Katalysator för att öka oktantalet i isomeriseringsenheter
Enhet som innehåller väte-
Tre vanliga processsystem, temperaturparametrar och val av katalysator
✅ Katalysator: platinaburen klorerad aluminiumoxid (aluminiumkloridtyp)
Reaktionstemperatur: 120~175 grader (reaktorinlopp), bäddtemperaturökning 10-25 grader
Tryck: 2,8–3,8 MPa; flytande rymdhastighet per timme LHSV=1.0–3,0 h⁻¹; väte kolväte molförhållande 0,1–0,5
Råmaterialkrav: strikt dehydrering, avsvavling och denitrifiering; vatten/svavel kommer permanent att förgifta sura klorplatser; kontinuerlig klortillskott krävs under drift
Tillämpligt: C₅/C₆ lätt nafta, mål hög RON (en pass RON≈82–84, cykel upp till 87–93)
Funktioner: Högsta aktivitet, bästa balanserade omvandlingsfrekvens; mycket frätande, utrustad med ett alkaliskt rengöringssystem, komplex drift och underhåll
✅Katalysator: Pt-laddad sur molekylsikt (zeolittyp, klor-fri)
Reaktionstemperatur: 240-280 grader
Tryck: 2,0–3,2 MPa; LHSV=0.5–2,5 h⁻¹; väte till kolväteförhållande 0,1–1,0
Högre råmaterialtolerans: känsligheten för svavel och vatten är mycket lägre än för klor-aluminiumkatalysator, inget behov av att komplettera klor
Tillämplig: C5/C6, kan också användas för C4-butane-isomerisering; enheten är enklare, har bra stabilitet och är lätt att regenerera
Nackdelar: hög temperatur, begränsad jämvikt, enkel-omvandlingsfrekvens är lägre än låg-temperatur aluminiumkloridprocess, vanligtvis utrustad med produktfraktionering + okonverterad n-alkancirkulationsslinga
✅Katalysator: Speciellt molekylsil/aluminiumkloridsystem
Reaktionstemperatur: 160–210 grader
Tryck: 1,5–2,0 MPa; förhållande väte till kolväte 0,07–0,15
Omvandlingsfrekvensen för enkel-pass är 50–55 %, och ett deisobutantorn måste installeras för att cirkulera oreagerad n-butan tillbaka till reaktorn.
Väte-fri enhet
Fyra huvudkategorier av väte-fria isomeriseringskatalysatorer
Övergångsmetall-modifierad sur ZSM-5 zeoliter (Zn-ZSM-5, Ga-ZSM-5, Ni-ZSM-5)
Stöd: ZSM-5 (MFI-zeolit); Aktiva komponenter: Zn, Ga, Ni (icke-platinametaller)
Driftförhållanden: 340–460 grader, 0–1,2 MPa; perfekt anpassad till kundens processkrav
Reaktionsegenskaper: Samtidig isomerisering, aromatisering och mild sprickbildning; ökar bensinoktantalet; producerar propan och butan (torr gas); flytande utbyte på 82–90 %; regenerering involverar endast N₂ och luft för koksförbränning-(ingen väteminskning krävs)
Motsvarande ryska betyg: KT-10, KT-17, KT-18 (Zn-Ce-ZSM-Al₂O₃); vätefri naftauppgradering; bensinoktantalet når 85–87 vid 400 grader
Modifierad mordenit (MOR) (Ni-MOR, Fe-MOR; Pt-fri)
Stöd: Mordenite (MOR); aktiva komponenter: Ni/Fe (platina-fri)
Temperaturområde: 320–420 grader ; tryck: 0,3–1,0 MPa
Egenskaper: Isomeriseringsselektivitet överlägsen ZSM-5; låg aromatiseringsaktivitet; benägen att koka vid höga temperaturer; måttlig n-alkanomvandling; endast regenerering via luftförbränning (koksavbränning); inget väte krävs
Fasta supersyror (platina-fria): SO₄²⁻/ZrO₂, SO₄²⁻/TiO₂-Al₂O₃
Stöd: Zirconia / Titania-kompositoxid av aluminiumoxid; ingen Pt-laddning
Temperatur: 300–400 grader ; tryck: atmosfäriskt till 1 MPa
Egenskaper: Mycket hög syrastyrka; god isomeriseringsaktivitet; nackdelar: sulfatgrupper som är benägna att läcka vid höga temperaturer; dålig vattenstabilitet; snabb koksning; regenerering endast via luftkalcinering; väteminskning är strängt förbjuden
10-ringformade-selektiva molekylsiktar (Ni-SAPO-11, Ni-ZSM-22; platinafri)
Support: SAPO-11 / ZSM-22; aktiv komponent: Ni (ingen Pt)
Temperatur: 330–430 grader ; tryck: 0,4–1,0 MPa
Egenskaper: Form-selektiv isomerisering; hög selektivitet för fler-grenade alkaner; nackdelar: relativt låg konvertering; betydande gasbildning på grund av sprickbildning; hög kokshastighet; regenerering endast via luftkalcinering; inget vätesteg involverat.
