Peralatan Aromatik Naphtha/Kondensat menghasilkan bensin nombor oktana tinggi

Penerangan

Pengenalan Ringkas: Pengeluaran Gasolin Berkualiti Tinggi daripada Nafta/Kondensat

Objektif: Untuk menaik taraf bahan mentah nafta atau kondensat berkualiti rendah kepada komponen campuran gasolin berkualiti tinggi, terutamanya melalui proses pereforman berdaya penggalak.

Ciri-Ciri Utama Bahan Mentah:

Nafta: Bahagian destilasi ringan daripada penapisan minyak mentah (Atmospheric Distillation Unit - ADU) atau unit-unit lain, biasanya julat takat didih ~30°C hingga 200°C. Berkualiti rendah (RON 40-70).

Kondensat: Hidrokarbon cecair yang sangat ringan dipisahkan daripada pengeluaran gas asli. Julat takat didih yang sama dengan nafta tetapi biasanya lebih ringan, kurang berat (kurang komponen berat), dan mungkin mengandungi lebih banyak parafin/naphthene. Juga berkualiti rendah.

Proses Utama: Penstrukturan Berkatalis

Jantung kepada pengeluaran petrol berkualiti tinggi daripada bahan mentah ini ialah Unit Penstrukturan Berkatalis (CRU). Proses ini mengubah secara kimia hidrokarbon berkualiti rendah kepada komponen berkualiti tinggi.

Aliran Proses Biasa

1. Rawatan Awal Bahan Mentah (Penting):

Tujuan: Mengeluarkan kontaminan (sulfur, nitrogen, air, logam) yang boleh meracuni secara kekal katalis penstrukturan berharga yang berbahan platinum.

Proses: Pemerawatan Hidro (Hidrodesulfurisasi - HDS).

Langkah-langkah:

Bahan mentah dicampurkan dengan gas kaya hidrogen (gas kitar semula).

Dihantar melalui suatu katalis (contoh: CoMo/Al₂O₃) pada suhu tinggi (300-400°C) dan tekanan tinggi (20-50 bar).

Sebatian sulfurnya (contoh: mercaptan) ditukarkan kepada H₂S.

Sebatian nitrogennya ditukarkan kepada NH₃.

Olefin jenuh.

Logam terperangkap.

Keluaran: Napta/kondensat yang dirawat dengan sulfur yang sangat rendah (<0,5 ppm, sering <0,1 ppm) dan nitrogen.

2. Perancangan Catalytic Reforming:

Tujuan: Mengubah parafin dan naphthenes oktan rendah menjadi aromatik oktan tinggi dan parafin bercabang (isoparafin).

Tindak Balas Utama:

Dehidrogenasi: Napthenes -> Aromatik + Hidrogen (sumber utama oktan tinggi)

Isomerizasi: Parafin rantaian lurus (n-Parafin) -> Parafin rantaian bercabang (i-Parafin)

Pengurangan hidrokosiklik: Parafin -> Napthenes -> Aromatik

Hydrocracking: (Tidak diingini, memakan makanan) Molekul besar -> Molekul kecil + Gas (C1-C4)

Jenis-Jenis Proses:

Pereforman Separuh-Pemulihan (SRR): Katod tetap. Unit dihentikan secara berkala (setiap 6-24 bulan) untuk pemulihan katalis. Beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi (15-30 bar).

Pereforman dengan Pemulihan Katalis Berterusan (CCR): Katalis bergerak secara berterusan antara reaktor dan pemulih berasingan. Beroperasi pada tekanan yang lebih rendah (3-10 bar), membolehkan tahap keganasan yang lebih tinggi (oktana lebih tinggi, hasil aromatik lebih tinggi, lebih banyak hidrogen). Reka bentuk moden yang paling biasa.

Keadaan:

Suhu: 480-530°C

Tekanan: 3-30 bar (bergantung kepada jenis)

Katalis: Platinum (Pt) yang disokong pada alumina (Al₂O₃), biasanya dengan pencetus seperti Rhenium (Re), Timah (Sn), atau Klorin (Cl) (bi- atau pelbagai logam).

Output:

Reformat: Produk cecair berkualiti tinggi (RON 95-106). Kaya dengan aromatik (Benzene, Toluena, Xylena - BTX) dan parafin bercabang.

Gas Kaya Hidrogen: Hasil sampingan bernilai tinggi (digunakan dalam hydrotreaters, hydrocrackers).

LPG: Gas ringan (C1-C4) dari hydrocracking.

