Ключевые направления: Гуанчжоу, Шанхай, Алматы.
Блок каталитического риформинга
Подробный технический обзор: классическая (полурегенеративная) схема vs риформинг с непрерывной регенерацией катализатора (CCR), выходы риформата и водорода, роль в проекте под АИ-92, китайские технологии и производители
Подготовлено: июль 2026 г. (Файл 3 из серии «Технологические блоки НПЗ»; файл 1 — «ЭЛОУ · АВТ · ВТ», файл 2 — «Блок каталитического крекинга FCC»)
1. Назначение и роль блока в проекте под АИ-92
Каталитический риформинг — процесс превращения низкооктановых прямогонных бензиновых фракций (ОЧИ 50–65) в высокооктановый компонент товарных бензинов (риформат, ОЧИ 94–104) и/или ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы), с попутным получением водорода — основного источника Н₂ для всех гидрогенизационных процессов НПЗ (гидроочистка, гидрокрекинг, изомеризация) .
Почему блок критичен именно под АИ-92:
- Риформат — базовый «объёмный» высокооктановый компонент: в типовом товарном пуле АИ-92/АИ-95 российского НПЗ риформат занимает 40–60 % объёма. Бензин крекинга даёт октан, но ограничен по олефинам (Класс 5 — ≤18 % об.), изомеризат ограничен ресурсом лёгкой фракции, МТБЭ/алкилат — мощностями; именно риформат закрывает основную потребность в октанах;
- Экологическая чистота: риформат не содержит серы (сырьё гидроочищено до ≤0,5 ppm S) и олефинов — он «разбавляет» сернистые и олефиновые компоненты пула;
- Водород от риформинга питает гидроочистки дизельных фракций и сырья крекинга — без блока риформинга водородный баланс современного НПЗ не сходится;
- Гибкость: тот же блок в «ароматическом» варианте (с экстракцией) даёт бензол/толуол/ксилолы — выход в нефтехимию (параксилол → ПЭТФ).
Типовая мощность: 0,3–1,5 млн т/год по сырью (российский типоряд Л-35-11/300, /600, /1000); современные китайские CCR-установки — 1,5–2,6 млн т/год и выше .
2. Химизм и катализаторы процесса
2.1. Целевые и побочные реакции
| Реакция | Эффект |
|---|---|
| Дегидрирование нафтенов → ароматика (C₆H₁₂ → C₆H₆ + 3H₂) | Главная: +октан, +водород; нафтены конвертируются на 90–95 %; сильно эндотермична (+221 кДж/моль) |
| Дегидроциклизация парафинов → ароматика (+4H₂) | +октан, +водород; самая медленная — лимитирующая |
| Изомеризация н-парафинов и циклопентанов | +октан |
| Гидрокрекинг парафинов | Побочная: −выход жидкости, рост газа |
| Уплотнение/коксование | Побочная: дезактивация катализатора |
Суммарный тепловой эффект −420…−1260 кДж/кг — процесс эндотермичен, поэтому реакционный объём делят на 3–4 реактора с промежуточным подогревом в печах; катализатор распределяют неравномерно (в первом реакторе ~10–15 %, в последнем ~50 %) .
2.2. Катализаторы
Бифункциональные алюмоплатиновые (Pt/Al₂O₃-Cl): металлическая функция — дегидрирование, кислотная (хлорированный γ-оксид алюминия) — изомеризация и циклизация.
