkého benzínu (z katalytického reformovania) dosahujú miery izomerizácie C5 a C6 70 % a 85 %, čím sa zvyšuje výskumné oktánové číslo benzínu (RON) nad 85 a výrazne sa optimalizuje kvalita paliva.

page-800-800

Aromatizačný katalyzátor

 

 

V porovnaní s technológiou reformovania nie je tento proces obmedzený potenciálnym aromatickým obsahom suroviny; vo všeobecnosti nevyžaduje žiadnu predbežnú{0}}frakcionáciu ani rafináciu suroviny a ponúka široké možnosti použitia. Suroviny vhodné na výrobu aromatických látok prostredníctvom tohto procesu zahŕňajú koksárenský benzín, primárny-benzín, kondenzát z ropných polí, reformovacie ľahké frakcie (vrchný ťažký benzín), reformovací rafinát, pyrolýzny benzín a skvapalnený ropný plyn bohatý na olefíny (LPG).

When using olefin-rich LPG (olefin content >50 %) ako suroviny, obsah aromátov v kvapalnom produkte sa blíži 100 %, čím sa eliminuje potreba aromatickej extrakcie; výťažok aromatických látok po jednom-prechode presahuje 48,2 % a výťažok BTX presahuje 42,2 %. Katalyzátor ponúka jedno{6}}prechodový prevádzkový cyklus väčší alebo rovný 20 dňom a celkovú životnosť väčšiu alebo rovnú 3,0 roky.

Pri použití ťažkého benzínu ako východiskovej suroviny presahuje výťažok aromatických látok v jednom-prechode 35,0 % a výťažok BTX presahuje 32,0 %; katalyzátor ponúka jedno{3}}prejazdový prevádzkový cyklus 20 – 30 dní a celkovú životnosť 3,0 rokov alebo viac.

Generovaný palivový plyn je bohatý na vodík, ktorý je možné získať a využiť ako zdroj vodíka.

Technické vlastnosti

① Relatívne nízka teplota aromatizačnej reakcie

Pokročilé technológie tvarovania a modifikácie katalyzátora umožňujú, aby reakcia prebiehala pri relatívne nízkych teplotách. V aplikáciách výroby aromatických látok je reakčná teplota o 30 až 50 stupňov nižšia ako pri konkurenčných technológiách, čo výrazne znižuje spotrebu energie. Nižšie reakčné teploty tiež znižujú požiadavky na pevnosť zariadenia a vedú k nižšiemu výťažku suchého plynu.

② Jedinečná technológia na doplnenie-reakčného tepla

Aromatizácia ťažkého benzínu-predovšetkým pri použití -surovín bohatých na alkány-je vysoko endotermický proces. Použitie jedinečnej technológie na pridávanie tepla- eliminuje potrebu medziohrievacích pecí, čím sa znižuje kapitálová investícia aj spotreba jednotkovej energie.

 

Aromatizačný katalyzátor na zvýšenie oktánového čísla

 

 

Aromatizácia zahŕňa vysokoteplotnú{0}}dehydrogenáciu, cyklizáciu a prenos vodíka; väčšinou sa uskutočňuje v neprítomnosti pridaného vodíka a prevádzkové teploty sú oveľa vyššie ako pri izomerizácii. ZSM-5 (MFI) je prevládajúcou podporou, ktorá je rozdelená do štyroch hlavných typov podľa modifikujúceho kovu:

1. Zn-modifikovaný ZSM-5 (Zn/HZSM-5; najčastejšie používané v Číne)

Aktívna zložka: Zn (1–3 % hmotn.); Na úpravu kyslosti a potlačenie tvorby koksu možno pridať prvky fosforu alebo vzácnych zemín.

Reakčné podmienky: 500–550 stupňov, atmosférický tlak do 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.

Mechanizmus: Zn centrá uľahčujú dehydrogenáciu, zatiaľ čo miesta kyseliny zeolitu katalyzujú cyklizáciu; prenos vodíka je dominantná cesta, ktorá poskytuje malé množstvá H2.

