การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าที่มีประวัติศาสตร์ยาวนานกว่าศตวรรษ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

มนุษย์รู้จักคุณสมบัติที่มีประโยชน์ของน้ำมันมาแต่โบราณ ใช้เพื่อให้ได้เชื้อเพลิงและวัตถุดิบสำหรับการผลิตเส้นใยสังเคราะห์และพลาสติก ในเวลาเดียวกัน มนุษยชาติได้แสวงหาผลประโยชน์สูงสุดจากกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลมาโดยตลอด หนึ่งในวิธีการเหล่านี้คือการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นกระบวนการที่ก่อให้เกิดน้ำมันเบนซินคุณภาพสูงและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

วิธีการกลั่นน้ำมันนี้คิดค้นขึ้นในปี 1911 และตั้งแต่ปี 1939 เทคโนโลยีนี้ก็ถูกใช้ในระดับอุตสาหกรรม ตั้งแต่นั้นมา วิธีการกลั่นเชื้อเพลิงฟอสซิลก็ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันนี้เป็นหนึ่งในวิธีที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพที่สุดในการผลิตน้ำมันเบนซินออกเทนสูง

การกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิง

ปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นกระบวนการดีไฮโดรจีเนชัน (การกำจัดโมเลกุลไฮโดรเจนออกจากสารประกอบอินทรีย์) ของแนฟทีนที่มีสมาชิก 6 ตัวโดยมีนิกเกิลและบางส่วนอยู่โลหะกลุ่มแพลตตินัมอื่น ๆ ที่อุณหภูมิสูงซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสารประกอบอะโรมาติก กล่าวอีกนัยหนึ่ง นี่คือกระบวนการที่ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ออกเทนสูง - ฟอร์แมต - จากวัตถุดิบคุณภาพต่ำ - น้ำมันเบนซินแบบตรง

สาเหตุหลักที่ทำให้การปฏิรูปเป็นที่แพร่หลายมากคือความกังวลต่อสิ่งแวดล้อม ก่อนหน้านี้ สารต้านการกระแทกที่มีสารตะกั่วถูกใช้เพื่อผลิตน้ำมันเบนซินออกเทนสูง แทบไม่มีการปล่อยมลพิษจากการปฏิรูป

สินค้าที่ได้รับ

การใช้เทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถสกัดวัตถุดิบปิโตรเคมีที่มีค่าที่สุดได้ เช่น เบนซีน โทลูอีน อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ปัจจุบัน การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นกระบวนการที่ผลิตปิโตรเคมีได้มากถึง 480 ล้านตันต่อปีทั่วโลก

ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของวงจรการผลิตคือการฟอร์แมตใหม่ - น้ำมันเบนซินที่มีค่าออกเทน 93-102

ในขณะเดียวกันก็สร้างผลพลอยได้จากพาราฟิน เช่นเดียวกับก๊าซไฮโดรเจน 90% ซึ่งบริสุทธิ์ที่สุดเมื่อเทียบกับวิธีอื่น

อีกผลิตภัณฑ์หนึ่งที่มาพร้อมกับการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาคือโค้ก มันถูกฝากไว้บนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งช่วยลดกิจกรรมของพวกเขาได้อย่างมาก พวกเขากำลังพยายามลดจำนวนลง

เทคโนโลยีปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

น้ำมันเบนซินวิ่งตรง เชื้อเพลิงที่มีค่าออกเทนต่ำ ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการทั้งหมดดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์ 3-4 เครื่องซึ่งมีเตียงตัวเร่งปฏิกิริยาคงที่ เครื่องปฏิกรณ์เชื่อมต่อกันด้วยท่อที่มีระบบหลายห้องที่ซับซ้อนและให้ความร้อนแก่ผลิตภัณฑ์ทรานสิชัน

ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาคือตัวพา - อลูมินา (A1203) ที่กระจายตัวด้วยคริสตัลแพลตตินั่ม ในเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิ 480-520 °C และความดัน 1.2 ถึง 4 MPa วัตถุดิบจะถูกแปลงเป็นไอโซพาราฟินออกเทนสูงและสารประกอบอะโรมาติก

บ่อยครั้งมาก เพื่อเพิ่มความเสถียรของกระบวนการ โลหะที่มีราคาแพงกว่า (รีเนียม เจอร์เมเนียม อิริเดียม) รวมทั้งฮาโลเจน - คลอรีนและฟลูออรีน ถูกนำเข้ามาในเทคโนโลยี

ประเภทของการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

จนถึงปัจจุบัน มีการคิดค้นวิธีการมากมายเพื่อผลิตน้ำมันเบนซินออกเทนสูงและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนผ่านปฏิกิริยาปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา บริษัทต่างประเทศแต่ละแห่งเก็บความลับวิธีการผลิตของตนเองไว้เป็นความลับ อย่างไรก็ตาม พวกเขาทั้งหมดใช้วิธีการหลักสามวิธี:

1. ปฏิรูปน้ำมันดำเนินการพร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์สามหรือสี่เครื่องอย่างต่อเนื่อง สาระสำคัญของมันอยู่ที่ความจริงที่ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาของกระบวนการนั้นพัฒนาศักยภาพของมันอย่างเต็มที่ในตอนแรก หลังจากนั้นเครื่องปฏิกรณ์จะหยุดทำงานจนกว่าเครื่องเร่งปฏิกิริยาจะคืนค่าคุณสมบัติของมัน
2. ปฏิกิริยาต่อเนื่องในการติดตั้ง 2-3 ครั้ง - รีเอเจนต์จะได้รับการกู้คืนเป็นระยะในแต่ละระบบในขณะที่ผลิต ในเวลาเดียวกัน กระบวนการไม่หยุด และเครื่องปฏิกรณ์แบบสร้างใหม่จะถูกแทนที่ด้วย "แบบลอย" เพิ่มเติมอีกเครื่อง

ยิ่งใหญ่ที่สุดผลผลิตสามารถทำได้ด้วยปฏิกิริยาต่อเนื่องด้วยการใช้หน่วยสร้างใหม่และเครื่องปฏิกรณ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อคุณสมบัติของมันลดลงจะถูกวางไว้ในห้องสร้างใหม่และมี "รีเอเจนต์ที่ลดลงเมื่อเร็ว ๆ นี้" เข้ามาแทนที่การหมุนเวียนของสารประกอบอะลูมิเนียม - แพลตตินั่มเกิดขึ้น

ปัญหาหลัก

ปัญหาหลักที่มาพร้อมกับการปฏิรูปคือการก่อตัวของโค้กจำนวนมาก ซึ่งลดความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของวัสดุอลูมินา-แพลตตินั่ม วิธีแก้ปัญหานี้คือเผาถ่านโค้กบนพื้นผิวขององค์ประกอบที่ทำปฏิกิริยาโดยใช้ส่วนผสมเฉื่อยของออกซิเจนที่อุณหภูมิ 300-500 องศาเซลเซียส กระบวนการนี้ในชุมชนวิทยาศาสตร์เรียกว่าการสร้างใหม่

ไม่สามารถกู้คืนองค์ประกอบเร่งปฏิกิริยาได้อย่างสมบูรณ์ ตามการใช้งาน มันมีอายุอย่างไม่สามารถแก้ไขได้ หลังจากนั้นจะถูกส่งไปยังโรงงานพิเศษ ซึ่งสกัดแพลตตินัมและโลหะราคาแพงอื่นๆ

นักปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

วิธีการแปรรูปเชื้อเพลิงธรรมชาตินี้ดำเนินการโดยการติดตั้งประเภทต่างๆ หากต้องการชื่อบางส่วน:

• ซีเล็คโตฟอร์มมิง. ในที่นี้ นักปฏิรูปได้รวมกระบวนการดีไฮโดรจีเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยาเข้ากับการแยกไฮโดรแครกกิ้งแบบเฉพาะเจาะจง
• แพลตฟอร์ม. มีเครื่องปฏิกรณ์ 3 เครื่อง และเวลาทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาคือ 6 ถึง 12 เดือน
• อัลตร้าฟอร์ม. หนึ่งในการติดตั้งครั้งแรกที่มีเครื่องปฏิกรณ์แบบ "ลอย" ซึ่งดำเนินการตามขั้นตอนการลดรีเอเจนต์
• ไอโซพลัส. สำหรับเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์นั้น กระบวนการของการปฏิรูปและการแตกร้าวด้วยความร้อนจะถูกรวมเข้าด้วยกัน

ได้รับการปฏิรูปน้ำมันอย่างแพร่หลายที่สุดในอเมริกาเหนือ - ที่นี่ดำเนินการผลิตเชื้อเพลิงธรรมชาติมากถึง 180 ล้านตันต่อปี อันดับที่สองคือประเทศในยุโรป - คิดเป็นประมาณ 93 ล้านตัน รัสเซียปิดสามอันดับแรกด้วยการผลิตน้ำมันประมาณ 50 ล้านตันต่อปี