- Российские: АП-64, КР-101/104/105 (монометаллические); ПР-51, ПР-61, ПР-71, РБ-33У/44У (Pt-Re полиметаллические, производство ЗАО «Промышленные катализаторы», Рязань); импортные ряда RG-482/492/582/682 (Procatalyse/Axens), R-98/R-132 (UOP) ;
- Китайские (китайский НИИ (ист. № 74)/китайский производитель (ист. № 122) Co.): серия PS-V, PS-VI, PS-VII, PS-VIII — катализаторы для непрерывного риформинга (шарик Ø1,4–2,0 мм, Pt-Sn); SR-1000 — новый катализатор для полурегенеративных установок; TORH-1 — для доочистки риформата от олефинов. PS-серия занимает ~80 % внутреннего рынка КНР и применяется на установках всех трёх поколений регенерации китайская нефтяная компания (ист. № 53), Axens (Regen.B/Regen.C) и UOP (CycleMax): PS-VI промышленно внедрён на 50 установках в Китае и 6 за рубежом; ресурс вырос на 50 %+, пылеобразование снижено на 2/3, выход чистого водорода и C₅⁺ заметно выше импортных аналогов ;
- Полиметаллические Pt-Re катализаторы чувствительны к ядам: требования к сырью — S ≤ 0,5 ppm, N ≤ 0,5 ppm, влага ≤ 10 ppm, As ≤ 1 ppb, Pb ≤ 20 ppb — отсюда обязательная предварительная гидроочистка и водо-хлорный баланс (непрерывная подача хлорорганики 1,3–1,8 ppm + вода) .
3. Сырьё блока
| Параметр | Бензиновый вариант (под АИ-92/95) | Ароматический вариант |
|---|---|---|
| Фракция | 85–180 °C (оптимум), допустимо 62–180 °C | Узкие: 62–85 °C (бензол), 85–105 °C (толуол), 105–127/140 °C (ксилолы) |
| Групповой состав | Чем выше нафтены + ароматика (показатель N+A), тем выше выход риформата и водорода | Максимум нафтенов целевого ряда |
| Обязательная подготовка | Гидроочистка (S ≤ 0,5 ppm) + отгонка лёгкой головки < 85 °C (идёт на изомеризацию) | То же + разделение на узкие фракции |
4. Классическая схема: полурегенеративный риформинг (стационарный слой)
4.1. Схема и режимы
Принципиальная цепочка :
- Блок гидроочистки сырья (Co-Mo катализатор, 2,0–4,0 МПа) → отгонка H₂S и лёгкой головки;
- Реакторный блок: 3–4 реактора со стационарным слоем, перед каждым — секция трубчатой печи (многосекционная печь с общей топкой). Температура на входе 470–530 °C (растёт от реактора к реактору и по мере закоксовывания), давление 1,4–3,5 МПа (для современных Pt-Re катализаторов 1,4–2,0 МПа), объёмная скорость 1,3–2,0 ч⁻¹, кратность циркуляции ВСГ 6–10 моль/моль (900–1500 нм³/м³) ;
- Сепарация: сепаратор высокого давления → ВСГ (H₂ 75–90 % об.) на циркуляцию и выдачу; нестабильный катализат → колонна стабилизации (головка С₃–С₄ на ГФУ);
- Периодическая регенерация катализатора раз в 6–24 месяца: установка останавливается, кокс выжигается азотно-воздушной смесью по реакторам (циркуляция инертного газа), катализатор хлорируется и восстанавливается.
4.2. Российские типовые установки
| Установка | Особенности |
|---|---|
| $$ | Л-35-11/300, Л-35-11/600, Л-35-11/1000 |
| ЛГ-35-8/300Б, Л-35-6/300 | С гидроочисткой в одной схеме |
| ЛЧ-35-11/600, ЛЧ-35-11/1000 | Модернизированные: 4 реактора, пониженное давление 1,3–1,5 МПа, катализаторы ПР-51/ПР-71/RG — риформат ОЧИ 96–98 при выходе 86–89 % |
| Реконструкции в CCR | Уфимский НПЗ (дуалформинг IFP, 1997, ОЧИ до 100), Омский НПЗ (ОЧИ 100–102), Нижегородский (новая CCR 1 млн т/год) |
4.3. Материальный баланс полурегенеративных установок
|---|---|---|---| | Сырьевая фракция | 62–180 °C | 85–180 °C | 85–180 °C | | ОЧИ риформата | 90 | 95 | 95 | | Выход риформата, % масс. | 77,5 | 74,4 | 84,9 | | ВСГ, % масс. | 4,5 | 6,4 | 7,1 | | — в т.ч. чистый водород, % масс. | 0,8 | 1,0 | 1,9 |
Ключевая закономерность: снижение давления с 3,0 до 1,5 МПа при том же октане поднимает выход риформата с 74,4 до 84,9 % и водорода с 1,0 до 1,9 % — но ускоряет коксование и требует частых регенераций. Именно это противоречие снимает CCR-схема .