Området för petroleumraffinering
Isomerisering av n-butan till isobutan
Platina-baserade katalysatorer (som Pt/Al₂O₃-Cl-systemet) används för att omvandla n-butan till isobutan, en nyckelråvara för framställning av hög-oktanig bensinkomponenter (t.ex. metyl-tert-butyleter, MTBE). I industriella enheter genomgår blandade C4-råvaror hydro-isomerisering, vilket gör det möjligt för 1-butenproduktionskapaciteten att nå skalan av hundratals ton per dag.
Isomerisering av C5–C6-alkaner
Fasta supersyrakatalysatorer (såsom RISO-C eller Pt/SO₄²⁻-ZrO2-Al2O3) används för att omvandla rakkedjiga-alkaner till grenade isomerer. Till exempel, efter isomeriseringen av lätt nafta (från katalytisk reformering), når C5- och C6-isomeriseringshastigheterna 70 % respektive 85 %, vilket höjer produktens bensinreseoktantal (RON) till över 85 och optimerar bränslekvaliteten avsevärt.
Aromatiseringskatalysator
Jämfört med reformeringsteknik är denna process inte begränsad av råvarans potentiella aromatiska innehåll; det kräver i allmänhet ingen förfraktionering eller raffinering av råmaterialet och erbjuder ett brett användningsområde. Råvaror som är lämpliga för aromatisk produktion via denna process inkluderar koksbensin, rakbensin, oljefältskondensat, lätta reformerändar (toppad nafta), reformerraffinat, pyrolysbensin och olefinrik -flytande petroleumgas (LPG).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50 %) som råmaterial närmar sig aromathalten i den flytande produkten 100 %, vilket eliminerar behovet av aromatisk extraktion; det aromatiska utbytet av engångs-passage överstiger 48,2 % och BTX-utbytet överstiger 42,2 %. Katalysatorn erbjuder en enstaka -driftscykel på mer än eller lika med 20 dagar och en total livslängd på mer än eller lika med 3,0 år.
När nafta används som råmaterial överstiger utbytet av aromatiskt engångs-35,0 % och BTX-utbytet överstiger 32,0 %; Katalysatorn erbjuder en enstaka-driftscykel på 20–30 dagar och en total livslängd på mer än eller lika med 3,0 år.
Den genererade bränslegasen är rik på väte, som kan utvinnas och användas som vätekälla.
Tekniska funktioner
① Relativt låg aromatiseringsreaktionstemperatur
Avancerad katalysatorformnings- och modifieringsteknologi gör att reaktionen kan fortgå vid relativt låga temperaturer. I aromatiska produktionsapplikationer är reaktionstemperaturen 30 grader –50 grader lägre än för konkurrerande teknologier, vilket avsevärt minskar energiförbrukningen. Lägre reaktionstemperaturer minskar också kraven på utrustningens styrka och resulterar i ett lägre utbyte av torr gas.