Vhodné suroviny: C4 skvapalnený plyn, C5, krakovaný C5, ľahký ťažký benzín.

Obchodné triedy: NKC-5, séria DLP, typ LHA.

Charakteristika: Nízka cena, dobrá selektivita BTX; rýchla tvorba koksu si vyžaduje častú regeneráciu, čo vedie k veľmi krátkej jedno{0}}prechodovej životnosti pri použití olefínových surovín.

2. Ga-modifikovaný ZSM-5 (Ga/HZSM-5; klasický Cyclar proces)

Aktívna zložka: Ga (0,5–2 % hmotn.)

Reakčné podmienky: 520-580 stupňov, atmosférický tlak

Mechanizmus: Ga má silnejšiu dehydrogenačnú schopnosť; prebieha priamou dehydrogenačnou cestou, čím sa získa viac vodíka.

Procesy: BP-UOP Cyclar; domáce M2-tvárnenie

Charakteristika: Vyšší výťažok aromatických látok v porovnaní s katalyzátormi na báze Zn-; nižšia produkcia suchého plynu; vyššie náklady; väčšia citlivosť na síru.

3. Aromatizačné katalyzátory na báze Pt{1}} (reformný typ, Pt/KL, Pt/ZSM-5)

Pt/Cl-Al₂O3 (katalytické reformovanie; atmosféra bohatá na vodík-)

Podmienky: 480–530 stupňov, 0,8–2,0 MPa; prevádzkované v atmosfére bohatej na vodík-.

Surovina: C6+ ťažký benzín; vyrába vysoko-oktánový benzín + BTX; dobrá odolnosť voči koksovaniu, ale vyžaduje doplnenie chlóru a predstavuje riziko korózie.

Pt/KL zeolit: bezchlór{0}}reformovanie; vhodné na n-hexánovú aromatizáciu; extrémne citlivý na síru; zriedka používané vo veľkom priemyselnom meradle.

⚠ Poznámka: Katalytické reformovanie ≠ aromatizácia ľahkých uhľovodíkov. Reformácia prebieha v atmosfére bohatej na vodík, zatiaľ čo systémy Zn/Ga-ZSM-5 uvedené vyššie sú aromatizačné procesy, ktoré nie sú bohaté na-vodík-; tieto dva systémy sa nedajú zameniť. 4. Iné modifikačné systémy (Mo, Ag, kompozity vzácnych zemín)

Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 stupňov; vhodné len pre metán, nie pre LPG/C5.

Ag/ZSM-5: Mierna dehydrogenácia, mierna BTX selektivita; obmedzené priemyselné využitie.

Vzácna-zemina + fosfor-modifikovaná Zn-ZSM-5: Promótor/aditívum namiesto samostatného katalyzátora; používa sa na spomalenie tvorby koksu a predĺženie trvania jedného-behu (napr. DLP-1 nano-ZSM-5).

Rýchly sprievodca výberom

LPG, C4/C5 suroviny; obmedzený rozpočet; atmosférický tlak, ne-vodíková atmosféra → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)

Hľadanie vyššieho výťažku aromatických látok a koprodukcie vodíka{0}} dostupná primeraná predúprava suroviny → Ga/ZSM-5 (Cyclar)

C6+ naftová surovina; vodíková-jednotka; cieľovým produktom je vysoko-oktánový benzín → Pt-katalyzátor na reformovanie chlórovaného oxidu hlinitého

Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 stupňov)

 

Katalyzátor na výrobu benzínu prostredníctvom aromatizácie ľahkých uhľovodíkov

 

 

Pomocou ľahkých uhľovodíkov,-ako sú rafinérsky suchý plyn, po-eterifikačné C4 frakcie, primárny-ťažký benzín, kondenzát z ropných polí alebo koksárenský benzín-ako suroviny, tento proces využíva patentované katalyzátory na výrobu vysoko-oktánového benzínu, miešanie komponentov prostredníctvom krokov vrátane krakovania, dehydrogenácie, oligomerizácie. Výsledný vylepšený benzín sa vyznačuje nízkym obsahom olefínov a síry a vysokým oktánovým číslom, čo z neho robí vynikajúcu čistú zmiešavaciu zložku na výrobu automobilového benzínu, ktorý spĺňa normy Grade 92 a 95.