5. Риформинг с непрерывной регенерацией катализатора (CCR)
5.1. Принцип
Шариковый катализатор (Ø 1,6–2,0 мм) под действием гравитации медленно перетекает через 3–4 реактора с радиальным потоком, затем пневмотранспортом (азотом/водородом) поднимается в регенератор с движущимся слоем, где непрерывно проходит: выжиг кокса (3–7 % на катализаторе) в среде с низким содержанием кислорода → оксихлорирование (передиспергирование платины) → сушка → восстановление водородом — и возвращается в реакторный блок. Период полного оборота катализатора 3–7 суток; скорость регенерации 450–2270 кг/ч .
Следствия: процесс идёт при сверхнизком давлении 0,35–0,9 МПа и кратности ВСГ 1–3 моль/моль — термодинамика смещается в сторону ароматики и водорода; жёсткость режима можно держать постоянно на уровне ОЧИ 100–104 без потери активности .
5.2. Сравнение технологий
| Показатель | Полурегенер. (неподв. слой) | UOP CCR Platforming (CycleMax) | Axens Octanizing/Aromizing (Regen.C) |
|---|---|---|---|
| Давление в реакторе, МПа | 1,4–3,5 (типово 2,3) | 0,88 (новые 0,35) | 0,5 |
| Расположение реакторов | Горизонтальное | 4 реактора «стопкой» друг над другом | 3–4 реактора рядом (side-by-side) |
| ОЧИ риформата | 94–98 | 100–104 | 100–103 |
| Выход риформата (при ОЧИ ~100), % масс. | 75–85 | 83,5–86 | 83–85 |
| Выход чистого H₂, % масс. | 0,8–1,9 | 2,8–3,7 | ~3,4 |
| Остановки на регенерацию | Раз в 6–24 мес (7–15 суток) | Нет (непрерывная) | Нет |
| Капзатраты | Базовые | +40–60 % к классике | +40–60 % |
Промежуточный вариант — циклический риформинг (CRCRP, Powerforming/Ultraforming): резервный «качающийся» реактор, регенерация по очереди без остановки, давление 0,9–2,1 МПа, ОЧИ 100–104; распространён мало из-за сложности переключений . Ещё вариант реконструкции — дуалформинг: к существующим реакторам со стационарным слоем добавляется четвёртый реактор с движущимся слоем и компактный регенератор (≈50 % стоимости полной CCR) .
6. Китайские технологии CCR: SLCR и SCCCR (китайский НИИ (ист. № 74))
Китай располагает полностью собственной технологией непрерывного риформинга нового поколения, разработанной китайский НИИ (ист. № 74) (китайский НИИ (ист. № 74), китайская нефтяная компания (ист. № 53)) — это прямой функциональный аналог UOP CCR Platforming и Axens Octanizing :
| Технология | Описание |
|---|---|
| SLCR (Super Low Pressure Continuous Reforming, 超低压连续重整) | Сверхнизкое давление: сепаратор высокого давления 0,25 МПа(изб.); отработанный катализатор выводится из последнего реактора, восстановленный возвращается в верх первого. Реакторы новой конструкции — «бок о бок» или «два над двумя». Печи реформинга с КПД ≥ 92 % (подогрев воздуха, дымовые газы ≤ 145 °C) |