② Unik reaktionsvärme-tillskottsteknik
Nafta-aromatisering-särskilt med-alkanrika råvaror-är en mycket endoterm process. Användningen av unik värme-kompletteringsteknik eliminerar behovet av mellanvärmeugnar, vilket minskar både kapitalinvesteringar och enhetsenergiförbrukning.
Aromatiseringskatalysator för oktantalsförbättring
Aromatisering involverar hög-temperaturdehydrering, cyklisering och väteöverföring; den utförs mestadels i frånvaro av tillsatt väte, och driftstemperaturerna är mycket högre än de för isomerisering. ZSM-5 (MFI) är det dominerande stödet, kategoriserat i fyra huvudtyper baserade på den modifierande metallen:
Aktiv komponent: Zn (1–3 viktprocent); P eller sällsynta jordartsmetaller kan tillsättas för att justera surheten och undertrycka koksbildning.
Reaktionsförhållanden: 500–550 grader, atmosfärstryck till 0,3 MPa, WHSV 0,4–1,2 h⁻¹.
Mekanism: Zn-centra underlättar dehydrering, medan zeolitsyraställen katalyserar cyklisering; väteöverföring är den dominerande vägen, vilket ger små mängder H2.
Lämpliga råvaror: C4 flytande gas, C5, krackad C5, lätt nafta.
Kommersiella kvaliteter: NKC-5, DLP-serien, LHA-typ.
Egenskaper: Låg kostnad, bra BTX-selektivitet; Snabb koksbildning kräver frekvent regenerering, vilket resulterar i en mycket kort livslängd för enstaka -passage när man använder olefiniska råmaterial.
Aktiv komponent: Ga (0,5–2 vikt%)
Reaktionsförhållanden: 520–580 grader, atmosfärstryck
Mekanism: Ga har starkare dehydreringsförmåga; fortskrider via en direkt dehydreringsväg, vilket ger mer väte.
Processer: BP-UOP Cyclar; inhemsk M2-bildande
Egenskaper: Högre aromatutbyte jämfört med Zn-baserade katalysatorer; lägre torrgasproduktion; högre kostnad; större känslighet för svavel.
Pt/Cl-Al₂O₃ (katalytisk reformering; väte-rik atmosfär)
Förhållanden: 480–530 grader, 0,8–2,0 MPa; drivs i en-väterik atmosfär.
Råmaterial: C6+ nafta; producerar hög-oktanig bensin + BTX; god beständighet mot koksning, men kräver klorpåfyllning och utgör korrosionsrisker.
Pt/KL-zeolit: klor-fri reformering; lämplig för n-hexan-aromatisering; extremt känslig för svavel; används sällan i stor industriell skala.
⚠ Obs: Katalytisk reformering ≠ lätt kolvätearomatisering. Reformering fungerar i en-väterik atmosfär, medan Zn/Ga-ZSM-5-systemen som nämns ovan är icke-väte-rika aromatiseringsprocesser; de två systemen kan inte användas omväxlande. 4. Andra modifieringssystem (Mo, Ag, kompositer av sällsynta jordartsmetaller)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 grader; endast lämplig för metan, inte för LPG/C5.
Ag/ZSM-5: Mild dehydrering, måttlig BTX-selektivitet; begränsad industriell tillämpning.
Sällsynt-jord + fosfor-modifierad Zn-ZSM-5: Promotor/tillsats snarare än en fristående katalysator; används för att fördröja koksbildning och förlänga enstaka -körtid (t.ex. DLP-1 nano-ZSM-5).
