催化重整
催化重整工业催化剂综述
催化重整工业催化剂综述催化重整是一种重要的化学反应过程，可以将石油和天然气等碳氢化合物转化为高价值的烃类化合物。
由于其中涉及到复杂的化学反应，需要使用高效的催化剂才能实现工业化生产。
本文将就催化重整工业催化剂进行综述。
1. 催化重整反应概述催化重整是一种通过加热碳氢化合物，在催化剂的作用下发生氢气的加氢反应和碳氢键的断裂和重组来制造高质量并且高附加值的馏分的化学反应。
通过这种方法可以制造大量的芳烃和烷基芳烃，其中最常见的是苯和二甲苯。
这些化合物通常作为燃料添加剂、溶剂、塑料、香料和药物的原料等多种用途。
2. 催化重整反应机理催化重整反应的机理主要包含两个主要步骤，即加氢反应和碳氢键的断裂和重组。
在加氢反应中，催化剂作为氢气的媒介，在高温高压下使碳氢化合物发生氢气的加氢反应，生成甲烷、乙烷和乙烯等低分子量化合物。
在此基础上，通过碳氢键的断裂和重组，将低分子量化合物转化为高分子量的烃类化合物，完成催化重整反应。
3. 催化重整反应中的催化剂催化重整反应中使用的催化剂主要包括贵金属催化剂、镍基催化剂和铂基催化剂等，其中最常用的是铂碳催化剂。
3.1 铂碳催化剂铂碳催化剂是一种常见的高效催化剂，主要由铂和碳组成。
铂是一种贵重金属，具有高催化活性和选择性，而碳材料具有高比表面积和优异的传导性能，这使得铂碳催化剂在催化重整反应中具有很高的催化效率和稳定性。
3.2 镍基催化剂镍基催化剂是一种廉价且广泛使用的催化剂，通常由镍和载体组成。
镍是一种廉价金属，其在催化重整反应中具有相对较好的催化活性和选择性，因此广泛应用于工业生产中。
3.3 贵金属催化剂贵金属催化剂主要由铂、钯和钌等贵重金属组成，其在催化重整反应中具有高催化活性和选择性。
然而，由于其成本高昂，使用范围受到限制。
4. 催化重整催化剂的改进当前，针对催化重整催化剂的改进主要包括两个方向，即催化剂的开发和工艺条件的优化。
4.1 催化剂的改进为了提高催化重整反应的效率和降低成本，研究人员提出了很多新的催化剂设计方案，包括改进贵金属催化剂的配方、开发新型催化剂，以及利用纳米技术来改善催化剂的性能等。
催化重整
催化重整 催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。
如果以80~ 180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60~ 165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃，重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。
重整的反应条件是：反应温度为490~ 525℃，反应压力为1~2 兆帕。
重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。
“重整”是指对烃类分子结构进行重新排列，“催化重整”就是利用催化剂对烃类分子结构进行重新排列。
催化重整是石油加工过程中重要的二次加工手段，它旨在生产高辛烷值汽油、或者苯、甲苯以及二甲苯等化工原料，并副产大量氢气。
(1) 催化重整的化学反应催化重整过程中的化学反应主要有以下几类：①六元环的脱氢反应；②五元环的异构脱氢反应；③烷烃的环化脱氢反应；④异构化反应；⑤加氢裂化反应；⑥烯烃的加氢饱和反应；⑦生焦反应。
反应①、②和③是生成芳香烃的反应，无论对于生产高辛烷值汽油还是芳香烃都是有利的。
这三类反应的速率具有很大差异，反应①进行得很快；反应②比反应①的速率慢得多，因此五元环通常只能一部分转化成芳香烃；而反应③最慢，一般在重整过程中，烷烃转化成芳香烃的转化率很低，需要用铂－铼双金属催化剂或多金属催化剂来提高烷烃的转化率。
(2) 催化重整催化剂①催化剂的分类。
按照活性金属的类别和含量的高低，重整催化剂可分为单金属、双金属和多金属催化剂三类。
单金属催化剂一般是单铂催化剂，以Al2O3为载体，以铂为活性组分（约含0.1～0.7wt%），并含有一定量的酸性组分——卤素（0.4～1.0wt%）。
双金属催化剂，如铂－铼、铂－锡催化剂，多金属催化剂，如铂－铼－钛催化剂。
双金属催化剂和多金属催化剂具有如下优点：良好的热稳定性，对结焦不敏感，对原料适应性强，使用寿命长。
②催化剂的失活。
重整催化剂失活的原因包括：积炭覆盖活性中心表面，活性中心被杂质污染中毒，在高温作用下催化剂金属活性组分晶粒聚集变大或分散不均匀，在高温作用下催化剂载体的孔结构发生变化而使表面积减小。
催化重整 (2)
催化重整一、引言催化重整是一种重要的化学反应过程，在石油化工工业中被广泛应用。
重整反应通过改变碳氢化合物的结构，提高烷烃类化合物的辛烷值，从而增加其燃料的抗爆性能和热值。
本文将详细介绍催化重整的原理、机理以及工艺条件等相关内容。
二、催化重整的定义和原理催化重整是指将低辛烷值的烷烃类化合物通过催化剂的作用，转化为高辛烷值的芳烃类化合物的反应过程。
