Nafta/Kondansat Aromatizasyonu yüksek oktan numaralı benzin üretimi ekipmanları

Açıklama

Kısaca Tanıtımı: Nafta/Kondansat'dan Yüksek Oktanlı Benzin Üretimi

Amaç: Düşük oktan değerli nafta veya kondansat hammaddelerini öncelikle katalitik reforming yöntemiyle yüksek oktanlı benzin harmanlama bileşenlerine yükseltmek.

Temel Ham Madde Özellikleri:

Nafta: Ham petrol damıtmasından (Atmosferik Damıtma Ünitesi - ADU) veya diğer ünitelerden elde edilen hafif damıtma fraksiyonudur, tipik kaynama aralığı yaklaşık 30°C ila 200°C arasındadır. Düşük oktan değeri (RON 40-70).

Kondansat: Doğal gaz üretimi sırasında ayrılan çok hafif sıvı hidrokarbonlardır. Naftaya benzer kaynama aralığına sahiptir ancak genellikle daha hafif, daha az yoğun (daha az ağır bileşen içerir) ve daha fazla parafin/naften içerir. Oktan değeri de düşüktür.

Temel Süreç: Katalitik Reforming

Bu ham maddelerden yüksek oktanlı benzin üretiminin kalbi Katalitik Reforming Ünitesi' dir (CRU). Bu süreç, düşük oktan sayılı hidrokarbonları yüksek oktan sayılı bileşenlere kimyasal olarak dönüştürür.

Tipik Süreç Akışı

1. Besleme Önişlemesi (Zorunludur):

Amaç: Pahalı platin bazlı reforming katalizörünü kalıcı olarak zehirleyen safsızlıkları (kükürt, azot, su, metaller) uzaklaştırmak.

Süreç: Hidrodesülfürizasyon (Hidrodesülfürizasyon - HDS).

Adımlar:

Besleme, hidrojence zengin gazla (tekrar kullanma gazı) karıştırılır.

Yüksek sıcaklıkta (300-400°C) ve basınçta (20-50 bar) bir katalizör üzerinde (örneğin, CoMo/Al₂O₃) geçirilir.

Kükürt bileşikleri (örneğin, mercaptanlar) H₂S'ye dönüştürülür.

Azot bileşikleri NH₃'e dönüştürülür.

Olefinler doymuştur.

Metaller tutulur.

Çıktı: Düşük kükürt (<0,5 ppm, genellikle <0,1 ppm) ve azot içeren işlenmiş nafta/kondansat.

2. Katalitik Reforming:

Amaç: Düşük oktanlı parafinleri ve naftenleri yüksek oktanlı aromatiklere ve dallanmış parafinlere (izoparafinler) dönüştürmek.

Temel Reaksiyonlar:

Dehidrojenasyon: Naftenler -> Aromatikler + Hidrojen (Ana yüksek oktan kaynağı)

İzomerleşme: Doğrusal zincirli parafinler (n-Parafinler) -> Dallanmış zincirli parafinler (i-Parafinler)

Dehidrosiklenizasyon: Parafinler -> Naftenler -> Aromatikler

Hidrokraking: (İstenmeyen, yem tüketir) Büyük moleküller -> Küçük moleküller + Gaz (C1-C4)

Süreç Tipleri:

Yarı-Regeneratif Reforming (SRR): Sabit katalizör yatakları. Katalizörün yenilenmesi için tesis periyodik olarak (6-24 ayda bir) durdurulur. Daha yüksek basınçta (15-30 bar) çalışır.

Sürekli Katalizör Regenerasyonlu Reforming (CCR): Katalizör, reaktörler ile ayrı bir jeneratör arasında sürekli sirküle eder. Daha düşük basınçta (3-10 bar) çalışır ve daha yüksek şiddete olanak tanır (daha yüksek oktan, daha yüksek aromatik verimi, daha fazla hidrojen). En yaygın modern tasarım.

Koşullar:

Sıcaklık: 480-530°C

Basınç: 3-30 bar (tipine bağlı olarak)

Katalizör: Alüminaya (Al₂O₃) desteklenmiş Platin (Pt), sıklıkla Rhenium (Re), Kalay (Sn) veya Klor (Cl) gibi promotorlarla (bi- veya çok metalik).

Çıkış:

Reformat: Yüksek oktanlı sıvı ürün (RON 95-106). Aromatiklerle (Benzol, Toluol, Xylenler - BTX) ve dallı parafinlerle zengindir.

Hidrojen Zengini Gaz: Değerli bir yan ürün (hidrodesülfürizasyon ve hidrokraking tesislerinde kullanılır).