3. Pemisahan Produk:

Tujuan: Memisahkan produk reformate daripada gas ringan dan hidrogen.

Proses:

Penstabil/Penyuling Butana: Mengeluarkan hujung-hujung ringan (gas C4 dan lebih ringan - LPG) daripada cecair reformate.

Unit Pemulihan Gas: Memisahkan gas kaya hidrogen daripada gas hidrokarbon ringan (C1-C4). Hidrogen dimurnikan dan dikitar semula ke dalam reaktor reformer dan unit hydrotreater.

4. Pemeteraan (Pilihan tetapi Biasa):

Tujuan: Membahagikan reformate yang distabilkan kepada pecahan berdasarkan julat takat didih tertentu.

Proses:

Sebuah pemeter memisahkan:

Reformate Ringan: Komponen takat didih rendah dengan nilai oktana tinggi (selalunya kaya dengan benzena/toluena). Mungkin memerlukan rawatan pengurangan benzena sebelum dicampurkan ke dalam bensin disebabkan oleh peraturan persekitaran.

Reformate Berat: Komponen takat didih tinggi (kaya dengan xilena dan aromatik berat lain).

Produk Utama:

Reformate: Komponen utama campuran bensin berkualiti oktana tinggi (RON 95-106). Ia meningkatkan nombor oktana secara ketara dalam simpanan bensin akhir.

Pertimbangan Kritikal:

Kualiti Suapan: Rawatan awal adalah sangat kritikal untuk melindungi katalis reforming yang sensitif.

Keterukan Proses: Keterukan yang tinggi (suhu tinggi, tekanan rendah) meningkatkan hasil oktana dan aromatik tetapi juga meningkatkan kadar deaktivasi katalis serta pengeluaran gas (LPG) (hasil cecair yang lebih rendah).

Katalis: Katalis berbasis platinum adalah penting untuk tindak balas kompleks; regenerasi berterusan (CCR) membolehkan prestasi yang optimum.

Hidrogen: Hasil sampingan bernilai tinggi, penting untuk unit pemprosesan hidro lain di kilang.

Pengurusan Benzena: Reformat mengandungi benzena. Peraturan biasanya mengkehendaki kepekatan benzena dalam petrol akhir diminimumkan, kadangkala memerlukan rawatan selepas reformer (contoh: pemenuhan benzena, pengekstrakan) atau pencampuran yang teliti.

Secara Ringkas: Penghasilan petrol berkualiti tinggi dari nafta/kondensat bergantung kepada rawatan awal bahan mentah (hidrotreatmen) secara ketat diikuti dengan proses reforming berpemangkin, di mana molekul diubah oleh pemangkin platinum di bawah haba dan tekanan tinggi kepada aromatik dan parafin bercabang yang berkualiti tinggi. Pemisahan dan pengfraksian menghasilkan reformat, komponen campuran berkualiti tinggi yang penting, bersama-sama gas hidrogen yang bernilai.

Taburan produk (keperluan khusus perlu diuji mengikut sampel)

Sifat Produk

Petrol berkualiti tinggi

Nota: Kandungan benzena dalam bensin nombor oktana tinggi & gt;1%（anggaran）

Ciri-ciri gas mencair yang tipikal

Sifat katalis

Sifat utama katalis

Soalan Lazim

1. So: Apakah nafta dan kondensat, dan mengapa ia digunakan untuk petrol?

J: Nafta ialah pecahan destilasi ringan daripada penapisan minyak mentah (biasanya hidrokarbon C5-C12). Kondensat ialah campuran hidrokarbon cecair yang sangat ringan (C5-C10+) yang diperoleh daripada pengeluaran gas asli. Kedua-duanya adalah bahan mentah yang sangat baik untuk pengeluaran petrol kerana mengandungi hidrokarbon berat molekul yang sesuai yang boleh ditukarkan kepada komponen petrol ber nilai tinggi.

2. Soalan: Mengapakah nafta dan kondensat sangat sesuai untuk membuat petrol berkualiti tinggi?

Jawapan: Ia mengandungi jumlah yang tinggi bagi parafin (n-parafin & isoparafin), naftena, dan aromatik. Melalui proses pemangkasan seperti reforming, naftena dan parafin boleh ditukarkan kepada aromatik berkualiti tinggi (seperti benzena, toluena, xilena - BTX) dan isoparafin bercabang, yang meningkatkan nilai oktana secara ketara.

