Каталитические превращения компонентов нефти и газа

В этом подразделе будут рассмотрены каталитические процессы нефтепереработки:каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка, гидрокрекинг.

Каталитический крекинг – процесс каталитического деструктивного превращения тяжелых дистиллятных нефтяных фракций в моторные топлива и сырье для нефтехимии. Процесс протекает при температуре 450…530 ^оС и давлении 0,07 – 0,3 МПа в присутствии катализаторов.

Каталитический риформинг – процесс, предназначенный для повышения детонационной стойкости бензинов и получения аренов (бензола, толуола
и ксилолов). Процесс осуществляют при температуре около 500 ^оС под давлением водорода на бифункциональном катализаторе (оксид алюминия + платина).

Гидроочистка – процесс удаления из нефтепродуктов гетероатомных, непредельных соединений и частично полициклических аренов под действием водорода в присутствии катализаторов при высоком давлении. Удаление гетероатомов происходит в результате разрыва связей С–S, C–N, C–O (гидрогенолиза) и насыщения образующихся осколков водородом. При этом сера, азот и кислород выделяются в виде сероводорода H₂S, аммиака NH₃, воды H₂O. Алкены присоединяют водород по двойной связи.

Гидрокрекинг – каталитический процесс, предназначенный для получения светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива), а также сжиженного газа состава С₃–С₄ при переработке под давлением водорода нефтяного сырья путем подбора соответствующих катализаторов и условий.

Все названные процессы сопровождаются реакциями изомеризации углеводородов.

Каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка, гидрокрекинг протекают обычно в условиях гетерогенного катализа в присутствии твердых или жидких катализаторов. Твердые катализаторы, применяемые в нефтепе­реработке, подразделяются:

1) на металлические катализаторы (например, Pt, Pd, Ni);

2) полупроводники (ZnO, Cr₂О₃, WS₂, MoО₂);

3) изоляторы (алюмосиликатные катализаторы – А1₂О₃).

Гетерогенно-каталитическая реакция над твердыми пористыми катализаторами включает следующие стадии: диффузия реагентов к поверхности катализатора; активированная адсорбция; химическое превращение; десорбция продуктов реакции; диффузия продуктов реакции в объем.