逆流移动床连续重整工艺技术-SEI袁忠勋

CH 3 HC
CH 3
9) 岐化反应 两个甲苯岐化产生一个苯和一个二甲苯，反应式如下：
+
+
Toluene
Toluene
Benzene
Xylene
此反应由催化剂金属功能促进，仅在非常苛刻的温度和压力条件下发生。在选定 的条件和催化剂的情况下此反应可以忽略。
对于催化重整工艺的上述反应，前 4 个是希望发生的反应，而最不希望发生裂解 反应。后面的 3 个反应发生的很少。
CH 7 16
Alkylcyclopentane (Ethylcyclopentane)
Alkylcyclohexane (Methylcyclohexane)
5) 裂解反应 裂解反应包括氢化裂解和加氢裂解反应
(m)
C 7H16
C 7H14
+H 2
C7H14
(a)
+H 2
CH 48
+ C 3H 8
3
2.2 相对反应速率
在重整反应器中进行的重整反应相对反应速率是不同的。上述重整主要反应有难 有易，因此相对反应速率差别很大。其典型反应的相对反应速率如表 2-1 所示。
表 2-1 催化重整相对反应率
反应
相对反应速率
环烷脱氢 烷烃脱氢环化 异构化 裂化
30 1 (基准) 3 0.5
5
对 C6、C7 烃进行重整反应试验结果见表 2-2， 其中反应速率为相对于正己烷脱 氢环化率的相对反应速率。
反应概述如下：
第一步
CH2 CH2 CH2
CH 3
CH2 CH2 CH3
CH CH2 CH2 +H
CH3
CH CH2 CH3
2
第二步
C 7H16
CH
CH2Hale Waihona Puke BaiduCH2
CH 3
CH
CH2 CH3
这一步反应最难。 第三步
C 7H14
CH2 HC
2
CH2 CH CH 3
CH2 CH2
Methylcyclohexane
在重整反应器中主要发生下例几类化学反应，这些反应的深度某种程度上取决于操 作的苛刻度、进料性质以及催化剂类型等。
1
1) 环烷脱氢反应
环烷混合物，即环己烷，甲基环己烷、二甲基环己烷一直到 C10 环烷烃脱氢反应 分别生成苯、甲苯、二甲苯、C9 和 C10 芳烃，与此同时每摩尔的环烷烃生产 3 摩尔的 氢。以环己烷反应为例，反应过程如下：
/
/
/
/
/
/
3
/
/
/
100
120
由表 2-1 和 2-2 可以看出，重整主要反应有难有易，由易到难的顺序为：脱氢Æ 异构化Æ 加氢裂化和脱氢环化。在每个反应器中发生的主要反应的顺序根据不同的原 料情况和催化剂装填比例有所不同，但总的趋势相差不多，总是容易进行的反应在前 面的反应器中进行，相对较难进行的反应在后面的反应器中进行。下列顺序可做为参 考：第一反应器中主要进行脱氢反应并有部分异构化反应；第二反应器中主要进行剩 余的脱氢反应、异构化、裂解和少量脱氢环化反应；第三反应器中主要进行异构化、 裂解和部分脱氢环化反应；第四反应器中主要进行裂解和脱氢环化反应。
(m) +H
2 CH
48
(m) 催化剂金属功能
(a) 催化剂酸性功能
CH3- C5H9
+H 2
or
6) 加氢裂解 反应式如下：
CH - C H 3 6 11
+H 2
+H
CH
2
7 16
or
CH 4 10 C 6H14
C 7H16
CH + 4
C 6H14
CH 7 16
+H 2
CH + 26
CH 5 12
表 2-2 C6、C7 烃类催化重整相对反应率
烃类别
烷烃
C6 和 C7 烃 烷基环戊烷
烷基环己烷
碳数
C6
C7
C6
C7
反应级别
相对反应率
C6
C7
1.异构化反应
烷烃
10
13
/
环烷烃
/
/
10
/
/
/
13
/
/
2.脱氢环化反应
1.0
4.0
/
/
/
/
3.加氢裂化反应
3.0
4.0
/
4.脱环(环打开)
/
/
5
5.脱氢反应
在第一个反应器中进行环烷烃脱氢反应，吸热量较大，温度急剧下降。第二个反 应器进行继续进行少量环烷烃脱氢以及烷烃脱氢环化反应，相对温降也比较大。后面 的反应器进行烷烃的脱氢环化，温降相对较小。
这种催化剂的循环，催化剂在反应器之间的移动方向与反应物流是一致的，即两 者都是先进入一反，然后依次通过二反、三反最后至末反。称之为顺流 输送，这种顺 流输送，在催化剂移动过程中从一反至最后一个反应器焦碳量不断积累，再生催化剂 积碳为零，待生催化剂积碳为 5%左右。假设有四个反应器，在四个反应器中，一反催 化剂平均积碳最低，二反高于一反，四反最高。也就是说随着催化剂的移动其活性不 断降低，一反催化剂活性最高，四反催化剂活性最低。 2. 催化重整的化学反应及相对反应速率 2.1 重整化学反应
7) 加氢脱烷基化 反应式如下：
+H 2
Xylene
+ CH 4 Toluene
4
+H 2
Toluene
+ CH 4 Benzene
8) 烷基化反应
烷基化反应是芳烃环上附加上烯烃分子的缩合反应。它导致芳烃增加分子量。反 应式如下：
Benzene
+ CH = CH - CH
2
3
Propylene
Isopropylbenzene
逆流移动床连续重整工艺技术
中国石化工程建设公司 袁忠勋 1. 前言
传统的连续重整技术的催化剂和反应物流在反应区的流动方向是一致的，反应物 先进入第一重整反应器，然后依次通过二反、三反，最后离开最后一个反应器到分离 系统进一步分离。从再生器来的再生后的新鲜催化剂（下称再生催化剂）被提升输送 至第一重整反应器，然后依次通过第二重整反应器直至最后一个反应器，从最后一个 反应器出来的催化剂上积累一定量的焦碳（下称待生催化剂），最后待生催化剂被提 升输送至再生器，完成整个催化剂的循环。流程示意如下：
CH 2
HC 2
CH 2
HC 2
CH 2
CH 2
Cyclohe xane
CH
HC
CH
+ 3H 2
HC
CH
CH
Benzene
在重整的操作条件下，此反应非常快并且几乎完全反应。这是希望发生的反应， 基本在第一反应器中进行。
2) 烷烃脱氢环化反应
不管对于链烷烃（直链）还是异构烷烃（带支链），烷烃脱氢环化是分步进行的 反应过程，它涉及脱氢反应，该反应中一个分子重排生成环烷烃就释放一摩尔的氢， 后续环烷再脱氢，分子重排生成环烷烃是最难促进的反应，但后续的环烷烃芳构化使 辛烷值明显提升。
2
CH2 HC
2
CH 2 CH CH3
CH HC
CH C
CH3 + 3H2
CH2 CH2
CH
CH
Toluene
该反应速率比环烷烃的脱氢的速率要低的多（30/1）。这是最希望发生的反应，基 本在最后的反应器中进行。
3) 链烷烃的异构化
反应式如下:
CH 7 16
此反应比较快。 4) 环烷烃的异构化 反应式如下：