Technické vlastnosti

Tento proces využíva širokú škálu surovín a poskytuje vysokokvalitný-benzín s produktovými schémami, ktoré možno flexibilne upravovať na základe zmien na trhu. Palivový plyn je bohatý na vodík, ktorý je možné získať a využiť ako zdroj vodíka. Priemyselná jednotka sa vyznačuje jednoduchou schémou toku a nízkymi investičnými nákladmi, ako aj nízkymi prevádzkovými nákladmi a spotrebou energie.

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; a jeden cyklus katalyzátora-Väčší alebo rovný 45 dňom.

Pri použití ťažkého benzínu s nízkym aromatickým potenciálom (ako je reformátový rafinát, ľahký -koncový ťažký benzín alebo uhoľný{1}} ťažký benzín): oktánové číslo benzínu (RON) je 85–92; výťažok suchého plynu je 2–4 %; katalyzátor vykazuje silnú adaptabilitu (redukuje síru 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.

V porovnaní s podobnými technológiami:

① Katalyzátor vykazuje vynikajúcu aktivitu a selektivitu aromatických látok.

② Katalyzátor má silnú odolnosť voči koksovaniu, čo vedie k nízkym výťažkom suchého plynu.

③ Je priekopníkom v používaní procesu pod tlakom:

- – Eliminuje potrebu kompresora na bohatý plyn, čím znižuje náklady na zariadenie a prevádzkové náklady jednotky.④ Optimalizovaná technológia regenerácie katalyzátora

---Pomer regeneračného plynu ku katalyzátoru (objemový pomer cirkulujúceho plynu ku katalyzátoru) sa zníži o 20–30 %; regeneračná časť vyžaduje nižšie investičné a prevádzkové náklady pri dosiahnutí vysokej účinnosti regenerácie.

 

Olefin-Výroba katalyzátora

 

 

Technológia výroby olefínov prostredníctvom katalytického krakovania ľahkých uhľovodíkov, vyvinutá v posledných rokoch, kombinuje výhody parného krakovania a fluidného katalytického krakovania (FCC). Otvára novú procesnú cestu, ktorá je veľmi dôležitá pre úsporu energie a zníženie spotreby v petrochemických závodoch, ako aj pre uspokojenie rastúceho dopytu po ľahkých olefínoch. Pomocou surovín, ako sú ľahké uhľovodíky C4–C8 bohaté na olefíny, primárny-ťažký benzín alebo uhoľný-ťažký benzín, technológia využíva patentovaný katalyzátor na selektívnu premenu ľahkých uhľovodíkových zložiek na etylén, propylén a vysokooktánové zložky benzínu.

Technické vlastnosti

V porovnaní s tradičným krakovaním parou pracuje táto technológia katalytického krakovania pri nižších teplotách, spotrebúva menej energie, využíva širší rozsah surovín a umožňuje flexibilnú distribúciu produktov. V porovnaní s technológiami výroby olefínov na báze FCC{1}} dosahuje väčšiu hĺbku praskania a vyššie výťažky etylénu a propylénu. Okrem toho je procesný tok jednoduchý a požadovaná investícia je nízka.

Pri použití skvapalneného plynu C4 (s obsahom buténu vyšším alebo rovným 60 %) ako surovina, kombinovaný výťažok etylénu a propylénu presahuje 40 %, zatiaľ čo výťažok benzínu je približne 15–20 %.

Zaslať požiadavku