| SCCCR (Counter-current Continuous Catalytic Reforming, противоточный непрерывный риформинг, 逆流连续重整) | Противоточная схема: отработанный катализатор отбирается из первого реактора, восстановленный подаётся в последний — свежий, наиболее активный катализатор работает там, где идут самые тяжёлые реакции (дегидроциклизация парафинов). Выше ароматизация и выход водорода при той же жёсткости |
Ключевые режимные параметры (по данным китайский НИИ (ист. № 74)) :
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Давление в сепараторе высокого давления | 0,25 МПа(изб.) |
| Температура на входе в реакторы (WAIT) | 480–540 °C |
| Соотношение H₂/HC (моль) | 2–3 |
| Объёмная скорость (LHSV) | 1–3 ч⁻¹ |
| Кокс на отработанном катализаторе | 3–7 % |
| Давление регенератора | 0,30–0,55 МПа(изб.) |
Статус внедрения: технологии применяются более чем в 10 крупных нефтеперерабатывающих компаниях Китая, суммарно производя ~6,5 млн т/год высокооктанового бензина; экономия по сравнению с импортными лицензиями — около 30 млн долл. США. Параметры процесса выведены на международный передовой уровень . Проектировщик установок — китайская инжиниринговая компания (ист. № 12) (китайская инжиниринговая компания (ист. № 12)); референсы: Yangzi Petrochemical — CCR 1,5 млн т/год (2014, пуск с первого раза, катализатор PS-VI), китайская нефтяная компания (ист. № 149) Quanzhou — SCCCR 2,6 млн т/год с блоком ароматической экстракции 1,4 млн т/год и PSA 200 тыс. нм³/ч, циркуляция катализатора 2800 кг/ч .
Для полурегенеративных установок китайский НИИ (ист. № 74) предлагает технологию и катализатор SR-1000 — модернизационный путь для действующих российских Л-35-11 без перехода на CCR .
7. Ожидаемые выходы риформата и водорода (сводка для ТЭО)
7.1. Типовой материальный баланс (бензиновый вариант, % масс. на сырьё)
|---|---|---| | Стабильный риформат | 75–85 (типово 80–83) | 83–86 | | Головка стабилизации (СУГ C₃–C₄) | 4–6 | 3–5 | | Углеводородный газ (C₁–C₂) | 6–11 | 5–8 | | ВСГ (газ) | 4,5–7,1 | 8–11 | | — в т.ч. чистый водород | 1,0–1,9 | 2,8–3,7 | | Концентрация H₂ в ВСГ, % об. | 75–90 | 85–95 |
Источники: балансы Л-35-11/1000, ЛФ-35-11/1000, данные по движущемуся слою .
7.2. Правила оценки для проекта под АИ-92
- Каждый +1 пункт ОЧИ риформата «стоит» примерно 1,5–2,5 % масс. выхода риформата (при прочих равных) — поэтому для пула АИ-92 часто оптимальна работа CCR на ОЧИ 98–100, а не 102–104;
- CCR против классики даёт +3–6 % масс. риформата и +1,5–2 % масс. чистого водорода — на установке 1 млн т/год это ≈ 30–60 тыс. т/год дополнительного высокооктанового компонента и 15–20 тыс. т/год водорода (закрывает потребность крупной дизельной гидроочистки);
- Чистота водорода CCR-ВСГ (85–95 % об.) позволяет подавать его в гидропроцессы с минимальной подготовкой; для крупных комплексов ставят PSA (как в Quanzhou — 200 тыс. нм³/ч, чистота 99,9 %) ;
- Выходы сильно зависят от сырья (N+A): на парафинистых бензинах Западной Сибири выход риформата на 4–6 % ниже, чем на нафтеновых — гарантийные показатели запрашивать под конкретный анализ сырья (см. чек-лист).
