10.3. Основы управления процессом

10.3.1. Сырье

Фракционный состав сырья риформинга определяется целевым продуктом процесса. Если процесс проводится с целью полу­чения индивидуальных аренов, то для получения бензола, толуола и ксилолов используют соответственно фракции, содержащие уг­леводороды С₆ (60—81 °С), С₇ (82—111 °С) и С₈ (115—145°С). Если цель процесса — получение высокооктанового бензина, то фракционный состав сырья определяется следующими соображе­ниями. Температура кипения аренов на 10—15°С выше, чем соответствующих алканов и циклоалканов. ­

Поэтому температура кон­ца кипения сырья должна быть соответственно ниже конца кипе­ния товарного бензина; обычно риформингу подвергают фракции с концом кипения 180—190 °С. Содержание в сырье углеводородов С₆ при получении бензина нежелательно, так как они в условиях риформинга, оптимальных для вышекипящих углеводородов сы­рья, практически не ароматизируются, а в основном разлагаются до газообразных алканов. Поэтому температура начала кипения сырья должна быть ≈ 82°С. Таким образом, при получении бен­зина сырьем риформинга являются в основном углеводороды C₇-C₉.

Большое значение имеет химический состав сырья. При значи­тельном содержании в сырье циклоалканов, особенно циклогекса­нов, их ароматизация, протекающая с большой скоростью, приво­дит к образованию аренов в количествах, больших, чем термоди­намически равновесные для соответствующих алканов. Поэтому алканы в этом случае не ароматизуются и подвергаются только изомеризации и гидрокрекингу.

При риформинге сырья с низким содержанием циклоалканов арены образуются в значительной степени из алканов. Для полу­чения катализата с заданным октановым числом или содержанием аренов требуются тем более жесткие условия, чем меньше содер­жание в сырье циклогексанов и больше — алканов. Соответственно повышается выход газообразных углеводородов и снижается вы­ход жидкого катализата.

Химический состав сырья при заданных условиях процесса определяет также выход водорода при риформинге. Чем меньше алканов в сырье, тем выход водорода выше, так как снижается его потребление на реакции гидрокрекинга. Для получения ката­лизата с заданным содержанием аренов из фракций данного бен­зина нужны тем менее жесткие условия риформинга, чем выше интервал кипения фракции, так как с увеличением числа углерод­ных атомов в углеводородах данного строения растут и термоди­намически возможный выход аренов, и скорость ароматизации. Содержащиеся в сырье арены ограничивают термодинамически возможную глубину ароматизации алканов и циклоалканов. Если целью риформинга является получение индивидуальных аренов, то, видимо, целесообразно предварительно удалять их из сырья процесса.

Бензины риформинга различного сырья имеют практически оди­наковый химический состав. Они содержат около 1 % алкенов и 2—5 % циклоалканов, в основном гем-замещенных циклопентанов. Алкановые углеводороды состоят в основном из пентанов, гексанов и в значительно меньшей степени гептанов с высоким отно­шением изоалканов к нормальным алканам. Алканов С₈ и с боль­шим числом атомов углерода в молекуле содержится очень не­много. Арены представлены в основном углеводородами C₇-C₉, содержание бензола не превышает 2—7% (на катализат). С по­вышением интервала перегонки фракции катализата содержание ароматических углеводородов быстро возрастает, что видно из следующих данных:

Состав аренов С₈ в катализате риформинга мало зависит от состава сырья и условий процесса: содержание этилбензола, о-, м- и n-ксилола составляет 15—20, 15—20, 40—50 и 15—20 % (тер­модинамически равновесная смесь при 800 К содержит соответ­ственно 10,8; 22,8; 45,8 и 20,6 %).