179812. lajstromszámú szabadalom • Eljárás benzin-forráspontú szénhidrogén többlépcsős katalitikus reformálására
5 179812 6 sított rendszert ismertet a 3 839 197 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás, a reaktorok közötti katalizátorátvezetéssel. A katalizátor átvezetése az utolsó reaktorzónából a katalizátort regeneráló zóna tetejére a 3 839 196 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti technikával valósítható meg. Egymáson elhelyezett reaktorrendszert ismertet a 3 647 680 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás mint kétlépcsős rendszert, amelyet kiegészít egy regeneráló berendezés, ez fogadja az alsó reaktorzónábó! kivont katalizátort. Hasonló, egymás feletti elrendezést ismertetnek a 3 692 496 és 3 725 249 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Három reaktorzónát tartalmazó, egymás felett elhelyezett reaktorrendszer főrészeit a 3 706 536 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti, ahol az egymás után következő reakciózónák egyre nagyobb térfogatú katalizátort tartalmaznak. A 3 864 240 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás bemutat egy állóágyas rendszerrel kiegészített, gravitációs áramlású katalizátorszemcséket tartalmazó reaktorrendszert. Egy második kompresszor alkalmazását, amely a hidrogénben dús recirkulációs gáz részáramlását lehetővé teszi, a 3 516 924 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet. A 3 725 248 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás többlépcsős rendszert mutat be egymás melletti elrendezésben, gravitációs áramlású katalizátorszemcsékkel, amelyeket az egyik reaktorzóna fenekéről a következő reaktorzóna tetejére vezetnek át, és a katalizátorszemcséket az utolsó reaktorzónából megfelelő regeneráló berendezésbe juttatják. A találmány szerinti eljárás többlépcsős szénhidrogénátalakító rendszerekhez alkalmas, ahol a katalizátorszemcsék valamennyi reaktorzónán át gravitációs áramlással mozgathatók. A találmány szerinti eljárás elsősorban olyan rendszerekben történő felhasználásra alkalmas, ahol a főreakciók endotermek vagy hidrogéntermelők, és a reakciókat gőzfázisban végezzük. A tipikus reformáló katalizátorok gömbalakúak és névleges átmérőjük kb. 0,79—4,0 mm. Ha a reaktorkamrák függőlegesen vannak egymásra helyezve, akkor több (általában 6—16) viszonylag kis átmérőjű vezetéket alkalmazunk, hogy a katalizátorszemcséket egyik reaktorzónából a következő, alacsonyabban levő reakciózónába juttassuk. Miután a katalizátorszemcséket az utolsó reaktorzónából eltávolítottuk, azokat rendszerint egy katalizátorregeneráló berendezés tetején bevezetjük, ahol a katalizátorszemcsék lefelé haladó oszlopot képeznek. A regenerált katalizátorszemcséket a legfelső reaktorzóna tetején vezetjük be. Egy olyan átalakító rendszerben, ahol az egyes reaktorzónák egymás melletti elrendezésben foglalnak helyet, katalizátorszállító tartályokat alkalmazunk a katalizátorszemcséknek egyik zóna fenekéről a következő zóna tetejére és az utolsó reaktorzónából a regenerálóberendezés tetejére történő átszállításához. A benzin forrásponthatárú szénhidrogének katalitikus reformálása gőzfázisú művelet, amely általában olyan konverziós körülmények között megy végbe, hogy a katalizátorágy hőmérséklete kb. 371—549 °C. A nyomás általában kb. 4,4—69,0 atm, a folyadék óránkénti térbessége (a friss alapanyag óránkénti térfogata/az összes katalizátorszemcse térfogata) 0,2—kb. 10,0, és **- a