8. Состав установки и основное оборудование
| Блок | Оборудование |
|---|---|
| Гидроочистка сырья | Реактор гидроочистки, печь, сепараторы, отпарная колонна (H₂S-стриппинг), компрессор ВСГ |
| Реакторный блок | 3–4 реактора (осевые для классики / радиальные «канадской» конструкции для CCR), центральная труба и «скаллопы» (форкамеры), внутренние сетки Johnson screen |
| Печное | Многосекционная печь (4 секции — «четыре в одной», либо «2+2» в крупных SLCR), вертикально-факельные/длиннопламенные горелки, подогрев воздуха, КПД ≥ 92 % |
| Теплообмен | Объединённый сырьевой теплообменник (в классике — пучковый, в CCR — вертикальный пластинчатый типа Packinox), АВО, холодильники |
| Компрессорное | Циркуляционный компрессор ВСГ (центробежный), дожимные компрессоры выдачи водорода, винтовой компрессор восстановительного водорода (SLCR) |
| Регенерация (для CCR) | Регенератор с движущимся слоем (зоны выжига/оксихлорирования/сушки), бункеры-накопители, шлюзовые затворы, лифты пневмотранспорта (L-лифты), система пылеудаления, блок восстановления (электронагреватель водорода), вентиляционный скруббер газов выжига |
| Ректификация | Колонна стабилизации (дебутанизатор), депентанизатор (при нарезке), сплиттер риформата |
| Водородная подготовка (опция) | PSA/VPSA установка |
| Ароматический вариант (опция) | Экстракция сульфоланом/ДЭГ, реэкстракция, бензольная/толуольная/ксилольная колонны, блок выделения параксилола (адсорбция) |
9. Китайские лицензиары, катализаторы и оборудование
9.1. Лицензиары и проектировщики
| Компания | Предложение |
|---|---|
| китайский НИИ (ист. № 74) / китайский лицензиар (ист. № 74) | Лицензии SLCR и SCCCR (непрерывный риформинг собственной разработки), полурегенеративная технология с катализатором SR-1000, сопутствующие: гидроочистка нафты, ароматическая экстракция (сульфолан), PSA, TORH-1 (доочистка риформата от олефинов) |
| китайская инжиниринговая компания (ист. № 12) (китайская инжиниринговая компания (ист. № 12)) | Базовый и детальный дизайн CCR-установок — 20+ референсов, включая Yangzi 1,5 млн т/год и Quanzhou 2,6 млн т/год; большой опыт «крупногабаритизации» SLCR (печи «2+2», винтовые компрессоры, автоматика подъёма электронагревателей) |
| китайская инжиниринговая компания (ист. № 53) | EPC интегрированных комплексов «риформинг + ароматика + PSA» |
9.2. Катализаторы
| Производитель | Продукция |
|---|---|
| китайский производитель (ист. № 122) — по разработкам китайский НИИ (ист. № 74) | PS-V, PS-VI, PS-VII, PS-VIII — шариковые Pt-Sn катализаторы CCR (в т.ч. под регенерацию CycleMax UOP и Regen.B/C Axens — доказанная совместимость); SR-1000 для полурегенеративных установок; TORH-1. Доля рынка КНР ~80 %, PS-VI — 50 установок в Китае + 6 экспортных; ресурс +50 % к импортным, пыль −2/3 |
| Российская альтернатива | ЗАО «Промышленные катализаторы» (Рязань): ПР-51, ПР-61, ПР-71, РБ-33У/44У |
9.3. Оборудование
| Позиция | Китайские производители |
|---|---|
| Реакторы риформинга, регенераторы CCR | китайский производитель (ист. № 22) — в т.ч. монополист КНР по реакторам «4-в-1» непрерывного риформинга (см. файл 1); китайский производитель (ист. № 48), китайский производитель (ист. № 34) |
| Печи риформинга | Печные пакеты китайская инжиниринговая компания (ист. № 12) (КПД ≥ 92 %, сертифицированный центр печей китайская нефтяная компания (ист. № 53)), китайский производитель (ист. № 18) |
| Теплообменники Packinox-аналоги, кожухотрубные | китайский производитель (ист. № 186), китайский производитель (ист. № 66); АВО — китайский производитель (ист. № 49) |
| Компрессоры ВСГ и водорода | китайский производитель (ист. № 62) (центробежные), винтовые — OEM по проектам китайская инжиниринговая компания (ист. № 12) |
| PSA-установки | китайский производитель (ист. № 149) / китайский производитель (ист. № 149) и др. |
| Колонны и внутренние устройства | китайский производитель (ист. № 33) (китайский производитель (ист. № 33)) — тарелки/насадки (см. файл 1) |
| Насосы API 610 | китайский производитель (ист. № 57), китайский производитель (ист. № 62) |
