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Erdöl-Aufarbeitung

Reformieren

Ein weiterer wichtiger katalytischer Raffinerieprozess ist das Reformieren (von lat.: reformare=umgestalten). Es dient zur Isomerisierung und Aromatisierung von Alkanen bzw. Cycloalkanen. Ziel dabei ist es, die Oktanzahl des Benzins zu erhöhen.

Vertiefung: Erklärung der Oktanzahl

Das aus dem Rohöl gewonnene Rohbenzin (schwere Naphtha) hat Oktanzahlen im Bereich von 40 bis 70. Für Ottokraftstoffe benötigt man Benzine mit OZ>91. Durch das Reformieren wird die Oktanzahl des Rohbenzins auf etwa 95 bis 100 angehoben.

Anschauliches: Oktanzahlen einiger Verbindungen

Beim Reformieren laufen folgende Reaktionen ab:

  • Isomerisierung von n-Alkanen zu Isoalkanen:
Abb.1
  • Dehydrierung von Naphthenen zu Aromaten:
Abb.2
  • Dehydrocyclisierung von n-Alkanen zu Naphthenen:
Abb.3

Vertiefung: Mechanismus der Isomerisierung

Als willkommenes Nebenprodukt entsteht beim Reformieren auch Wasserstoff, der dann in anderen Anlagenteilen des Raffinerieverbundes (Entschwefelung, Hydrocracker) verwendet wird.

Beim Reforming-Prozess kommen bifunktionelle Katalysatoren zum Einsatz. Diese bestehen aus einer sauren Komponente (Alumosilikate oder Aluminiumoxid), die die Cyclisierungs- und Isomerisierungsreaktion katalysieren, und einer aufgetragenen Edelmetallkomponente (meist Platin), die die Dehydrierung katalysiert. Ursprünglich wurden große Mengen an Platin als Katalysator benötigt, daher wird dieser Prozess auch als Platforming (von Platin-Reforming) bezeichnet.Die Reformierung läuft bei Temperaturen von 490 bis 540 °C ab. Der Reformierungsprozess selber ist endotherm, wodurch ständig Energie über Wärmetauscher zugeführt werden muss.

Abb.4

Bei diesen Bedingungen kann es auch zu Crackreaktionen und Koksabscheidung kommen, wodurch der Katalysator desaktiviert wird. Um dies zu reduzieren, wird mit hohem Wasserstoffdruck gearbeitet. Dennoch kommt es nach einer gewissen Laufzeit zu Verringerung der Katalysatoraktivität durch Koksablagerungen. Daher muss der Katalysator dann regeneriert werden. Dies geschieht durch vorsichtiges Abbrennen der Ablagerungen. Um diese Regeneration kontinuierlich in den Prozess zu integrieren, wurde von UOP ein entsprechendes Bewegtbett-Verfahren entwickelt, bei dem die Reaktoren übereinander angeordnet sind. Desaktivierter Katalysator wird aus dem untersten Reaktor entnommen und (pneumatisch) über einen Regenerator wieder in den obersten Reaktor geführt.

Anschauliches: Schematische Darstellung des UOP-Platformings

Merkmale des Verfahrens:

  • katalytisches Verfahren
  • Temperatur: 490-540 °C
  • Einsatzprodukt: Schwerbenzin
  • Ziel: Erhöhung der Oktanzahl
Abb.5
Platformat
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