Риформинг представляет собой процесс переработки углеводородов с целью улучшения качественных характеристик углеводородных фракций, преимущественно бензиновых, и получения ароматических соединений, высокооктановых компонентов топлива, а также водорода для химической промышленности. Основой процесса является каталитическое превращение алифатических и нафтеновых углеводородов в ароматические углеводороды и изомеризацию парафиновых структур.
Термический риформинг Используется высокотемпературная обработка углеводородов без катализатора. Процесс сопровождается дегидрированием, циклизацией и частичной ароматизацией. Недостатком является низкая селективность и значительное образование кокса на стенках реактора.
Каталитический риформинг Применяется наиболее широко в промышленности. Основан на действии катализаторов на основе платиновых металлов (Pt, Pt–Re) на носителях (γ-Al₂O₃). Процесс протекает при температуре 450–520 °C и давлении 1–3 МПа в присутствии водорода. Каталитический риформинг отличается высокой селективностью, стабильностью и контролируемым выходом целевых продуктов.
Основой промышленного каталитического риформинга являются платиновые катализаторы на алюмосиликатных носителях. Платина обеспечивает активные центры для дегидрирования, а кислотные свойства носителя способствуют изомеризации и циклизации углеводородов. Комбинированные катализаторы (Pt–Re/Al₂O₃) применяются для увеличения термической устойчивости и предотвращения деградации катализатора.
Процесс включает несколько ключевых реакций:
Дегидрирование нафтенов Нафтены превращаются в ароматические соединения с выделением водорода. Например, циклопентан превращается в ароматический бензол. Это является эндотермической реакцией, требующей высокой температуры.
Изомеризация парафинов Линейные парафиновые углеводороды подвергаются каталитической изомеризации, формируя разветвленные изомеры с более высоким октановым числом.
Циклизация парафинов Насыщенные углеводороды могут подвергаться каталитической циклизации с образованием нафтенов, которые затем дегидрируются до ароматических соединений.
Дегидроциклизация Процесс превращения нафтенов и алифатических циклов в ароматические соединения с выделением водорода, который затем используется для поддержания активности катализатора и предотвращения его деактивации.
Контроль температуры и давления критически важен для минимизации коксования катализатора и оптимизации выхода ароматических соединений.
Непрерывный (онлайн) риформинг предполагает постоянное движение углеводородной фракции через реактор с катализатором, позволяя поддерживать стабильную работу и высокую производительность.
Периодический (старый термический подход) использовался на ранних стадиях развития технологии, но обладает низкой экономической эффективностью из-за частой регенерации катализатора.
Полученные ароматические углеводороды используются как сырьё для производства синтетических смол, растворителей, каучуков, а также для улучшения качества автомобильного бензина.
С течением времени на поверхности катализатора накапливаются углеродистые отложения (кокс), снижающие активность. Для восстановления используют:
Эффективная регенерация позволяет поддерживать постоянный выход ароматических соединений и стабильность процесса.
Современные направления включают:
Риформинг остаётся ключевым технологическим процессом в нефтехимии, обеспечивая производство высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов для промышленного применения.