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1、第十章催化重整本章的主要內容：概述烴類的催化重整反應催化重整催化劑催化重整原料的影響反應條件對催化重整的影響第一節(jié)概述一、催化重整原料與產品重整是指烴類分子經過反應重新組成新的結構。催化重整是在催化劑作用下從石油輕餾分生產高辛烷值汽油組分或芳香烴的工藝過程，副產氫氣則是加氫裝置的重要氫源。催化重整的原料：直餾的汽油餾分，又稱為石腦油。焦化汽油加氫裂化汽油生產高辛烷值汽油時，用80～180℃的石腦油。生產輕芳烴為主時，用60～130℃的石腦油。加工原料的餾分范圍：催化重整的產物：高辛烷值汽油，RON達到95以上。輕芳烴（苯、甲苯、二
2、甲苯，簡稱BTX）。副產物為氫氣。二、催化重整技術的發(fā)展狀況催化重整技術的發(fā)展與催化劑的發(fā)展密切相關，大體分為三個階段：1940美國建成了第一套以氧化鉬/氧化鋁作催化劑的催化重整裝置，后來又建成了氧化鉻/氧化鋁作催化劑的重整裝置。該過程又稱臨氫重整過程，可以生產RON為80左右的汽油。其缺點就是：催化劑活性不高，積炭快，反應周期短，處理能力小，操作費用大，汽油的辛烷值也不高。1949美國UOP公司開發(fā)出了鉑重整催化劑，并建成了用Pt/Al2O3作催化劑的重整裝置，從此開始了催化重整大力發(fā)展的時期。Pt/Al2O3催化劑的活性高、穩(wěn)
3、定性好、選擇性好、液體產物收率高，反應運轉周期長，催化劑表面積炭后經過再生其活性基本可以恢復到新鮮催化劑的水平。1967年美國雪弗隆公司發(fā)明成功了鉑錸/氧化鋁雙金屬重整催化劑并投入工業(yè)應用，從此開始開始了雙金屬和多金屬重整催化劑及其相關工藝技術發(fā)展的時期，并逐步取代了鉑重整催化劑。其突出優(yōu)點就是：容炭能力強，穩(wěn)定性較高，因而可以在較高的反應溫度和較低的氫分壓下操作。催化劑還能保持良好的活性，汽油的辛烷值與產率、芳烴與氫氣的產率均比較高。三、催化重整工藝流程簡述由于催化重整是吸熱過程，所以在反應過程中溫度逐漸降低，為此催化重整一般是
4、3～4個反應器串聯(lián)，在每個反應器之間通過加熱爐加熱，以補償反應所吸收的熱量，維持適宜的反應溫度。催化重整催化劑在反應過程中會因積炭而逐漸失活，經再生后可以恢復其活性，根據催化劑的再生方式的不同可以分為：半再生式運行一段時間后，將裝置停下來再生，反應和再生是間斷進行的。連續(xù)再生式在裝置運行期間，反應和再生同時進行。圖10-1-1半再生催化重整工藝流程示意圖1－反應器；2－加熱爐；3－穩(wěn)定塔；4－壓縮機；5－分離器連續(xù)重整是指在裝置運轉期間反應與再生同時進行。目前連續(xù)重整主要有兩種形式。一是美國環(huán)球油品公司開發(fā)的。該工藝的特點是催化重
5、整反應和催化劑的再生都是在移動床反應器中進行的，催化劑靠重力作用向下移。另一種是法國石油研究院開發(fā)的。半再生重整的反應器一般采用固定床，即裝置運行一段時間后，裝置停下來進行催化劑的再生，反應與再生是間斷進行。圖10-1-2連續(xù)催化重整原理流程圖（UOP）1－移動床反應器；2－催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)；3－加熱爐；4－分離器；5－壓縮機；5－穩(wěn)定塔生產的目的產品不同，其生產工藝也不完全相同。當以生產高辛烷值汽油為目的，工藝流程包括原料預處理和重整反應兩部分。當以生產輕芳烴為主要目的，工藝流程包括原料預處理、重整反應、芳烴分離三部分。連續(xù)重
6、整工藝由于催化劑是連續(xù)再生，因而系統(tǒng)中催化劑的活性始終保持在較高的水平，并可以延長操作周期、提高生產效率。預分餾：其作用就是切取適合沸程的重整原料，同時脫去原料中部分水分。預脫砷：脫去原料中的砷。預加氫：脫除原料中的雜質，使烯烴飽和以減少催化劑上的積炭。（一）原料預處理其主要目的就是得到餾分范圍、雜質含量都符合要求的重整原料，包括三部分：（二）重整反應經過預處理后的原料進入裝置后，與循環(huán)氫混合并加熱至490～525℃，在1～2Mpa下進入反應器進行反應。從反應器出來的反應產物經過換熱后進入分離器，分離出含氫氣75～90v%的氣體，
7、以供循環(huán)使用；所得液體為含芳烴30～70%的重整汽油，其RON高達90以上，可以作為高辛烷值汽油組分。（三）芳烴抽提重整汽油可以作為芳烴抽提裝置的原料，用二乙二醇醚、三乙二醇醚、二甲基亞砜或環(huán)丁砜為溶劑抽提出芳烴，并經過精餾進一步得到苯、甲苯、二甲苯等有機化工原料。第二節(jié)催化重整的化學反應催化重整的主要反應有：環(huán)烷烴脫氫異構化烷烴脫氫環(huán)化催化重整的副反應：氫解與加氫裂化積炭反應一、六員環(huán)烷烴脫氫反應六員環(huán)烷烴脫氫是催化重整中最重要的生成芳烴的反應。此類反應是強吸熱反應，其熱效應在210～220kJ/mol之間，反應的平衡自由能變及
8、平衡常數都很大，其中帶側鏈的六員環(huán)烷烴脫氫反應的自由能變及平衡常數更大。因此從熱力學上判斷，對于此類反應較高的反應溫度和較低的反應壓力對反應是有利的。1.77?105-70.32133.39?104-60.72161.81?104-57.0220K