催化重整的原理主要涉及以下几个方面：1.催化剂：催化重整反应中常使用的催化剂主要包括铂、铑、钼等负载在陶瓷或金属载体上的金属催化剂。
这些催化剂具有良好的热稳定性和活性，能够在高温和高压的条件下，提供催化活性位点，促进重整反应的发生。
2.反应物：催化重整反应中的反应物一般为低辛烷值的烷烃类化合物，如石脑油、蜡油等。
这些烷烃类化合物中的直链烷烃和环烷烃可以在催化剂的作用下发生裂解和重排，生成较高辛烷值的芳烃类化合物。
3.反应机理：催化重整反应主要涉及两个基本过程，即裂解和重排过程。
裂解过程是指烷烃类化合物中的碳碳键被断裂，产生碳氢碳烯烃。
重排过程是指碳氢碳烯烃在催化剂的作用下进行分子内重排，产生较高辛烷值的芳烃类化合物。
三、催化重整的工艺条件催化重整反应的工艺条件对于反应的效果和催化剂的寿命非常重要。
以下是常用的催化重整反应的工艺条件：1.温度：催化重整反应的温度一般在450-550摄氏度之间。
温度过低会导致反应速率较慢，而温度过高则容易引起副反应和催化剂的失活。
2.压力：催化重整反应的压力一般在1-10兆帕之间。
适度的反应压力对于提高产率和选择性有一定的影响。
3.空速：催化重整反应的空速一般在1-4小时-1之间。
空速过高会导致反应物停留时间过短，而空速过低则会增加反应时间和催化剂的用量。
4.催化剂的选择：不同的催化剂对催化重整反应有不同的催化活性和选择性。
根据不同的反应物和要求，选择适合的催化剂非常重要。
5.反应物的预处理：在催化重整反应前，需要对反应物进行预处理，通过脱硫、脱氮等步骤去除杂质，以提高反应的效果和催化剂的寿命。
第四章 催化重整
40
以正庚烷为例，它在铂催化剂上的反应历程可表示如下：
在497℃、1.46MPa条件下测得上列5个反应的起始反应速率，
如下表：
41
正庚烷脱氢环化的反应速率 (γ3)很小，比六员环烷烃的脱氢
反应速率 ( γ4)要小得多，两者相差达一个数量级。烷烃分子中的 碳链越长则其脱氢环化反应的速率越大，在相同条件下，正庚烷
虽然第一步反应的△Z1>0(标准等压位)，但是由于△Z2是很大的负值， 所以总的△Z<0，而且计算得的Kp很大。因为第二步反应的平衡转化率很 高，所以环己烷的浓度很低，使第一步反应得以继续进行。
23
综上所述，五员环烷烃的异构脱氢反应与六员环烷烃的脱氢反
应在热力学规律上是很相 似的，即它们都是强吸热反应，在重整
1
4.1.1催化重整的目的
1.提高汽油的辛烷值
在催化重整过程中,发生环烷脱氢、烷烃脱氢环化等生成芳烃
的反应以及烷烃异构化等反应，都会使汽油的辛烷值提高。
2.制造芳烃
2
4.1.2催化重整的发展简史
1940年美国建成了第一套以氧化钼/氧化铝为催化剂的催化重整装
置，以后又使用氧化铬/氧化铝作催化剂的工业装置，反应在高温低压 下进行，该催化剂活性不高、积炭很快，反应进行4～8h后即需再生，
3.芳烃的异构化
在重整条件下，二甲苯能进行异构化反应：
C
+
C H H2 C C H2
+
C
C
+ +
C C
+
C
C - H+
C CH4
C
C C
+
+
C - H2 C
C H2
石油加工-催化重整
05:59
20
3、空速 空速越大，处理能力越大。采用空速大小主要 取决于催化剂的活性水平和原料性质。 环烷基原料，采用较高的空速；烷基原料，采 用较低的空速。 铂重整：3h-1 铂－铼重整：1.5~2h-1
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21
4、氢油比 使用循环氢的目的： （1）抑制生焦反应、保护催化剂；
（2）热载体作用，减少反应床层的温降，提高 反应器内的平均温度；
05:59
45
重整原料中杂质含量的限制要求，µg/g
杂质
硫 氯化物 水
含量
0.15~0.5 ≤0.5 ≤2
杂质
氮 砷 氟化物
含量
≤0.5 ≤1 µg/kg ≤0.5
铅
铜
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≤10
≤10
磷化物
溶解氧
≤0.5
≤1.0
46
二、固定床半再生式催化重整工艺流程
1、原料预处理部分
1－预分馏塔；2－预加氢加热炉；3，4－预加氢反应器；5－脱水塔
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6
近年来发展连续重整： 催化剂：铂－锡催化剂 反应器：移动床连续再生式 特点：催化剂连续再生；反应条件苛刻：低 反应压力、低氢油比和高反应温度；重整生成油 的辛烷值高（RON=100），液体和氢气产率高；
投资也高30％。
05:59
7
第二节
催化重整的化学反应
一、催化重整的化学反应类型
1、六员环烷的脱氢反应
05:59
32
3、中毒
分永久性中毒和非永久性中毒。前者其催化剂活性
不能恢复，后者在更换无毒原料后，活性可以逐渐恢复。 （1）永久性毒物 As、Pb、 Mo、Fe、Cu、Hg、Ni等。 砷与铂形成合金，催化剂上As>200 µg/g ，催化剂 完全失活。要求As<1～2 µg/kg.
