СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА Российский патент 1998 года по МПК C10G35/09 

Изобретение относится к способам переработки нефти, в частности к способам каталитического риформинга и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Процесс каталитического риформинга проводят в присутствии платинасодержащего катализатора, загруженного последовательно в несколько реакторов путем контактирования бензиновых фракций в смеси с водородсодержащим газом (ВСГ) при повышенных давлении (1-3 МПа) и температуре (470-520^oC). Основным продуктом процесса является стабильный катализат с повышенным (40-65 мас.) содержанием ароматических углеводородов, который используют как высокооктановый компонент автобензинов или направляют на извлечение из него индивидуальных ароматических углеводородов /1/.

Катализатор риформинга содержит в своем составе платину и промоторы, которые нанесены на неорганический пористый носитель.

Согласно большинству известных способов проведения риформинга бензиновых фракций во все реакторы загружают катализатор одного и того же состава, хотя условия и химизм протекающих реакций в последовательно расположенных реакторах отличаются.

Одним из эффективных направлений оптимизации протекания основных реакций процесса риформинга является комбинирование нескольких катализаторов путем загрузки их в разные реакторы блока риформинга. Так как основное количество ароматических углеводородов образуется в результате протекания реакции дегидрирования нафтеновых углеводородов в первом реакторе, катализатор, загруженный в него, определяет эффективность проведения процесса, и обеспечивает основной прирост октанового числа стабильного катализата. Дальнейшее увеличение этого показателя достигается в следующих реакторах риформинга за счет усиления протекания реакций дегидроциклизации и изомеризации парафиновых углеводородов.

Все современные катализаторы риформинга помимо основного активного компонента платины используют второй металл, главным образом рений. Соотношение платины и рения в составе катализаторов, загруженных в разные реакторы, может различаться в значительных пределах в зависимости от направления протекания основных реакций /2/.

Другим важным показателем, определяющим активность полиметаллических катализаторов риформинга, является содержание серы в сырье, контактирующем с этими катализаторами. С уменьшением содержания серы повышаются выход бензина и его октановое число, увеличивается межрегенерационный цикл. При ухудшении показателей работы блока гидроочистки для поддержания требуемого октанового числа (ОЧ) необходимо повышать температуру в реакторах риформинга с большей скоростью, что обусловливает дезактивацию катализатора.

Все платина-рениевые катализаторы риформинга условно разделяют на две группы в зависимости от соотношения Pt, и Re в их составе. Катализаторы со сбалансированным соотношением содержат равные массовые доли платины и рения, в катализаторах с несбалансированным соотношением величина отношения Re/Pt может быть как меньше, так и больше 1. В случае использования "несбалансированных" катализаторов с отношением Re/Pt более 1 их активность выше, однако при повышенном содержании серы в сырье блока риформинга (более 0,5 ррм) стабильность работы катализатора резко падает ввиду высокого сродства рения к сере. В то же время при сбалансированном соотношении металлов, равном 1+/-0,1, катализатор риформинга работает более стабильно /2/.

Существуют различные мнения о величине соотношения Re/Pt в катализаторах, загруженных в разные реакторы. Согласно способу каталитического риформинга, описанному в /3/, во всех реакторах используют катализаторы с высоким содержанием рения, причем в первом реакторе соотношение Re/Pt, равно 2, а в последующих реакторах составляет 2(+0,9 мас. Re). Получают при температуре 499 (начальной) и 532^oC (конечной) стабильный катализат с ОЧ и.м. 98,5 и выходом 76-78 мас. Недостатками этого способа являются высокая температура процесса и низкий выход стабильного катализата.

Наиболее близким по технической сущности является способ риформинга в присутствии платинарениевых катализаторов, описанный в /4 прототип/, согласно которому гидроочищенную бензиновую фракцию 85-180^oC пропускают через четыре реактора, причем в первый реактор загружен катализатор, содержащий 0,6% Pt и 0,35% Re, во второй и третий реакторы 0,35% Pt и 0,35% Re, в четвертый 0,25% Pt и 0,85% Re. Испытание такой комбинированной загрузки при температуре 470 520^oC и давлении 1-3 МПа позволило получить стабильный катализат с ОЧ и. м. 93,9 пунктов и с выходом 82,3 мас. Недостатком способа, принятого за прототип, является недостаточно высокий выход стабильного катализата.

Предлагаемый способ решает задачу увеличения выхода стабильного катализата.

Указанный результат достигают предлагаемым способом каталитического риформинга путем контактирования бензиновых фракций в присутствии платинаренийсодержащих катализаторов, причем в первом по ходу сырья реакторе используют катализатор со сбалансированным соотношением Re и Pt (0,89-1,12), а в последующих реакторах катализатор с несбалансированным соотношением Re и Pt (0,47 0,64). Согласно предлагаемому способу катализатор со сбалансированным соотношением содержит 0,34-0,38% Pt и 0,34-0,38% Re, а катализатор с несбалансированным соотношением содержит 0,34-0,38% Pt и 0,18-0,22% Re.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа является использование в первом реакторе катализатора со сбалансированным соотношением Re и Pt (0,89-1,12), а в остальных реакторах катализатора с несбалансированным соотношением Re и Pt (0,47-0,64).

Анализ известных технических решений, касающихся каталитического риформинга бензиновых фракций, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого способа и соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ комбинированной загрузки решает проблему повышения выхода стабильного катализата.

Способ осуществляют следующим образом.

