Каталитический риформинг бензинов. Теория и практика. Валерий Александрович Крылов

целом вклад реакций изомеризации в увеличение октановых чисел катализата платформинга ограничен из-за высоких температур процесса и является второстепенным фактором, в отличие от промышленных процессов изомеризации н-пентана и гексанов, проводимых при существенно более низких температурах.

      Глава 6. Кинетика реакций платформинга

      Уравнение Аррениуса.

      Быстрые и медленные реакции.

      Почему происходит увеличение скорости реакции циклизации при переходе от н-гексана к н-гептану.

      Кинетический и термодинамический контроль реакций риформинга.

      Структурно-чувствительные и структурно-нечувствительные реакции

      Термодинамика устанавливает принципиальные ограничения на направление и максимальную глубину химического превращения. Равновесная степень химического превращения является предельно возможной величиной, которая может быть получена при условии достижения химического равновесия при данных давлении и температуре.

      Реально достижимая степень превращения может быть ниже, если достижение химического равновесия невозможно из-за существования кинетических барьеров в виде высоких энергий активации реакции.

      Зависимость константы скорости реакции от температуры описывается уравнением Аррениуса, где экспоненциальный множитель представляет собой долю молекул, обладающих кинетической энергией не менее Е_а при данной температуре Т:

      где K_о – предэкспоненциальный множитель; Е_а – энергия активации; R – универсальная газовая постоянная; Т – температура, К.

      Значения энергии активации для ряда реакций платформинга, кДж/моль, представлены ниже:

      – изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов – 105,

      – дегидрирование парафиновых и нафтеновых углеводородов – 84,

      – дегидроциклизация парафинов – 145,

      – крекинг – 185,

      – коксование – 145 [50].

      На рис. 12 приведены значения относительных скоростей реакций платформинга при температуре 500 С для различных парциальных давлений водорода.

      Базовым уровнем является скорость дегидрирования, ее значение принято за 100 %.

      Крекинг здесь представлен как сумма реакций гидрогенолиза и гидрокрекинга.

      Для реакции образования кокса скорость при парциальном давлении водорода 10 бар принята за единицу.

      Рис. 12. Скорость реакций платформинга

      Дегидрирование нафтенов является самой быстрой реакцией платформинга, ее скорость в 7–8 раз превышает таковую для реакции изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов и примерно в 30 раз скорость реакций крекинга и дегидроциклизации.

      Реакция образования кокса является самой медленной реакцией платформинга.

      Для реакций дегидроциклизации и крекинга константы скорости зависят также от длины углеродной цепи и увеличиваются при ее росте.

      Особенно