催 化 重 整
（二）异构化反应
n-C7H16
CH3
i-C7H16
CH3
CH3
CH3 CH3
（三）加氢裂化反应
n-C7H16
CH3
H2
H2 CH3
n-C3H8
CH2 CH2
i-C4H10
CH CH3 CH3
CH CH3
CH3
H2
C3H8
（四）缩合生焦反应
在重整条件下，烃类还可以发生叠合和缩合等分子增大的反应，最 终缩合成焦炭，覆盖在催化剂表面，使其失活。因此，这类反应必 须加以控制.
• 六元环烷的脱氢反应进行得很快，在工业条件下能达到化学平 衡，是生产芳烃的最重要的反应；五元环烷的异构脱氢反应比 六元环烷的脱氢反应慢很多，但大部分也能转化为芳烃；烷烃 环化脱氢反应的速率较慢，在一般铂重整过程中，烷烃转化为 芳烃的转化率很小。铂铼等双金属和多金属催化剂重整的芳烃 转化率有很大的提高，主要原因是提高了烷烃转化为芳烃的反 应速率。
料油的终馏点一般取180℃。终馏点过高时，焦炭、气体产率
将上升，而液体收率将下降，且生产周期将缩短。 • 结论：以生产高辛烷值汽油为目的时，重整原料一般应切取大 于C6馏分。
2.族组成
含较多环烷烃的原料是良好的重整原料，环烷烃含量高的原料不仅在重 整时可以得到较高的芳烃产率和氢气产率，而且可以采用较大的空速，催
3H2
CH3
CH3
3H2
CH3
CH3
3H2
CH3
CH3
•
2.五元环烷烃异构脱氢反应
CH3
CH3
3H2
CH3
CH3
3H2
CH3
3.烷烃环化脱氢反应
n-C7H16 -H2
第七章催化重整
H3C
CH3
H3C
CH3
CH3
25
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理
B. 环烷烃的异构化
C2H5
CH3
以上是我们希望得到的反应，下面讨 论不利于重整的反应。
26
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理
（4）裂化反应
脱氢
金属功能
脱氢环化
金属＋酸性功能
异构化
酸性功能
氢解
金属功能
加氢裂化
金属＋酸性功能
21
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理
金属功能：由金属铂实现，锡本身没有加氢 和脱氢功能，但是能够使铂更好的分散并且 提高铂的抗焦性能。
酸性功能：由载体Al2O3和Cl元素实现
OH
Cl
OH
Al O
Al O
Al O
3
一 概述
化合物 环己烷 甲基环己烷 1,3 －二甲基环己烷 异辛烷 苯 甲苯 间二甲苯
RON 83 74.8 71.7 100 >100 120 117.5
4
一 概述
1.重整装置的生产目的 高辛烷值汽油、芳烃、氢气
2. 重整技术发展简介
催化剂：白土 高铂小球 铂－铼 铂－锡 工 艺：不再生 半再生 连续再生
22
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理
2. 重整的主要反应 （1）环烷烃脱氢
+ 3H2
每摩尔的环烷烃生成3摩尔的氢气
23
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理
（2）烷烃脱氢环化
H3C
CH3
H3C
H3C
第八章 催化重整
