158210. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogének katalikus reformálására
158210 3 4 optimális összehangolására törekszenek, és erre általában olyan többcélú kataMzátorkészítményt alkalmaznák, amely legalább egy fémes dehidr rogénező alkotórészt és egy savas hatású alkotórészt, azaz olyat tartalmaz, amely elősegíti a 5 savval katalizálható reakciókat. Nem kell' azonban feltételezni, hogy a feljavító reakcióknak ez az optimális összehangolása nem nélkülözi a problémákat. Akárcsak a JQ reakciómechanizmusok bármely más komplex sorozatában, itt is egymással versengő mellékreakciók fordulnak elő,, amelyek komplikálják az ilyen, reformáló folyamat tényleges menetét, és nemkívánatos hatásuk van a katalizátor 15 stabilitására, és a termék tisztaságára és hozamára. Ilyen mellékreakciók például a szénhidrogének demetileződése metánná, a nafténgyűrűk felszakadása kis oktánszámú egyenesláncú szénhidrogének keletkezésével, túlzott „n hidrokrakkolódás könnyű gázokká, az aromások és egyéb összetevők kondenzálódása a katalizátort bevonó elkokszosodott anyagokká és az olefinek és más könnyen reagáló összetevők savkatalizálta polimerizálódása olyan nagymo- „ íekulasúlyú termékekké, amelyek tovább de-hidrogéneződhetnek, így növelve a katalizátorra lerakódó koksz mennyiségét, A sikeres reformálás érdekében ezeknek a bonyolult tényezőknek a hatását minimumra kell csökkenteni-A problémáit tovább bonyolítja a kívánatos reakciók és a nemkívánatos reakciók összefüggése egymással, ami azzal jár, hogy az egyik hatás csökkentésére alkalmas körülményeknek rendszerint erős kihatása van a kívánatos reakciók összhangjára. Ennek a kölcsönös függésnek a szemléltetésére nézzük például a demetilezési reakciót. Ezt feltehetően a katalizátor fémes dehidrogénező alkotórésze katalizálja, amelynek, viszont első- .„ rendű jelentősége van a naftének dehidrogénezésének fcatalizálásáfoan, ami kívánatos reakció. Ennélfogva egyensúlyt, kell teremteni a kívánatos hatás és a nemkívánatos hatás közölt, illetve módot kell találni a nemkívánatos re- • 45 akció akadályozására. A találmány szerinti eljárásban az utóbbi utat követjük, és olyan katalitikus környezetet hozunk létre, amely gátolja a demetilezést, valamint' más nemkívánatos reakciókat kénnek a katalizátor aktív hidrogénező pontjaira gyakorolt hatása révén. Ennek a kölcsönös függésnek további példája a hidrokrakkoló reakció, amikor egy szénhidrogén hidrogénnel reagál végeredmértyben szén-aszénhez kötések felszakításával. Mint már említettük, némi hidrokrakkolódás kívánatos, minthogy így alacsonyabb forráspontú szénhidrogének keletkeznek a kiindulási szénhidrogéneknél nagyobb oktánszámmal. és kisebb sűrűséggel, de alacsony forráspontú alkotórészek, azaz Ce —C 8 szénhidrogének hidrokrakkolódása nem kívánatos, minthogy legalább a termékeknek egyike bután vagy még könnyebb, csekély használhatóságú szénhidrogén. Az alacsonyabb forráspontú alkotórészeknek ezt a krakkolódását nevezik „túlzott hidrokrakkolódásnak", és ez elkerülendő- A találmány szerinti eljárás korlátozza a hidrokrakkolás mértékét és jellegét a katalitikus környezetben levő savas hatású alkotórészek gondos szabályozásával és a tömeghatás jól ismert törvényének irányított alkalmazásával. Ennék az elvnek az alkalmazhatósága abból következik, hogy a hidrokrakkolási reakció 'hidrogént fogyaszt, ennélfogva a reakciótérben levő hidrogén koncentrációjának (mól/ térfogategység) beállításával ez a reakció • kézbentartható. A jelen találmányban ezt olyan parciális hidrogénnyomások alkalmazásával érjük el, amilyeneket korábban célszerűtlennek tartottak a kis nyomásnak más reakcióra gyakorolt káros hatásai miatt, mint azt alább kifejtjük. Meg kell jegyeznünk, hogy kis parciális hidrogénnyomások a hagyományos reformálásban is nagyon kívánatosak, minthogy a folyadékhozamot növelő két fő feljavító reakció, a paraffinszémhidrogének dehidrociklizálása és a naftének dehidrogénezése, hidrogéntermelők, ennélfogva ezeket a kisebb parciális hidrogénnyomás elősegíti. Kis nyomás alkalmazásának a múltban az volt a fő akadálya, hogy kis nyomáson meggyorsultak a fent említett, katalizátort elszenynyező kondenzációs és pollmerizációs reakciók, amelyek feltehetően elsősorban okai a koksz lerakodásának- a katalizátoron és a katalizátor hatásossága ezzel járó leromlásának. Feltevés szerint ez a kokszképződés részben együttjár bizonyos aromás szénhidrogének adszorbciójával a reformáló katalizátoron, nevezetesen annak dehidrogénező és aromatizáló aktív pontjain; az adszorbeált szénhidrogének azután ezekét a katalitikusan aktív pontokat elzárják a kezelni kívánt anyag elől. Azonkívül az aromás és 'olefin szénhidrogének savas katalizátor jelenlétében kondenzálódnak és polimerizálődnak, majd lerakódnak a katalizátorra, és tovább dehidrögéneződnek mindaddig, míg koksztartalmú lerakodásokká nem válnak. Kis nyomás kedvez ezeknek a katalizátort elszennyező reakcióknak, mint azt alább egy példán bemutatjuk. Bár a folyamat nincs teljesen felderítve, ma" feltételezik, hogy a kis nyomás kokszképződést elősegítő hatásának oka a krakkoló reakcióban keletkező karbóniumionok és a szénhidrogénmolekulák közötti összeütközések valószínűségének megnövekedése, 'miáltal új, nagyobb molekulasúlyú ikarbóniumionok keletkeznek. A valószínűségnek ezt a megnövekedését a hidrogénatomok viszonylagos ritkasága okozza (a hidrogén kis parciális nyomása következtében), amelyek az általában alkalmazott nagyobb nyomások esetében befagyasztják a reakciót a karbóniumionok kiküszöbölésével. Azonkívül a kis hidrogénnyomás, minthogy visszaszorítja a hidrokrakkolást, hajlamos ezeknek a nemkívánatos mellékreakcióknak az előfutárait felgyü-15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