LPG: Hidrokrakingten elde edilen hafif gazlar (C1-C4).

3. Ürün Ayrımı:

Amaç: Reformat ürününü hafif gazlardan ve hidrojenden ayırmak.

İşlem:

Stabilizatör/Debütanizatör: Reformattaki sıvıdan hafif uçucuları (C4 ve daha hafif gazlar - LPG) uzaklaştırır.

Gaz Geri Kazanım Ünitesi: Hidrojence zengin gazı hafif hidrokarbon gazlarından (C1-C4) ayırır. Hidrojen saflaştırılır ve reformer reaktörlerine ve hidrojentüreciye tekrar döndürülür.

4. Fraksiyonlama (İsteğe Bağlı Ancak Yaygın):

Amaç: Stabilize edilmiş reformatı belirli kaynama aralığına sahip fraksiyonlara ayırmak.

İşlem:

Bir fraksiyonlayıcı şunları ayırır:

Hafif Reformat: Düşük kaynama noktası, yüksek oktanlı bileşenler (genellikle benzen/toluen açısından zengin). Çevresel düzenlemeler nedeniyle benzen azaltma işlemi gerektirebilir, ardından benzin harmanına eklenir.

Ağır Reformat: Yüksek kaynama noktalarına sahip bileşenler (ksilen ve daha ağır aromatikler açısından zengin).

Ana Ürün:

Reformat: Birincil yüksek oktanlı benzin harmanlama bileşeni (RON 95-106). Son benzin havuzunun oktan sayısını önemli ölçüde artırır.

Kritik Hususlar:

Yem Kalitesi: Hassas reforming katalizörünü korumak için ön arıtma kesinlikle kritiktir.

Proses Sertliği: Daha yüksek sertlik (sıcaklık, daha düşük basınç), oktan ve aromatik verimini artırır ancak aynı zamanda katalizör deaktivasyon hızını ve gaz (LPG) üretimini artırır (daha düşük sıvı verimi).

Katalizör: Karmaşık reaksiyonlar için platin bazlı katalizörler gereklidir; sürekli rejenerasyon (CCR), optimal performans sağlar.

Hidrojen: Diğer rafineri hidroproses üniteleri için önemli bir yan ürün ve değerlidir.

Benzol Yönetimi: Reformat, benzol içerir. Düzenlemeler, benzinin nihai karışımındaki benzol konsantrasyonunun azaltılmasını gerektirir; bu da bazen post-reformer tedavisi (örneğin, benzen doyurulması, ekstraksiyon) veya dikkatli karışımı gerektirir.

Özetle: Nafta/kondansat ile yüksek oktanlı benzin üretimi, besleme öncesi arıtma (hidrodesülfürizasyon) ve ardından katalitik reformasyon sürecine dayanmaktadır. Bu süreçte, platin katalizörleri sayesinde ısı ve basınç altında moleküller, yüksek oktanlı aromatik bileşiklere ve dallanmış parafinlere dönüşür. Ayrışma ve kesim işlemi ile reformat, yüksek oktanlı karışımda temel bileşen olan reformat ve ayrıca değerli hidrojen gazı elde edilir.

Ürün Dağılımı (özellikler numune ile test edilmelidir)

Ürün doğası

Yüksek oktanlı benzin

Not: Yüksek oktan numaralı benzinin benzen içeriği & gt;1% (tahmini)

Tipik sıvılaştırılmış gaz özellikleri

Katalizör özelliği

Katalizörün temel özellikleri

SSS

1. S: Nafta ve kondansat nedir ve neden benzin üretiminde kullanılırlar?

C: Nafta, ham petrol rafinasyonunda elde edilen hafif damıtma fraksiyonudur (tipik olarak C5-C12 hidrokarbonlar). Kondansat, doğal gaz üretimi sırasında elde edilen çok hafif sıvı hidrokarbon karışımlarıdır (C5-C10+). Her ikisi de yüksek değerli benzin bileşenlerine dönüştürülebilen doğru molekül ağırlığına sahip hidrokarbonları içerdiğinden benzin üretimi için mükemmel ham maddedir.

2. S: Nafta ve kondansat neden yüksek oktanlı benzin üretimine özellikle uygundur?

C: Parafinleri (n-parafinler ve izoparafinler), naftenleri ve aromatikleri önemli miktarlarda içerirler. Reforming gibi katalitik süreçler aracılığıyla naftenler ve parafinler yüksek oktanlı aromatiklere (benzen, toluen, ksilen - BTX) ve dallanmış izoparafinlere dönüştürülebilir; bu da oktan sayısını ciddi şekilde artırır.