二、催化重整化学反应的热力学和动力学
热力学：反应在什么条件下进行，进行到什
么程度以及反应的热效应。 动力学：反应速度。 热力学上能进行甚至可以达到很高的平衡转 化率，但是反应速度却很低，那么，这个反应是 没有很大的实际意义的。因此必须从热力学和动 力学两个方面来研究化学反应。
异构物，有利于辛烷值的提高，但由于同时生成
<C5的分子烃而使汽油产率下降。
（六）生焦反应：在重整催化剂上积炭的速度要比 催化裂化慢得多。
结论
●六员环脱氢反应最容易进行，反应速度最
快，五员环脱氢异构反应稍慢，烷烃脱氢
环化最难进行，需要合适的催化剂和较苛
刻的反应条件。
●芳构化反应都是强吸热反应。
第三节
（二）催化重整工艺的发展
1、固定床半再生催化重整工艺 特点是反应器采用固定床形式，4个反应器串 联操作。当运转一段时期催化剂活性下降不能继 续使用时，将装臵停下来进行催化剂再生。然后
重新开工运转。由于采用双（多）金属催化剂。
此装臵可以生产RON为85-100的重整汽油，操作周 期一般为1-3年，催化剂可再生5-10次。
大的比例。例如大庆直馏60-130℃馏分的C6、C7
五员环烷烃分别占41%和25%，在胜利油中则比例
更大，分别占41%和35%。五员环烷烃的异构脱氢
在重整反应中是仅次于六员环烷烃脱氢反应的重
要反应。
五员环烷烃异构脱氢的转化率常常取决于反 应时间和反应速度而不是化学平衡。
五员环烷烃异构脱氢反应与六员环烷烃的脱 氢反应比较：
动力学角度
环化脱氢反应速度比芳构化反应速度低得多。 提高烷烃的环化脱氢反应速度、提高催化剂的选 择性。提高反应温度和降低反应压力有利于烷烃 转化为芳烃。
第四章 催化重整剖析
6
7
经预处理的原料进入装置后，与循环氢混合并加热至490～ 525℃，在1～2MPa压力下进入反应器进行反应。离开反应器的 物料进入分离器： ①分离出含氢为75～90v％的气体，以供循环使用。 ②液体为含30～70％芳烃的重整汽油，它的RON达90以上，可作 为高辛烷值汽油组分；也可送往芳烃抽提装置，用二乙二醇醚、 三乙二醇醚、二甲基亚砜或环丁砜为溶剂抽出其中的芳烃，经过 精馏便可得到苯、甲苯、二甲苯等有机化工原料。
24
与六员环烷烃相比，五员环烷烃还较易发生加氢裂化反应，这 也导致转化为芳烃的转化率降低。提高五员环烷烃转化为芳烃的选 择性主要地是要靠寻找更合适的催化剂和工艺条件，例如催化剂的 异构化活性对五员环烷烃转化为芳烃有重要的影响。
CC
+
C C+
C
+
C
C+
+
+
前者异构容易后者难。仲正碳离子比伯正碳离子容易生成所 需能量少。
21
由五员环烷烃异构化为六员环烷烃的反应是轻度放热的，同时 随着反应温度的升高其于衡常数显著减小。
22
五员环烷烃异构脱氢反应可看作由两步反应组成：
虽然第一步反应的△Z1>0(标准等压位)，但是由于△Z2是很大的负值， 所以总的△Z<0，而且计算得的Kp很大。因为第二步反应的平衡转化率很 高，所以环己烷的浓度很低，使第一步反应得以继续进行。
原料预处理 60～145℃
重整反应
芳烃抽提
芳烃精馏
11
4.2 催化重整的反应及机理
催化重整是以60～180 ℃的石脑油馏分为原料,在一定的操作条 件和催化剂的作用下，烃分子发生重新排列，使环烷烃和烷烃转化 成芳烃或异构烷烃，同时产生氢气的过程。
第四章催化重整催化剂.
