《石油化工基础》教学课件—4.4石油芳烃的生产

催化重整法
1 催化重整的原料
催化重整通常以直馏石脑油为原料，直馏石脑油是原油常压蒸馏得到的，由 于其烯烃和杂质含量小，Βιβλιοθήκη Baidu最理想的重整原料，但问题是直馏石脑油较为紧缺。
催化重整原料： 直馏的汽油馏分（石脑油） 焦化汽油 加氢裂化汽油
2 Part
催化重整法
2 催化重整的反应原理
芳构化反应
➢ 六元环烷烃脱氢反应
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
芳烃抽提过程 芳烃抽提：利用某些有机溶剂对芳烃和非芳烃具有不同的溶解能力，即利用各组 分在溶剂中溶解度的差异，经逆流连续抽提过程而使芳烃和非芳烃得以分离。
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
芳烃精馏过程 芳烃精馏：由溶剂抽提所得的混合芳烃中含有苯、甲苯、二甲苯、乙苯及少量较 重的芳烃，通过精馏的方法分离成高纯度的单体芳烃。
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
重整反应过程
➢ 移动床连续再生式催化重整
法国IFP连续重整反应过程 原则工艺流程图
连续重整最显著的特点是在反应器中催化剂始终能够保持较高的活性，一部分催化 剂持续取出再生后又返回到反应器中。可在高温、低压下进行，从而可以得到甚至 在高苛刻条件下才能得到的重整汽油产率。
2 Part
催化重整法
2 催化重整的反应原理
芳构化反应
➢ 烷烃环化脱氢
反应的特点：由于烷烃环化脱氢反应 可生成芳烃，所以它是增加芳烃收率 的最显著的反应。反应速度较慢，条 件苛刻。
2 Part
催化重整法
2 催化重整的反应原理
异构化反应
反应的特点：反应速度较快、轻度热量放出的特点，它不能直接生成芳烃和氢 气，但正构烷烃反应后生成的异构烷烃易于环化脱氢生成芳烃，所以只要控制 相宜的反应条件，此反应也是十分重要的。
粗 分馏 苯
轻苯 H2SO4/H2精制 分馏
重苯
分馏
BTX混合馏分
萘、蒽及其同 系物
1 Part
概述
芳烃的来源
石油芳轻生产：
芳烃生产过程
芳烃生产
芳烃分离与转化
B
B
石脑油 催化 重整
裂解汽油 汽油 C5～200℃ 加氢
芳烃 抽提
T
芳x 烃 分 C9A 馏
脱烷基 歧化 C8分馏 异构化
T X OX
吸附 分离 PX
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
化工型常用的加工方案是预处理一催化重整一溶剂抽提一芳烃精馏的联合过程，装 置的示意流程见下图
循环气
轻质烃及杂质
重
整
原
重整原料
料 的
预
处
理
重整氢
苯
重 整 反 应 过 程
产 物
≤C5烃
分
离
戊烷油
过
程 脱戊烷油
芳 烃 抽 提
精 馏 芳 烃 混合
芳烃
甲苯 二甲苯 ≥C9芳烃
原料预处理 预脱砷
目的：馏分合 格及杂质含量 合乎原料要求
预加氢
脱水和脱硫
切取合适沸程 的重整原料
含砷量降到 100ppb以下
除去原料油中 的能使催化剂 中毒的毒物
除去生成油中 溶解H2S、NH3 和H2O等杂质
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
重整反应过程
➢ 固定床半再生式工艺流程
采用固定床反应器，使用条形或球形催化剂，重整反应在反应器内催化剂上进行， 稳定性较好的铂铼双（多）金属催化剂应用在此装置上。
重质烃
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
原料的预处理过程 目的：切取符合重整要求的馏分和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分，满足重整 原料的馏分、族组成和杂质含量的要求。
预
重整原料 脱 砷
过
程
轻质烃 氢气
预
预
分
加
馏
氢
过
过
程
程
燃料气
汽 提 分 离 过 程
重质烃
精制油
2 Part
催化重整法
预分馏
3
Part
裂解汽油加氢法
Hydrogenation of pyrolysis gasoline
石油化工基础
目录
1. 概述 2. 催化重整法 3. 裂解汽油加氢法 4. 对二甲苯的生产
1
Part
概述
Overview
1 Part
概述
芳烃的来源
焦化芳烃生产：在高温作用下，煤在焦炉炭化室内进行干馏时，煤质发生一系列 的物理化学变化。
煤干馏
粗煤气
初冷、脱氨、脱萘、终冷、 洗油吸收 、蒸馏脱吸
粗苯
1 Part
概述
芳烃的生产方法
煤炭
焦化 分馏
裂解 汽油
催化 加氢
石脑油
催化 重整
芳烃生产
煤焦化芳烃
混
芳
芳
合
烃
烃
芳
抽
精
烃
提
馏
石油芳烃
苯 甲苯 二甲苯 C9芳烃
芳烃分离
芳烃转化
1 Part
概述
甲苯的用途
1 Part
概述
二甲苯的用途
2
Part
催化重整法
Catalytic reforming
2 Part
2 Part
催化重整法
3 催化重整的生产过程
重整反应过程
➢ 移动床连续再生式催化重整
美国UOP连续重整再生工 艺流程图
重叠式(美国UOP)和并列式(法国IFP／Axens)两种工艺：主要特征是设有专门 的再生器，反应器和再生器都是采用移动床，催化剂在反应器和再生器之间连续不 断地进行循环反应和再生。
反应的特点：吸热、体积增大、生 成苯并产生氢气、可逆反应，它是 重整过程生成芳烃的主要反应。
2 Part
催化重整法
2 催化重整的反应原理
芳构化反应
➢ 五元环烷烃异构脱氢
反应的特点：吸热、体积增大、生成芳烃并产生氢气的可逆反应。它的反应速 度较快、但稍慢于六元环烷烃脱氢反应，仍是生成芳烃的主要反应。
1 Part
概述
芳烃的来源
煤焦化生产芳烃 煤高温干馏副产粗苯和煤焦油
石油烃生产芳烃
石脑油催化重整 烃裂解副产的裂解汽油
不同来源的芳烃含量与组成
1 Part
概述
不同国家的石油芳烃生产模式有所不同。 芳烃资源丰富的美国，苯的需要量较大，需通过甲苯脱烷基制苯补充苯的不足，
而对二甲苯与邻二甲苯主要从催化重整油中分离而得，很少采用烷基转移与二 甲苯异构化等工艺过程。 西欧与日本芳烃资源不够丰富，因而采用芳烃转化工艺过程较多。 中国芳烃资源比较少，需充分利用有限的芳烃资源， 因而采用甲苯、C9芳烃的烷基转移，甲苯歧化，二 甲苯异构化等工艺过程，很少采用甲苯脱烷基工艺。
2 Part
催化重整法
2 催化重整的反应原理
加氢裂化反应
反应的特点：不可逆的放热反应，对生成芳烃不利，过多会使液体产率下降。
2 Part
催化重整法
2 催化重整的反应原理
缩合生焦反应
烃类脱氢
二烯烃 烯烃
聚合环化
稠环芳烃
积炭
反应的特点：催化重整反应过程中，烃类深度脱氢会生成烯烃、二烯烃以及稠环芳 烃，它们会牢固地吸附在催化剂的表面，进一步脱氢缩合成焦炭，使催化剂失活。