2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23
Die nützlichen Eigenschaften des Öls sind der Menschheit seit jeher bekannt. Es dient der Gewinnung von Brenn- und Rohstoffen für die Herstellung von Kunstfasern und Kunststoffen. Gleichzeitig hat die Menschheit immer versucht, den Nutzen aus der Verarbeitung fossiler Brennstoffe zu maximieren. Eine dieser Methoden war die katalytische Reformierung, ein Prozess, der zu hochwertigen Benzinen und aromatischen Kohlenwasserstoffen führte.
Diese Methode der Ölraffination wurde bereits 1911 erfunden und seit 1939 wird die Technologie im industriellen Maßstab eingesetzt. Seitdem wurde das Verfahren zur Destillation fossiler Brennstoffe ständig verbessert. Heute stellt es eine der komplexesten und effizientesten Methoden dar, Benzin mit hoher Oktanzahl herzustellen.
Kraftstoffdestillation
Katalytisches Reforming ist ein Prozess der Dehydrierung (Entfernung eines Wasserstoffmoleküls aus organischen Verbindungen) von sechsgliedrigen Naphthenen in Gegenwart von Nickel und einigenandere Metalle der Platingruppe bei hoher Temperatur, was zur Bildung aromatischer Verbindungen führt. Mit anderen Worten, es handelt sich um einen Prozess, der es ermöglicht, aus minderwertigen Rohstoffen ein Produkt mit hoher Oktanzahl – Reformat – zu gewinnen – Straight-run-Benzin.
Der Hauptgrund, warum Reformen so weit verbreitet sind, ist die Sorge um die Umwelt. Zuvor wurden Antiklopfmittel auf Bleibasis zur Herstellung von Benzin mit hoher Oktanzahl verwendet. Nahezu keine Emissionen aus der Reformierung.
Erh altene Produkte
Mit dieser Technologie ist es möglich, die wertvollsten petrochemischen Rohstoffe zu extrahieren - Benzol, Toluol, aromatische Kohlenwasserstoffe. Heute ist die katalytische Reformierung ein Prozess, der weltweit bis zu 480 Millionen Tonnen Petrochemikalien pro Jahr produziert.
Das wichtigste Endprodukt des Produktionszyklus ist Reformat - Benzin mit einer Oktanzahl von 93-102.
Gleichzeitig entstehen paraffinische Nebenprodukte sowie 90%iges Wasserstoffgas, das das reinste ist, was man mit anderen Methoden erhält.
Ein weiteres Begleitprodukt der katalytischen Reformierung ist Koks. Es lagert sich auf der Oberfläche der Katalysatoren ab, verringert deren Aktivität erheblich. Sie versuchen, ihre Zahl zu reduzieren.
Katalytische Reformierungstechnologie
Straight-Run-Benzin, ein Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl, dient als Ausgangsmaterial für die katalytische Reformierung. Der gesamte Prozess wird in 3–4 Reaktoren durchgeführt, die ein Katalysatorfestbett aufweisen. Die Reaktoren sind durch Rohrleitungen mit einem komplexen Mehrkammersystem und einer Aufheizung des Übergangsprodukts miteinander verbunden.
Katalysatoren für das katalytische Reformieren sind ein Träger - Aluminiumoxid (A1203), durchsetzt mit Platinkristallen. In Reaktoren bei einer Temperatur von 480-520 °C und einem Druck von 1,2 bis 4 MPa wird der Rohstoff in hochoktaniges Isoparaffin und aromatische Verbindungen umgewandelt.
Sehr oft werden zur Erhöhung der Prozessstabilität teurere Metalle (Rhenium, Germanium, Iridium) sowie Halogene - Chlor und Fluor - in die Technologie eingeführt.
Arten der katalytischen Reformierung
Bis heute wurden viele Methoden erfunden, um hochoktaniges Benzin und aromatische Kohlenwasserstoffe durch katalytische Reformierungsreaktionen herzustellen. Jedes ausländische Unternehmen hält sein eigenes Produktionsverfahren geheim. Sie basieren jedoch alle auf drei Hauptmethoden:
- Ölreformierung gleichzeitig in drei oder vier Reaktoren kontinuierlich durchgeführt. Sein Wesen liegt darin, dass der Katalysator des Prozesses zunächst sein Potenzial voll entf altet, wonach die Reaktoren angeh alten werden, bis der Beschleuniger seine Eigenschaften wiedererlangt.
- Kontinuierliche Reaktion in 2-3 Installationen - das Reagenz wird regelmäßig in jedem System wiederhergestellt, während es produziert wird. Gleichzeitig stoppt der Prozess nicht und der Regenerativreaktor wird durch einen „schwimmenden“, zusätzlichen ersetzt.
Am GrößtenProduktivität kann mit einer kontinuierlichen Reaktion unter Verwendung von Regeneriereinheiten und Reaktoren erreicht werden. Der Katalysator wird, wenn sich seine Eigenschaften verschlechtern, in eine Regenerierungskammer gebracht, und ein „kürzlich reduziertes Reagenz“tritt an seine Stelle, die Zirkulation von Aluminium-Platin-Verbindungen findet statt.
Hauptproblem
Das Hauptproblem, das mit der Reformierung einhergeht, ist die Bildung einer großen Menge Koks, was die katalytische Fähigkeit von Aluminiumoxid-Platin-Materialien verringert. Die Lösung dieses Problems besteht darin, Koksablagerungen auf der Oberfläche der Reaktionselemente mit einem Sauerstoff-Inert-Gemisch bei einer Temperatur von 300-500 Grad Celsius auszubrennen. Dieser Prozess wird in der wissenschaftlichen Gemeinschaft Regeneration genannt.
Es ist unmöglich, das katalytische Element vollständig wiederherzustellen. Während seiner Verwendung altert es unwiederbringlich, danach wird es zu speziellen Fabriken geschickt, wo Platin und andere teure Metalle daraus gewonnen werden.
Katalytische Reformer
Diese Art der Verarbeitung natürlicher Brennstoffe wird von verschiedenen Arten von Anlagen durchgeführt. Um nur einige zu nennen:
- Selektoformen. Dabei kombiniert der Reformer einen katalytischen Dehydrierungsprozess mit selektivem Hydrocracken.
- Platforming. Es hat 3 Reaktoren und die Betriebszeit der Katalysatoren beträgt 6 bis 12 Monate.
- Ultraforming. Eine der ersten Anlagen mit einem "schwimmenden" Reaktor, der den Prozess der Reduktion des Reagenzes durchführt.
- Isoplus. ZumUm das Produkt zu erh alten, werden die Prozesse des Reformierens und des thermischen Crackens kombiniert.
Die weiteste Verbreitung hat die Ölreformierung in Nordamerika erh alten – hier werden jährlich bis zu 180 Millionen Tonnen Naturbrennstoff verarbeitet. An zweiter Stelle stehen die Länder Europas - sie machen etwa 93 Millionen Tonnen aus. Russland schließt die Top 3 mit einer Jahresproduktion von etwa 50 Millionen Tonnen Öl ab.
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