第四章催化重整1.什么是催化重整？催化重整是以C6~C11石脑油为原料，在一定的操作条件下（温度、压力、氢油比）和催化剂的作用下，烃类分子结构发生重新排列的过程。
2.催化重整的目的是什么？催化重整的目的是生产高辛烷值汽油和生产芳香烃。
3.重整催化剂上发生主要反应有哪些？主要有芳构化反应、异构化反应、加氢裂化反应和缩合生焦反应。
4.重整催化剂对原料油的要求是什么？馏程：以生产高辛烷值汽油为目的时，则选用80～180℃的馏分为原料；若要生产C6～C8芳烃，则选用60～145℃的馏分为原料；生产轻芳烃-汽油时，采用60～180℃的馏分。
杂质含量：硫﹤0.5μg/g、氮﹤0.5μg/g、氯﹤1μg/g、水﹤5μg/g、砷﹤0.0011μg/g、铝、铜等﹤0.02μg/g。
5.重整催化剂的双功能指的是什么？重整催化剂是一种既具有促进加氢/脱氢作用的金属功能，同时具有促进裂化、异构化反应的酸性功能，称为双功能催化剂。
6.重整催化剂的主要组成是什么？重整催化剂由基本活性组分(如铂、钯、铱、铑)、助催化剂(如铼、锡等)和酸性载体(如含卤素的γ-AI2O3)所组成。
7.铂-铼重整催化剂的优点和缺点是什么？主要有以下优点：①适于低压、高温、低氢油比的苛刻条件，从而有利于重整生成芳烃的化学反应。
②在苛刻条件下操作，稳定性和选择性都较好。
其活性下降的速度只有最好的铂催化剂的1/5，芳烃转化率超过100%，可达130%，而且液体收率和氢气纯度都较高，汽油的辛烷值RON可高达100。
③再生性能好，使用寿命长，一般为单铂催化剂的2～4倍，国外一般可使用5年以上。
铂铼催化剂最突出特点是稳定性和选择性好。
铂铼催化剂不足之处：①只改进了催化剂的稳定性而没有提高其活性。
②开工时，因催化剂的的加氢裂解性能太强，会放出大量的热，产生超高温现象。
因此，必须掌握好开工技术，防止烧坏催化剂。
8.在固定床半再生重整装置上常用催化剂是什么？在移动床连续再生重整装置上的用催化剂是什么？铂铼重整催化剂，铂锡重整催化剂。
浅谈催化重整的化学反应机理
浅谈催化重整的化学反应机理1. 引言1.1 催化重整的定义催化重整是一种重要的化学反应过程，通过催化剂的作用，将原料分子重新排列组合，从而产生新的有机分子或化合物。
催化重整通常在高温和高压下进行，以提高反应速率和产物收率。
这种反应在化工生产中起着至关重要的作用，可以用来生产各种化学品，如烃类化合物、醇类化合物等。
1.2 催化重整的重要性催化重整是一种重要的化学反应过程，具有广泛的应用领域和重要的意义。
在工业生产中，催化重整可以将原料转化为更有用的化合物，提高产品的质量和产量，降低生产成本。
催化重整还可以帮助减少能源消耗和减少环境污染，是实现绿色化工生产的重要途径之一。
在石油化工、医药化工、精细化工等领域，催化重整都发挥着重要的作用，为促进工业发展和提高社会生活质量发挥着关键性的作用。
研究催化重整的化学反应机理，探索催化剂在重整反应中的作用，优化反应条件和提高催化剂的选择和设计是十分重要的。
通过深入了解催化重整的重要性，可以更好地推动相关技术的发展，促进化工行业的进步和可持续发展。
1.3 催化重整的应用领域催化重整是一种广泛应用于化工领域的重要反应过程，其应用领域非常广泛。
催化重整的应用领域主要包括石油加工、化工生产、能源开发等方面。
在石油加工中，催化重整被广泛用于生产高辛烷值的汽油，使汽油更加清洁高效。
在化工生产中，催化重整被应用于生产芳烃、烯烃等有机化合物，为化工产品的生产提供了重要支持。
催化重整还被应用于能源开发领域，可以用于生产生物柴油、合成气体等新型能源产品，为能源领域的发展提供了重要技术支持。
催化重整在化工生产中扮演着不可替代的重要角色，其应用领域涵盖了多个领域，在提高产品质量、提高生产效率、节约能源消耗等方面发挥着重要作用。
2. 正文2.1 催化重整的化学反应机理概述催化重整的化学反应机理主要包括以下几个步骤：裂解、重排、重结合和脱氢等。
在催化重整反应中，原料分子首先被裂解成较小的碳氢烃短链，然后经过重排和重结合反应得到较长的链烃，最后进行脱氢反应生成芳香烃。
催化重整工艺生产过程概述
催化重整工艺生产过程学院：班级：学号：姓名：指导教师：编制日期：名目1.概论 (5)1.1催化重整简介 (5)1.2催化重整在石油加工中的地位 (5)1.3催化重整开展史 (5)1.4催化重整工艺过程 (6)生产高辛烷值汽油方案 (7)1.4.2生产芳烃方案 (8)2.催化重整化学反响机理 (8)2.1芳构化反响 (8)六元环脱氢反响 (8)五员环烷烃异构化成六员环烷烃 (8)2.1.3烷烃的脱氢环化反响 (9)2.1.4.芳构化反响特点 (9)2.2异构化反响 (9)2.3加氢裂化反响 (10)2.4积炭反响 (10)3.催化重整催化剂 (10)3.1催化重整催化剂类型及组成 (10)活性组分 (10)助催化剂 (11)3.1.3载体 (12)3.2.