На установке с тремя последовательно расположенными реакторами подвергают каталитическому риформингу гидроочищенную прямогонную бензиновую фракцию 85-180^oC при температуре 470-520^oC, давлении 1-3 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1, кратности циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ) 1500 нм³/м³ сырья. В первом по ходу сырья реакторе используют платинарениевый катализатор со сбалансированным соотношением Re и Pt (0,89-1,12), содержащий 0,34-0,38 мас. Pt и 0,34-0,38 мас. Re, нанесенные на хлорированный оксид алюминия, в остальные два реактора загружают платинарениевый катализатор с несбалансированным соотношением Re и и Pt (0,47-0,64), содержащий 0,34-0,38 мас. Pt и 0,18-0,22 мас. Re, нанесенные на хлорированный оксид алюминия. Получают стабильный катализат с ОЧ и.м. 80,4-81,8 пункта и выходом 84-85 мас.

Пример 1. В первый реактор установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-108 (ТУ 38.101769-85) со сбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,36; Pt 0,36, отношение Re/Pt 1. Во второй и третий реакторы установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-110 (ТУ 38.101869-85) с несбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,20; Pt 0,36, отношение Re/Pt 0,55.

Катализаторы испытывали при давлении 3 МПа, температуре 505^oC, кратности циркуляции ВСГ 1500 нм³/м³ сырья, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 с использованием в качестве сырья гидроочищенной прямогонной бензиновой фракции 85-180^oC. При испытании комбинированной загрузки получен стабильный катализат с ОЧ и.м. 81,6 пунктов и выходом 84,7 мас.

Пример 2. В первый реактор установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-108 (ТУ 38.101769-85) со сбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,34; Pt 0,38, отношение Re/Pt 0,89. Во второй и третий реакторы установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-110 (ТУ 38.101869 - 85) с несбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,18; Pt 0,38, отношение Re/Pt 0,47.

Катализаторы испытывали при 485^oC и остальных условиях по примеру 1. При испытании комбинированной загрузки получен стабильный катализат с ОЧ и.м. 80,4 пунктов и выходом 85,0 мас.

Пример 3. В первый реактор установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-108 (ТУ 38.101769-85) со сбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,38; Pt 0,34, отношение Re/Pt, 1,12. Во второй и третий реакторы установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-110 (ТУ 38.101869 - 85) с несбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,22; Pt 0,34, отношение Re/Pt 0,64.

Катализаторы испытывали при 515^oC и остальных условиях примера 1. При испытании комбинированной загрузки получен стабильный катализат с ОЧ и.м. 81,8 пунктов и выходом 84,0 мас.

Пример 4. Во все три реактора установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-108 (ТУ 38.101769 85) со сбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,36; Рt 0,36, отношение Re/Pt 1.

Катализатор испытывали в условиях примера 1 и был получен стабильный катализат с ОЧ и.м. 81,5 пунктов и выходом 83,6 мас.

Пример 5. Во все три реактора установки загружают платинарениевый катализатор типа КР-110 (ТУ 38.101869-85) с несбалансированным соотношением Re и Pt, в котором на хлорированный оксид алюминия нанесены активные компоненты, мас. Re 0,20; Pt 0,36, отношение Re/Pt 0,55.

Катализатор испытывали в условиях примера 1 и был получен стабильный катализат с ОЧ и.м. 80,3 пунктов и выходом 84,2 мас.

Пример 6 (прототип). Гидроочищенную бензиновую фракцию пропускали в условиях примера 1 через четыре реактора, причем в первый реактор загружен катализатор, содержащий 0,6 мас. Pt и 0,35 мас. Re (отношение Re/Pt 1,71), во второй и третий реакторы катализатор, содержащий 0,35 мас. Pt и 0,35 мас. Re (отношение Re/Pt= 1), в четвертый реактор катализатор, содержащий 0,25 мас. Pt и 0,85 мас. Re (отношение Re/Pt 3,4). Испытание такой комбинированной загрузки в риформинге гидроочищенной бензиновой фракции 85-180^oC в условиях примера 1 позволило получить стабильный катализат с ОЧ и.м. 93,9 пункта и с выходом 82,3 мас. По последнему показателю полученный результат значительно уступает результатам, полученным при предлагаемой комбинированной загрузке катализаторов по примерам 1-3.

В случае использования только катализатора со сбалансированным соотношением во всех реакторах снижается выход (пример 4), а в случае только катализатора с несбалансированным соотношением ниже октановое число стабильного катализата (пример 5).

Изобретение относится к способам каталитического риформинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Предлагаемое изобретение позволяет повысить выход стабильного катализата. Указанный результат достигается предлагаемым способом каталитического риформинга, в соответствии с которым бензиновые фракции контактируют при температуре 470-520^oC и давлении 1-3 МПа в присутствии платинаренийсодержащих катализаторов риформинга, загруженных в 3-4 последовательно расположенных реактора, причем в первом по ходу сырья реакторе используют катализатор со сбалансированным соотношением Pt и Re, содержащий 0,34-0,38 мас.% Pt и 0,34-0,38 мас. % Re ( соотношение Re/Pt = 0,89-1,12), а в последующих реакторах - катализатор с несбалансированным соотношением Pt и Re, содержащий 0,34-0,38 мас. % Pt и 0,18-0,22 мас.% Re (соотношение Re/Pt = 0,47-0,64). 2 з.п.ф-лы.

1. Способ каталитического риформинга путем контактирования бензиновых фракций при температуре 470 520^oС и давлении 1 3 МПа в присутствии платинаренийсодержащих катализаторов риформинга, загруженных в последовательно расположенные реакторы, отличающийся тем, что в первом по ходу сырья реакторе используют катализатор со сбалансированным соотношением Re и Pt 0,89 1,12, а в последующих реакторах катализатор с несбалансированным соотношением Re и Pt 0,47 0,64. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор со сбалансированным соотношением содержит 0,34 0,38% Pt и 0,34 0,38% Re. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор с несбалансированным соотношением содержит 0,34 0,38% Pt и 0,18 0,22% Re.