3. S: Nafta/kondansatın yüksek oktanlı benzine dönüşümünde kullanılan temel süreç nedir?

C: Katalitik Reforming temel süreçtir. Bu süreç, genellikle platin bazlı bir katalizörün yüksek sıcaklık ve orta düzeyde basınç altında molekülleri yeniden düzenlemesini kullanır. Önemli reaksiyonlar arasında naftenlerin aromatiklere dehidrojenasyonu, parafinlerin izoparafinlere izomerizasyonu ve parafinlerin aromatiklere dehidrosiklizasyonu yer alır – hepsi oktan sayısını önemli ölçüde (RON > 90) artırır.

4. S: Tüm nafta/kondansat doğrudan reformer'a gider mi?

C: Genellikle hayır. Ham madde önce kükürt ve azot gibi safsızlıkları uzaklaştırmak için hidro işlem görür; çünkü bu safsızlıklar pahalı reform katalizörünü zehirler. Naphthen içeriğinin daha yüksek olması nedeniyle reform için genellikle belirli nafta fraksiyonları (örneğin Heavy Naphtha, ~90-200°C kaynama aralığı) tercih edilir. Daha hafif kondansat kesimleri yerine izomerizasyona yönlendirilebilir.

5. S: Reform dışında başka hangi işlemler yer alabilir?

C: İzoomerizasyon: Hafif nafta/kondansat fraksiyonlarındaki düşük oktanlı doğrusal parafinleri (n-pentan, n-heksan) daha yüksek oktanlı dallanmış izomerlere dönüştürür.

Alkilasyon: Hafif olefinleri (FCC, koklayıcılardan elde edilen) izobütan ile birleştirerek çok yüksek oktanlı (RON 90-98) dallanmış parafinleri (alkilat) oluşturur; bu ürünler genellikle benzin karışımına eklenir.

Karıştırma: Reformadaki (yüksek oktan, yüksek aromatik) izomerat (orta oktan, düşük aromatik), alkilat (çok yüksek oktan), oksijenli bileşikler (etanol gibi) ve FCC benzinine ilave olarak son oktan (RON/MON) ve spesifikasyon gereksinimlerini karşılayacak şekilde karıştırılır.

6. S: Reformlama işlemi oktan sayısını tam olarak nasıl artırır?

C: Reformlama düşük oktanlı bileşenleri dönüştürür:

Naftenler (örneğin, sikloheksan): Yüksek oktanlı aromatiklere (benzen - RON ~99) dönüştürülür.

Parafinler: İzomerizasyon ile yüksek oktanlı izoparafinlere veya dehidrosiklizasyon ile doğrudan aromatiklere dönüştürülür (örneğin, n-heptan RON 0 -> Toluol RON ~120).

Ayrıca hidrojen gazı da üretir, bu da değerli bir yan üründür.

7. S: Nafta/kondensatın yüksek oktanlı benzin üretimindeki temel avantajları nelerdir?

C: Bol Hammaddesi: Ham petrol ve gaz üretiminin ana bileşenidir.

Yüksek Verim ve Kalite: Reformlama işlemi yüksek oktanlı reformat üretir ve bu da yüksek oktanlı karışımın temel bileşenidir.

Esneklik: Farklı kesimler optimal proseslere yönlendirilebilir (reforme etme, izomerleştirme).

Değerli Yan Ürün: Reforme etme, hidrodesülfürizasyon üniteleri için gerekli olan hidrojen üretir (hidrodesülfürizasyon, hidrokraking).

8. Soru: Bu ham maddelerden yüksek oktanlı benzin üretiminin temel zorlukları nelerdir?

Cevap: Ham Madde Kalitesi: Bileşimdeki değişkenlik (naften/parafin oranı, safsızlıklar) dikkatli seçim ve ön arıtma gerektirir (hidrobitirme).

Katalizör Duyarlılığı: Reforme katalizörleri pahalıdır ve zehirleyici maddelere karşı çok duyarlıdır (S, N, metaller, su).

Aromatikler/Benzin Limitleri: Reformat yüksek aromatik ve benzin içerir, bu da sıkı çevresel düzenlemelere tabidir (benzin doyurulması veya ekstraksiyon gerektirir).

Proses Şiddeti: Daha yüksek şiddetli reforme oktanı artırır ancak katalizörün deaktivasyonunu hızlandırır (koklaşma) ve sıvı verimi azaltır.

Sermaye ve İşletme Giderleri: Reforme etme ve ilgili üniteler (hidrodesülfürizasyon) önemli yatırım ve işletme maliyetlerini temsil eder.