催化重整催化剂评价 (12)3.2.1化学组成 (12)3.2.2物理性质 (12)3.2.3使用性能 (12)3.3催化重整催化剂使用 (14)3.3.1开工技术 (14)反响系统中水氯平衡的操纵 (15)3.3.3催化剂的失活操纵与再生 (16)4.催化重整原料选择及处理 (19)4.1原料的选择 (19)4.1.1馏分组成 (19) (19)4.1.3杂质含量 (19)4.2重整原料的预处理 (20)4.2.1预分馏 (20)4.2.2预加氢 (20)4.2.3预脱砷 (20)脱金属 (21)4.2.5脱氯 (21)5.催化重整的具体工艺工程 (22)5.1世界有两种工业化连续重整技术 (22)5.1.1美国环球油品公司〔UOP〕 (22)5.1.2法国石油研究院〔IFP〕 (23)5.2原料及产品 (24)5.2.1原料 (24)5.2.2产品 (24)5.3工艺流程 (25)5.3.1生产高辛烷值汽油流程 (25)5.3.2生产芳烃流程 (25)5.4原料预处理 (25)5.4.1预分馏 (26)5.4.2预加氢 (26)5.4.3预脱砷 (26)5.5催化重整 (26)5.5.1固定床半再生式工艺流程 (26)5.5.2移动床连续再生式工艺流程 (27)5.5.3催化重整反响器 (28)5.6芳烃抽提工艺流程 (28)5.7芳烃精馏工艺流程 (29)5.8麦格纳重整工艺流程 (29)5.9重整反响的要紧操作参数 (29)反响温度 (29)反响压力 (30)5.9.3空速 (30)5.9.4氢油比 (30)5.10催化重整工艺特点 (30)6.催化重整的重要部位及设备 (31)6.1重要部位 (31)6.2重要设备 (31)反响器 (31)6.2.2高压不离器 (31)6.2.3氢气压缩机 (31)6.2.4进料换热器 (32)6.2.5多流路四合一加热炉 (32)6.2.6在生器 (32)6.2.7重整反响器 (32)7.重整装置能耗分析 (33)7.1半再生重整装置能耗分析 (33)7.2连续重整装置能耗分析 (35)7.3两种重整工艺能耗比照分析 (36)8.落低重整能耗的措施 (37)8.1提高加热炉热效率 (37)8.1.1余热回收 (37)8.1.2提高加热炉热效率 (37)8.2落低循环氢压缩机功率 (37)8.3优化工艺流程 (37)落低临氢系统压力落 (37)8.3.2.加热炉增加并联流路 (38)8.4选用高效设备 (38)8.5能耗总结 (38)9.平安设施设置的考虑 (38)9.1重整循环氢低流量的联锁 (38)9.1.1重整循环氢要紧作用 (38)9.1.2重整循环氢断流或流量过低对装置造成的危害 (39)9.1.3重整循环氢压缩机保卫措施 (39)9.2离心式重整循环氢压缩机防喘震系统的考虑 (39)9.3重沸炉的多流路操纵与低流量保卫 (39)9.4平安环保系统的考虑 (40)10.催化重整危险因素分析及其防范措施 (40)开停工时危险因素及其防范 (40)停工过程中危险因素及其防范 (40)开工过程中危险因素及其防范 (41)正常生产中危险因素及其防范 (41)10.2.1设备防腐 (41)10.2.2催化重整装置常见事故处理原那么 (42)装置易发生的事故及其处理 (42)10.3.1重整单元常见事故处理方法 (42)10.3.2抽提单元常见事故处理 (43)10.3.3精馏单元常见事故处理 (43)1．概论催化重整：在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程喊催化重整。
催化重整技术讲义
再生就是间断进行得。 连续再生式
在装置运行期间,反应和再生同时进行。
图10-1-1 半再生催化重整工艺流程示意图 1－反应器;2－加热炉;3－稳定塔; 4－压缩机;5－分离器
大家学习辛苦了，还是要坚持 继续保持安静
半再生重整得反应器一般采用固定床,即装 置运行一段时间后,装置停下来进行催化剂得再 生,反应与再生就是间断进行。
220 -57.0 1.81104 216 -60.7 3.39104
CH3 CH3
CH3 CH3 +3H2
213 -70.3 1.77105
因此从热力学上判断,对于此类反应较高得反 应温度和较低得反应压力对反应就是有利得。
图10-2-1 温度及氢分压对环己烷转化为苯得 平衡产率得影响
当温度在450 ℃以上,压力 在2、0MPa 以下时,六员 环烷烃几乎 可以全部转 化为芳烃
1、环烷烃得异构化反应
在催化重整得条件下,分子中碳数≥6得五员 环烷烃可以异构化成六员环烷烃,而六员环烷烃 便可以进一步脱氢成芳香烃。
石油中环烷烃有相当大得部分就是五员环 烷烃,这些五员环烷烃不经过异构化就是无法转 化为芳烃得,因此环烷烃得异构化反应在催化重 整过程中就是十分重要得。
表10-2-3 环烷烃异构化反应热力学参数
三、催化重整工艺流程简述
由于催化重整就是吸热过程,所以在反应过程中 温度逐渐降低,为此催化重整一般就是3～4个反应器 串联,在每个反应器之间通过加热炉加热,以补偿反应 所吸收得热量,维持适宜得反应温度。