3. Soalan: Apakah proses utama yang digunakan untuk menukar nafta/kondensat kepada petrol berkualiti tinggi?

Jawapan: Pemangkiran Katalitik adalah proses utama. Ia menggunakan pemangkin (biasanya berbahan platinum) pada suhu tinggi dan tekanan sederhana untuk menyusun semula molekul. Tindak balas utama termasuk pengeluaran hidrogen dari naftena kepada aromatik, isomerisasi parafin kepada isoparafin, dan pengeluaran hidrogen serta kitaran aromatik dari parafin – kesemua ini meningkatkan nilai oktana (RON > 90).

4. Soalan: Adakah semua nafta/kondensat terus dimasukkan ke dalam pemangkin reformer?

A: Biasanya tidak. Bahan mentah akan melalui rawatan hidro terlebih dahulu untuk membuang bendasing seperti sulfur dan nitrogen yang boleh meracuni katalis reforming yang mahal. Bahagian nafta tertentu (contoh: Nafta Berat, julat takat didih ~90-200°C) biasanya lebih diutamakan untuk proses reforming kerana kandungan naften yang tinggi dapat menghasilkan lebih banyak aromatik. Bahagian kondensat yang lebih ringan mungkin dihala tuju ke proses isomerisasi sebagai gantinya.

5. Q: Selain reforming, apakah proses lain yang mungkin terlibat?

A: Isomerisasi: Menukar rantai lurus parafin beroktan rendah (n-pentana, n-heksana) dalam fraksi nafta/ kondensat ringan kepada isomer bercabang beroktan tinggi.

Alkilasi: Menggabungkan olefin ringan (daripada FCC, pen-koker) dengan isobutana untuk menghasilkan parafin bercabang beroktan sangat tinggi (RON 90-98) (alkilat), yang biasanya dicampurkan ke dalam stok minyak petrol.

Pencampuran: Reformate (oktan tinggi, aromatik tinggi) dicampurkan dengan isomerate (oktan sederhana, aromatik rendah), alkilat (oktan sangat tinggi), oksigenat (seperti etanol), dan berkemungkinan gasoline FCC yang telah dirawat untuk memenuhi keperluan oktan akhir (RON/MON) dan spesifikasi.

6. So: Bagaimana sebenarnya reforming meningkatkan nombor oktan?

J: Reformation mengubah komponen beroktan rendah:

Naftena (contoh: sikloheksana): Ditukarkan kepada aromatik beroktan tinggi (benzena - RON ~99).

Parafin: Ditukarkan kepada isoparafin beroktan lebih tinggi melalui pengisomeran, atau secara langsung kepada aromatik melalui dehidrosiklisasi (contoh: n-heptana RON 0 -> Toluena RON ~120).

Ia juga menghasilkan gas hidrogen, iaitu hasil sampingan bernilai.

7. So: Apakah kelebihan utama menggunakan nafta/kondensat untuk penghasilan gasoline beroktan tinggi?

J: Bahan Mentah yang Melimpah: Komponen utama dalam minyak mentah dan pengeluaran gas.

Hasil & Kualiti Tinggi: Reformation secara efisien menghasilkan reformate beroktan tinggi, iaitu komponen pencampuran utama beroktan tinggi.

Kelenturan: Potongan yang berbeza boleh dihala ke proses yang optimum (penstrukturan semula, pengisomeran).

Koproduk Berharga: Penstrukturan semula menghasilkan hidrogen yang penting untuk unit pensulfuran (hidro-pemurni, hidro-pemecah).

8. Q: Apakah cabaran utama dalam penghasilan petrol berkualiti tinggi daripada bahan mentah ini?

A: Kualiti Bahan Mentah: Kebolehubahan dalam komposisi (nisbah naften/parafin, bendasing) memerlukan pemilihan dan rawatan awal (hidro-pemurnian) yang teliti.

Kepekaan Mangkin: Mangkin penstrukturan semula adalah mahal dan sangat peka terhadap racun (S, N, logam, air).

Aromatik/Had Benzene: Hasil penstrukturan semula tinggi dalam bahan aromatik dan benzene, tertakluk kepada peraturan alam sekitar yang ketat (memerlukan pemenuhan benzene atau pengekstrakan).

Keterukan Proses: Penstrukturan semula pada tahap keterukan tinggi meningkatkan nilai oktana tetapi mempercepatkan keteroksidaan mangkin (pembentukan arang) dan mengurangkan hasil cecair.

Kos Modal & Operasi: Penstrukturan semula dan unit berkaitan (hidro-pemurni) mewakili pelaburan dan kos operasi yang besar.