találmány szerinti eljárást megelőzően — kb. 1,0: 1,0— 10,0:1,0 hidrogén-szénhidrogén mólarány, a kezdő reaktorzónára vonatkoztatva. A folyamatos regeneratív reformáló rendszereknek a hagyományos állóágyas rendszerekhez viszonyítva számos előnye van. Ide tartozik az, hogy az eljárás eredményesen végezhető kisebb, például 4,4—kb. 11,2 atm nyomáson, és a folyadék nagyobb, például 3,0: 1,0—kb. 8,0: 1,0 óránkénti térsebessége mellett. A folyamatos katalizátorregenerálás következtében továbbá a katalizátorágy belépő hőmérséklete egyenletesen magasabban, például 510—kb. 543 =C-on tartható. A termékszeparátorból eltávolított gőzfázisban pedig ennek megfelelően növekedhet mind a hidrogén termelése, mind a hidrogén tisztasága. A katalitikus reformáló reakciókhoz tartozik a naftének dehidrogénezése aromásokká, a paraffinok dehidrogénező ciklizálása aromásokká, a hosszúláncú paraffinok hidrokrakkolása alacsonyabb forráspontú, általában folyékony anyagokká, és — bizonyos mértékig — a paraffinok izomerizálása. Ezeket a reakciókat általában egy vagy több, a Vili. csoportba tartozó nemes fém, például platina, iridium, ródium jelenlétében, halogénekkel, például klórral és/vagy fluorral kombinálva, és egy porózus hordozóanyag, így timföld alkalmazásával végzik. Még jobb eredmények érhetők el katalitikus módosítóanyagok, így kobalt, nikkel, gallium, germánium, ón, rénium, vanádium és ezek keverékeinek együttes alkalmazásával. Az, hogy az eljárás előnyösebb legyen, mint a szokásos állóágyas rendszerrel végzett, mindenkor nagymértékben függ attól, hogy lényegileg egyenleges katalizátoráramlást biztosítsunk lefelé a rendszeren keresztül. A katalitikus reformálásban tipikus az olyan többlépcsős megoldás, ahol mindegyik szakasz különböző mennyiségű, rendszerint térfogatszázalékban kifejezett katalizátort tartalmaz. A reagensáram: a hidrogén és a szénhidrogén alapanyag sorban átáramlik a reaktorzónákon a növekvő katalizátortérfogatok sorrendjében, a szakaszok közötti fűtéssel. Egy három reaktorzónás rendszerben a katalizátortöltetek tipikusan a következők az első 10,0—kb. 30,0%, a második 20,0—kb. 40,0% és a harmadik kb. 40,0—60,0%. Egy négy reaktorzónás rendszerben a megfelelő katalizátortöltetek: az első 5,0—kb. 15,0%, a második 10,0—kb. 20,0%, a harmadik 20,0—kb. 30,0% és a negyedik 40,0—kb. 60%. A katalizátor nem egyforma eloszlása, amely a reagens áramlásának irányában nő, megkönnyíti és elősegíti a reakciók megoszlását és a reakciók fűtését. A szokásos műveleti eljárások magukba foglalják az utolsó reaktorzónából távozó összes anyag szétválasztását egy úgynevezett nagynyomású szeparátorban kb. 15,6—60 °C hőmérsékleten, s így általában folyékony termékáramot és hidrogénben dús gőzfázist kapnak. Az utóbbinak egy részét mint visszacirkuláló hidrogént keverik a friss alapanyaggal, míg a folyamatból a maradékot hasznosítják. Azt találtuk, hogy a technika állásánál említett ismert, tökéletesített katalizátorkészítményeket és folyamatos katalizátorregenerálást alkalmazva, a katalitikus reformálás elvégezhető a hidrogénben dús gázáram visszacirkulálása nélkül is. Ez a felismerés lehetővé teszi, hogy a recirkulációs gázkomponens teljes kiküszöbölésével jelentős mértékben csökkentsük az egység beruházási költségét. Ha hidrogénben dús recirkulációs gázt nem cirkulálunk vissza, akkor az első reaktorban a katalizátorágy belépési helyén a hidrogén-szénhidrogén 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