催化重整催化剂在反应过程中会因积炭而逐渐 失活,经再生后可以恢复其活性,根据催化剂得再生方 式得不同可以分为:
1940美国建成了第一套以氧化钼/氧化铝作催化 剂得催化重整装置,后来又建成了氧化铬/氧化 铝作催化剂得重整装置。 该过程又称临氢重整过程,可以生产RON为 80左右得汽油。其缺点就就是:催化剂活性不 高,积炭快,反应周期短,处理能力小,操作费用大, 汽油得辛烷值也不高。
催化重整原理
催化重整原理催化重整是一种重要的化学反应过程，它在工业生产和科学研究中都有着广泛的应用。
催化重整原理是指通过催化剂的作用，将原料分子重新排列组合，生成具有更高能量和更有用的产物。
催化重整反应可以分为烷烃重整和芳烃重整两种类型，它们在石油加工、燃料生产、化工等领域都有着重要的地位。
催化重整的原理主要包括两个方面：催化剂和反应机理。
首先，催化剂是催化重整反应中至关重要的组成部分，它能够降低反应活化能，加速反应速率，并且在反应结束后可以重新被利用。
常见的催化剂包括贵金属、氧化物、酸碱等，它们能够通过吸附、解离、表面扩散等方式与反应物发生作用，从而促进反应的进行。
其次，催化重整的反应机理通常包括吸附、解离、表面扩散、再组合等步骤，这些步骤相互作用，共同完成了原料分子的重新排列组合，生成产物的过程。
烷烃重整是指通过催化剂的作用，将低碳数的烷烃分子重新排列组合成为高碳数的烷烃或芳香烃的反应过程。
常见的烷烃重整反应包括异构烷烃转化为环烷烃或芳香烃的反应，如异辛烷转化为苯乙烯的过程。
这种类型的催化重整反应在汽油、航空燃料等燃料生产中具有重要意义，能够提高产品的辛烷值和抗爆性能，改善燃料的质量。
芳烃重整是指通过催化剂的作用，将低芳烃含量的混合物转化为高芳烃含量的产物的反应过程。
常见的芳烃重整反应包括甲基环己烷转化为二甲苯的过程，苯与丙烯发生酸性催化重整反应生成乙苯等。
这种类型的催化重整反应在苯乙烯、乙苯等芳烃产品的生产中具有重要意义，能够提高产品的收率和纯度，满足市场需求。
总的来说，催化重整原理是一种通过催化剂作用促进原料分子重新排列组合生成高能量、高附加值产物的重要反应过程。
它在能源领域、化工领域、材料科学等多个领域都有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信催化重整原理将会得到更深入的理解，并在未来发展中发挥更加重要的作用。
第九章 催化重整
一、重整原料的选择 2. 族组成
（3）重整生成油中的实际芳烃含量与原料的芳烃潜含量之比 称为“芳烃转化率” 重整转化率” 称为“芳烃转化率”或“重整转化率”。
重整芳烃转化率（质量％）=芳烃产率（质量％）/芳烃潜含量（质量％） 重整芳烃转化率（质量％）=芳烃产率（质量％）/芳烃潜含量（质量％） ％） ％）
二、催化重整发展简介
1940美国建成了第一套以氧化钼 氧化铝 美国建成了第一套以氧化钼/氧化铝 美国建成了第一套以氧化钼 作催化剂的催化重整装置， 作催化剂的催化重整装置，后来又建成 了氧化铬/氧化铝作催化剂的重整装置。 了氧化铬 氧化铝作催化剂的重整装置。 氧化铝作催化剂的重整装置 该过程又称临氢重整过程，可以生产 该过程又称临氢重整过程， RON为80左右的汽油。其缺点就是催化 为 左右的汽油 左右的汽油。 剂活性不高，积炭快，反应周期短， 剂活性不高，积炭快，反应周期短，处 理能力小，操作费用大， 理能力小，操作费用大，汽油的辛烷值 也不高。 也不高。
一、催化重整在石油加工中的地位 3. 催化重整在石油加工中的地位 降低烯烃和硫含量并保持较高的辛烷值是我 国炼油厂生产清洁汽油所面临的主要问题， 国炼油厂生产清洁汽油所面临的主要问题，在 解决这个矛盾中催化重整将发挥重要作用。 解决这个矛盾中催化重整将发挥重要作用。 石油是不可再生资源， 石油是不可再生资源，其最佳应用是达到效 益最大化和再循环利用。 益最大化和再循环利用。石油化工是目前最重 要的发展方向，BTX是一级基本化工原料 是一级基本化工原料， 要的发展方向，BTX是一级基本化工原料，全 世界所需的BTX有一半以上是来自催化重整。 BTX有一半以上是来自催化重整 世界所需的BTX有一半以上是来自催化重整。
CH3
3H2
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预加氢：脱除原料油中对催化剂有害的杂质，使
杂质含量达到限制要求。同时使烯烃饱和以减少 催化剂的积炭，延长运转周期。
预加氢催化剂一般采用钼酸钴、钼酸镍催化剂，
也有用复合催化剂。
脱水塔进行脱水。重整原料油要求的含水量很低，
一般的汽提塔难以达到要求，故采用蒸馏脱水法。 脱水塔实质上是一个蒸馏塔。塔顶产物是水和少 量轻烃的混合物，经冷凝冷却后在分离器中油水 对原料杂质要求： S:分层，再分别引出。 0.15～0.5 μg/g As: ≤ μg/kg Pb: <10 μg/g
度不同，使芳烃和非芳烃得到分离。
