Katalytické reformování je progresivní technologie se stoletou historií

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Užitečné vlastnosti ropy jsou lidstvu známé od nepaměti. Slouží k získávání paliva a surovin pro výrobu syntetických vláken a plastů. Lidstvo se přitom vždy snažilo maximalizovat užitek ze zpracování fosilních paliv. Jednou z těchto metod bylo katalytické reformování, proces, který dal vzniknout vysoce kvalitním benzínům a aromatickým uhlovodíkům.

Tato metoda rafinace ropy byla vynalezena již v roce 1911 a od roku 1939 se tato technologie používá v průmyslovém měřítku. Od té doby se metoda destilace fosilních paliv neustále zdokonaluje. Dnes představuje jeden z nejsložitějších a nejefektivnějších způsobů výroby vysokooktanového benzínu.

Destilace paliva

Katalytické reformování je proces dehydrogenace (odstranění molekuly vodíku z organických sloučenin) šestičlenných naftenů v přítomnosti niklu a některýchjiné kovy platinové skupiny při vysoké teplotě, což vede k tvorbě aromatických sloučenin. Jinými slovy, toto je proces, který umožňuje získat vysokooktanový produkt – reformát – z nekvalitních surovin – benzinu z přímého provozu.

Hlavním důvodem, proč se reformy tak rozšířily, je starost o životní prostředí. Předtím se k výrobě vysokooktanového benzínu používaly antidetonační prostředky na bázi olova. Téměř žádné emise z reformování.

Přijaté produkty

Pomocí této technologie je možné těžit nejcennější petrochemické suroviny - benzen, toluen, aromatické uhlovodíky. Dnes je katalytické reformování proces, který celosvětově produkuje až 480 milionů tun petrochemických látek ročně.

Hlavním konečným produktem výrobního cyklu je přeformátování – benzín s oktanovým číslem 93-102.

Současně vznikají parafinické vedlejší produkty a také 90% plynný vodík, který je nejčistší než získávaný jinými metodami.

Dalším produktem doprovázejícím katalytické reformování je koks. Ukládá se na povrchu katalyzátorů, výrazně snižuje jejich aktivitu. Snaží se snížit jeho počet.

Technologie katalytického reformování

Rovnoběžný benzín, palivo s nízkým oktanovým číslem, funguje jako surovina pro katalytické reformování. Celý proces probíhá ve 3-4 reaktorech, které mají pevné lože katalyzátoru. Reaktory jsou propojeny potrubím se složitým vícekomorovým systémem a ohřevem přechodového produktu.

Katalyzátory pro katalytické reformování jsou nosičem - oxid hlinitý (A1203) proložený krystaly platiny. V reaktorech při teplotě 480-520 °C a tlaku 1,2 až 4 MPa se surovina přeměňuje na vysokooktanový isoparafin a aromatické sloučeniny.

Velmi často se pro zvýšení stability procesu do technologie zavádějí dražší kovy (rhenium, germanium, iridium) a také halogeny - chlor a fluor.

Typy katalytického reformování

K dnešnímu dni bylo vynalezeno mnoho metod výroby vysokooktanového benzínu a aromatických uhlovodíků prostřednictvím katalytických reformovacích reakcí. Každá zahraniční společnost uchovává svůj vlastní způsob výroby v tajnosti. Všechny jsou však založeny na třech hlavních metodách:

1. Reformování ropy prováděné současně ve třech nebo čtyřech reaktorech nepřetržitě. Jeho podstata spočívá v tom, že katalyzátor procesu nejprve plně rozvine svůj potenciál, načež se reaktory zastaví, dokud urychlovač neobnoví své vlastnosti.
2. Nepřetržitá reakce ve 2-3 instalacích – činidlo se v každém systému při výrobě periodicky obnovuje. Současně se proces nezastaví a regenerační reaktor je nahrazen „plovoucím“, dodatečným.

Nejlepšíproduktivity lze dosáhnout kontinuální reakcí s použitím regeneračních jednotek a reaktorů. Katalyzátor, jak se jeho vlastnosti zhoršují, je umístěn do regenerační komory a na jeho místo přichází „nedávno redukované činidlo“, probíhá cirkulace sloučenin hliníku a platiny.

Hlavní problém

Hlavním problémem, který doprovází reformování, je tvorba velkého množství koksu, který snižuje katalytickou schopnost hlinito-platinových materiálů. Řešením tohoto problému je vypalování usazenin koksu na povrchu reagujících prvků pomocí směsi inertní kyslíku při teplotě 300-500 stupňů Celsia. Tento proces se ve vědecké komunitě nazývá regenerace.

Je nemožné úplně obnovit katalytický prvek. Při používání nenávratně stárne, poté se posílá do speciálních továren, kde se z něj získává platina a další drahé kovy.

Katalytičtí reformátoři

Tento způsob zpracování přírodních paliv provádějí různé typy zařízení. Jmenujme alespoň některé z nich:

• Výběrové tvarování. Zde reformátor kombinuje proces katalytické dehydrogenace se selektivním hydrokrakováním.
• Platformování. Má 3 reaktory a provozní doba katalyzátorů je od 6 do 12 měsíců.
• Ultraformování. Jedna z prvních instalací s „plovoucím“reaktorem, který provádí proces redukce činidla.
• Isoplus. Prok získání produktu se kombinují procesy reformování a tepelného krakování.

Nejrozšířenějšího reformování ropy se dočkalo v Severní Americe – zde se ročně zpracuje až 180 milionů tun přírodního paliva. Na druhém místě jsou země Evropy – na ty připadá asi 93 milionů tun. Rusko uzavírá první tři s roční produkcí asi 50 milionů tun ropy.