Snabbvalsguide
LPG, C4/C5 råmaterial; begränsad budget; atmosfäriskt tryck, icke-väteatmosfär → Zn/ZSM-5 (NKC-5, DLP)
Söker efter högre utbyte av aromater och samproduktion av väte-; tillräcklig förbehandling av råmaterial tillgänglig → Ga/ZSM-5 (Cyclar)
C6+ naftaråvara; väte-kapabel enhet; målprodukten är hög-oktanig bensin → Pt-reformeringskatalysator för klorerad aluminiumoxid
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 grader)
Katalysator för bensinproduktion via lätt kolvätearomatisering
Genom att använda lätta kolväten-såsom torrgas från raffinaderiet, efter-etring av C4-fraktioner, rak-runnafta, oljefältskondensat eller koksbensin-som råvara, använder denna process egenutvecklade katalysatorer för att producera hög-oktanig bensin, inklusive stegvis blandning, ocyklisering och blandning av komponenter, ocyklisering och blandning. dehydrering. Den resulterande uppgraderade bensinen kännetecknas av låg olefin- och svavelhalt och ett högt oktantal, vilket gör den till en utmärkt ren blandningskomponent för att tillverka bilbensin som uppfyller standarderna för klass 92 och 95.
Tekniska funktioner
Processen använder ett brett utbud av råvaror och ger bensin av-hög kvalitet, med produktscheman som kan anpassas flexibelt baserat på marknadsförändringar. Bränslegasen är rik på väte, som kan utvinnas och användas som vätgaskälla. Industrienheten har ett enkelt flödesschema och låga investeringskostnader, samt låga driftskostnader och energiförbrukning.
When using olefin-rich refinery dry gas or liquefied gas as feedstock: olefin conversion >95%; gasoline selectivity for olefins >90%; gasoline octane number (RON) >92; och katalysator enstaka-körningscykel Större än eller lika med 45 dagar.
När du använder nafta med låg aromatisk potential (som reformat raffinat, lätt-end nafta eller kol-baserad nafta): bensinoktantalet (RON) är 85–92; torrgasutbytet är 2–4 %; Katalysatorn visar stark anpassningsförmåga (reducerar produktens svavel till<10 ppm even with a feedstock sulfur content of 300 ppm); and the single-run cycle is 30–90 days, with a total catalyst lifespan of ≥3.0 years.
Jämfört med liknande tekniker:
① Katalysatorn uppvisar utmärkt aktivitet och aromatisk selektivitet.
② Katalysatorn har stark beständighet mot koksning, vilket resulterar i låga torra gasutbyten.
③ Den banar väg för användningen av en trycksatt driftprocess:
---Eliminerar behovet av en gaskompressor, vilket minskar utrustningskostnader och enhetsdriftskostnader.④ Optimerad katalysatorregenereringsteknik
---Regenereringsgas-till-katalysator-förhållandet (volymförhållandet mellan cirkulerande gas och katalysator) reduceras med 20–30 %; regenereringsdelen kräver lägre investerings- och driftskostnader samtidigt som den uppnår hög regenereringseffektivitet.
Olefin-Producing Catalyst
Tekniken för framställning av olefiner via katalytisk krackning av lätta kolväten, som utvecklats under senare år, kombinerar fördelarna med både ångkrackning och fluidkatalytisk krackning (FCC). Det öppnar upp en ny processväg som är mycket betydelsefull för energibesparing och förbrukningsminskning i petrokemiska anläggningar, såväl som för att möta den växande efterfrågan på lätta olefiner. Genom att använda råvaror som olefinrika -C4–C8 lätta kolväten, ren-runnafta eller kol-baserad nafta, använder tekniken en egenutvecklad katalysator för att selektivt omvandla lätta kolvätekomponenter till eten-, propen- och hög-oktanig bensinblandningskomponenter.
Tekniska funktioner
Jämfört med traditionell ångkrackning fungerar denna katalytiska krackningsteknik vid lägre temperaturer, förbrukar mindre energi, använder ett bredare utbud av råmaterial och möjliggör flexibel produktdistribution. Jämfört med FCC-baserad olefinproduktionsteknik uppnår den större sprickdjup och högre utbyten av eten och propen. Dessutom är processflödet enkelt och den erforderliga investeringen låg.
När man använder C4 flytande gas (med en butenhalt som är större än eller lika med 60%) som råvara, överstiger det kombinerade utbytet av eten och propen 40 %, medan bensinutbytet är ungefär 15–20 %.