Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные и побочные реакции




 

 

Основой процесса служат три вида реакций:

1. Реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов:

 

а) Дегидрирование шестичленных нафтенов (циклогексан, метилциклогексан, диметилциклогексаны), с образованием соответствующих ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилолы):

 

CH2 CH

           
   
     
 
 


H2C CH2 → НC CH

← + 3H2

H2C CH2 НC CH

CH2 CH

[циклогексан] [бензол]

 

б) Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов (метилциклопентан, диметилциклопентаны, этилциклопентан, триметилциклопентаны):

 

 

CH2 CH2 CH

H2C CH2 → H2С CH2 → HC CH

← + 3H2

H2C CH - CH3 H2C CH2 HC CH

       
   
 


CH2 CH

[метилциклопентан] [циклогексан] [бензол]

       
   

 


в) Ароматизация (дегидроциклизация) парафиновых углеводородов:

 

H2C CH - CH3

nC6H14 → +H2 ← C С →

[н-гексан]

СH2

 

[метилциклопентан]

CH2 CH

               
   
   
   
 
 


H2C CH2 → HC CH

→ ← +3H2

H2С CН2 HC CH

CH2 CH

[циклогексан] [бензол]

2. Реакции изомеризации парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов:

 

г) CH3 - (CH2 )4 - CH3 → CH3 - CH - CH2 - CH2 - CH3

CH3

[н-гексан] [2-метилпентан (изогексан)]

 

 

СН2

       
   
 


д)Н2С СН СН3 Н2С СН -CH3

Н2С СН СН3 Н2С СН2

СН 2 СН2

 

[1,2диметилциклопентан] [ метилциклогексан]

е) СН3

 
 


C

 

НC CH

п-ксилол

НC CH

СН3

C C

НC CH СН3

НC C СН3 СН3

СН С

 

НC C - CH3

м-ксилол о-ксилол

НC CH

CH

3. Существенную роль в процессе играют также реакции гидрокрекинга, которые сопровождаются газообразованием:

 

ж)н-C8H18 + H2 → C3H8 + C5H12

[н-октан] [пропан] [н-пентан]

 

з)СН 2 СН СН3 СН2 СН2

Н2С СН2 + H2 → Н2С СН2 + СH4

 

СН2 СН2

[метилциклопентан] [циклопентан]

 

и) CH CH

           
     
 
 


НC C - C2H5 НC CH

+ Н2 → + С2H6

НC CH ← НC CH [этан]

CH CH

[этилбензол] [бензол]

 

к) Реакции раскрытия циклопентанового кольца, приводящие к превращению нафтенов в парафины

 

 

Н2С СН СН3

 

Н2С СН2 + H2 → С6Н14 (смесь изомеров)

[гексан]

СН 2

 

[метилциклопентан]

 

 

Тепловые эффекты основных реакций в кДж на моль сырья на кубический метр поглощенного водорода риформинга представлены ниже в таблице 3.1.2.

Таблица 3.1.2

 

Тип реакции Тепловой эффект
Дегидрирование нафтеновых + 221
Изомеризация парафиновых - 4,6
Изомеризация нафтеновых - 15,6
Гидрокрекинг нафтеновых - 43,9
Гидрокрекинг парафиновых - 56,4
Дегидроциклизация парафиновых + 260

 

Для процесса каталитического риформинга наиболее важны реакции I типа (а, б, в), приводящие к образованию ароматических углеводородов. С наибольшей скоростью протекают реакции дегидрирования шестичленных нафтенов в ароматические углеводороды. Реакции изомеризации пятичленных нафтенов в шестичленные идут со скоростью приблизительно в 10 раз медленнее.

 

К числу наиболее медленно протекающих реакций относятся реакции дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Основной путь повышения как скорости, так и селективности реакций дегидроциклизации заключается в снижении давления.

 

Реакции дегидрирования шестичленных нафтенов и дегидроциклизации парафиновых углеводородов происходят с поглощением тепла. Реакция гидрокрекинга сопровождаются выделением теплоты.

 

Скорости реакций риформинга сильно зависят от содержания каталитических ядов, поступающих главным образом с сырьем. Сернистые соединения, превращающиеся в условиях риформинга в сероводород, подавляют протекающие на платине реакции дегидрирования и гидрирования. При небольших дозировках и относительно непродолжительном воздействии отравление серой обратимо. При длительном воздействии сернистых соединений происходит закоксовывание катализатора и для восстановления его активности требуется окислительная регенерация. Следует отметить, что дозированная обработка платино-рениевых катализаторов сернистыми соединениями в пусковой период является необходимым элементом технологии риформинга и используется для подавления реакций гидрогенолиза.

 

Соединения азота, переходящие в условиях риформинга в аммиак, подавляют кислотные функции катализатора, что приводит к снижению скорости реакций изомеризации, гидрокрекинга и дегидроциклизации парафинов, дегидроизомеризации нафтенов ряда циклопентана. Конечный результат отравления катализатора соединениями азота – снижение выхода и концентрации ароматических углеводородов, снижение октанового числа бензина риформинга. Отравление азотистыми соединениями обратимо.

 

Соединения хлора, воды и кислородсодержащие соединения (спирты) используются для регулирования кислотной функции катализатора. При чрезмерной нерегулируемой подаче указанных соединений нарушается баланс кислотной и металлической функций катализатора, хлор и вода в этих условиях являются каталитическими ядами. Чрезмерная подача соединений хлора приводит к развитию реакций гидрокрекинга и образованию кокса на катализаторе. Вода подавляет кислотную функцию катализатора, снижая скорость реакций ароматизации и способствует выносу хлора из катализатора.

 

Металлоорганические соединения свинца, меди, мышьяка, попадающие с сырьем, гидрируются до металлов, которые, отлагаясь на поверхности катализатора, отравляют металлические центры, что приводит к подавлению реакций дегидрирования и гидрирования и к закоксовыванию катализатора. Отравление металлами необратимо, катализатор требует замены.

 

Сильным каталитическим ядом для платины является оксид углерода. Технологические газы, используемые в пусковых операциях (водород, азот), не должны содержать оксида и диоксида углерода. Оксид углерода способствует значительному росту кристаллов платины на хлорированном катализаторе, то есть резко снижается дисперстность платины.

 

 







Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 754. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.015 сек.) русская версия | украинская версия