1.3.Области применения продукта.

Бензин широко применяется в автомобильной и авиационной промышленности . Арены ( бензол , толуол , ксилолы ) применяются в химической промышленности , служат для получения лекарств , красителей , синтетических моющих средств , волокон , каучуков , инсектицидов , присадок , пластмасс , и многих других продуктов .

1.4.Масштабы производства

Сводный материальный балланс (в млн/т в год )

Приведённая ниже схема иллюстрирует масштабы производства :

	Поступило ( в млн/т в год )
Бензин	2071440
	Получено ( в млн/т в год )
ФРАКЦИИ
Н.к. – 62 °С	414240
62-85 °С	331440
140-170 °С	391520
170-180 °С	43520
85-140 °С	890720
Нестабильная головка	52880
Газ с выс-им содер-ем водорода	17440
Рафинат	205760
Бензол	125160
орто-Ксилол	165040
Арены С9 и выше	9680
пара-Ксилол	165040
Топливный газ	140720

Ниже приведены материальные баллансы ( в % ) установок каталитического риформинга с применением катализаторов АП-56, АП-64 , Кр-106 :

Поступило	АП-56	АП-64	Кр-106
Сырьё	100	100	100
Получено
Углеводородный газ	10.0	13.2	7.4
Головка стабилизации	4.5	4.5	4.5
Катализат	83.7	76.9	82.3
Водородсодержащий газ	1.8	5.4	5.3
В том числе водород	(0.9)	(1.0)	(1.3)
Итого	100.0	100.0	100.0

2. Катализаторы и механизм каталитического риформинга.

2.1 Химизм

Научные основы процесса каталитического риформинга были заложены в 1911 году . Зелинским и его школой открытием реакции превращения шестичленных циклоалканов в арены на платиновом и палладиевом катализаторах . В 1936 году одновременно в трёх лабораториях Советского Союза была открыта реакция превращения алканов в арены : Молдавский и Камушер осуществили эту реакцию при 450-470 °С на оксиде хрома ; Каржев с сотрудниками – при 500-550 °С на медно-хромовом катализаторе ; Казанский и Платэ – с применением платины на активном угле при 304-310 °С . Эта реакция получила название дегидроциклизации .

Для повышения октанового числа бензиновых фракций и для получения аренов, являющихся ценным сырьем нефтехимического синтеза, используют каталитичес­кий риформинг.

В процессе риформинга молекулы углеводородов подвергают­ся перестройке (реформируются) без изменения числа углеродных атомов в молекуле. В основе процесса лежат реакции, открытые и изученные советскими учеными: дегидрирование циклоалканов (нафтенов) в арены (Н.Д. Зелинский и его школа) и дегидроциклизация (дегидрирование, сопряженное с циклизацией) алканов (Б.А. Казанский, А.Ф. Платэ, Б.Л. Молдавский):

Если исходный алкан содержит менее шести атомов углерода в основной цепи, ароматизации предшествует изомеризация алкана с удлинением основной цепи:

При объяснении механизма дегидроциклизации предполагают два пути:

В результате этих реакций происходит дегидрирование циклоалканов с образованием ароматических углеводородов, выход которых растет с повышением температуры и снижением давления. В процессе риформинга ароматизация циклоалканов является наи­более желательной реакцией.

Дегидроциклизация алкилароматических углеводородов ведет к образованию конденсированных ароматических систем:

Кроме рассмотренных целевых реакций при риформинге протекают и побочные процессы, часто нежелательные. Так, в неко­торой степени происходит крекинг высших углеводородов с обра­зованием низших газообразных алкенов и алканов:

и затем гидрирование алкенов:

Поэтому газы риформинга состоят почти исключительно из алканов, значительно разбавленных водородом.

Нежелательной является и реакция дегидроконденсации ароматических углеводородов с образованием полициклических и конденсированных соединений, которая приводит к значительному закоксовыванию катализатора. Поскольку реакция дегидроконденсации обратимая, проведение риформинга под давлением водорода предотвращает выделение кокса и удлиняет срок службы катализатора. Одним из первых процессов каталитического риформинга был освоен так называемый гидроформинг, который осуществляется под давлением водорода 1,5—2,5 МПа в присутствии алюмомолибденового катализатора при температуре 480—550 °С.

В промышленности для риформинга применяют платиновые (носитель — оксид алюминия, промотированный фтором или хлором; алюмосиликат; цеолит и др.) или полиметаллические катализаторы, содержащие кроме платины другие металлы: рений, иридий, кадмий, свинец, палладий, германий (носители те же). В качестве промоторов, увеличивающих активность, селективность и терми­ческую стабильность, предложены также редкие элементы — иттрий и церий.

Наиболее широкое распространение получил алюмоплатиновый катализатор, а сам процесс риформинга на этом катализаторе известен под названием платформинга. Содержание платины в ка­тализаторе составляет 0,3—0,65%. Повышение содержания плати­ны увеличивает активность катализатора и приводит к росту окта­нового числа бензина. Факторами, ограничивающими содержание платины в катализаторе, являются ускорение реакций деметилирования и расщепление циклоалканов, уменьшающих выход бензина, а также ее высокая стоимость.

Катализаторы платформинга могут стабильно работать без регенерации от шести месяцев до одного года, но проявляют высокую чувствительность к сернистым и азотистым соединениям, примесям свинца и мышьяка. Нежелательной примесью в сырье является влага, которая вступает во взаимодействие с хлором катали­затора. Образующийся при этом хлороводород вызывает сильную коррозию оборудования. Для продления срока службы катализа­тора сырье платформинга подвергают гидроочистке и осушке. Ре­генерация дезактивированного катализатора осуществляется медленным выжиганием кокса.

Полиметаллические катализаторы обладают стабильностью би­металлических и характеризуются большими селективностью и эффективностью. Стабильность катализатора повышается при до­бавке редкоземельных элементов, обеспечивающих высокую дис­персность платины. Разработаны катализаторы, менее требователь­ные к содержанию в сырье влаги, соединений серы и азота.

Основными продуктами процесса являются водородсодержаший газ и жидкая фракция — риформат. Водород используют частично для восполнения потерь циркулирующего водородсодержащего