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重整反应产物经过抽提后得到的是苯、甲苯、二
甲苯和重芳烃的混合物，芳烃精馏的目的就是将
它们分离成单体芳烃。
目前我国芳烃精馏的工艺流程有两种类型：一种
是三塔流程，用来生产苯、甲苯、混合二甲苯和 重芳烃；另一种是五塔流程，用来生产苯、甲苯、 邻二甲苯、间对二甲苯、乙基苯和重芳烃。
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以生产芳烃产品为目的时，重整反应产物 —— 脱
戊烷油中一般含芳烃 30 ％～ 60 ％，其余是非芳烃。 这一混合物中，芳烃和非芳烃的沸点相近或有共 沸现象一般用精馏的方法很难将它们分开，通常
采用液-液抽提的方法，先分出混合芳烃，然后进
行芳烃精馏。
芳烃液-液抽提的原理是根据芳烃在溶剂中的溶解
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石油加工工程
7．烯烃的饱和反应（不是主要反应）
C7H14 + H2
8．积炭反应（不是主要反应）
C7H16
烃类的深度脱氢，生成烯烃和二烯烃，烯烃进一步聚合
及环化，形成稠环芳香烃，并吸附在催化剂上，最终转
化成焦炭而使催化剂失活
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脱氢反应
有一部分会发生 副反应
分作原料 ( 窄馏分）。生产实际中常用 60 ～
130℃馏分作原料
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单体烃 正己烷 异己烷 甲基环戊烷 环己烷 苯
沸点，℃ 68.7 60.3 71.8 80.8 80.1
实测辛烷值 RON MON 26 73.4 91 83 >100 26 73.5 80 77 >100
氢裂化会使液体收率降低，所以，对加氢裂化
反应要适当控制
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生产上通常用“芳烃潜含量”来表征重整原料的反应性
能，即当原料中的环烷烃全部转化成芳烃时所能得到的
芳烃量。其计算方法如下(含量皆为质量分数)
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指
芳烃潜含量定义： 重整原料中C6～C8的环烷烃全部转化成芳烃， 再加上原料中本身含有的C6～C8芳烃，二者总 共占原料油的质量百分数（%）
M.A
+ 4H2
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烷烃的环化脱氢反应是提高重整转化率的重要措施之一
石油加工工程
5．加氢裂化反应
CH3 n-C7H16 + H2 A CH3-CH2-CH3 + CH3-CH-CH3
6．芳烃脱烷基反应（不是主要反应）
R M R'H
+
H2
+ R''H
CH3 CH3
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+ H2
M
CH3
+ CH4
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三、催化重整工艺流程
原料预处理 以高辛烷值汽油为主 重整反应
拔头油 重整原料 副产氢气 原料预处理 重整反应系统 燃料气 高辛烷值 汽油组分
6
重整循环氢
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以生产芳烃为主
原料预处理 重整反应 芳烃抽提和分离部分
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重整催化剂是一种双功能催化剂，即有金属功能，进行 脱氢和环化等反应；又有酸性功能，进行异构化和加氢 裂化反应
1．六员环的脱氢反应
CH3 M
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CH3
+
3 H2
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2．五员环烷烃的异构脱氢反应
R A R'
+ 3 H2
CH3
CH3 CH3
+ 3 H2
3．直链烷烃的异构化反应
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二、催化重整的主要操作因素
1．反应温度
无论从反应速度还是化学平衡来考虑，提高反应温度
对催化重整都有利，但反应温度还受以下因素的限制：
① 设备材质； ② 催化剂的耐热稳定性和容碳能力等； ③ 非理想的副反应。提高反应温度则加氢裂化反应加剧，
催化剂积炭加快，液体产率下降
一般为480～520℃
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生产芳烃和生产高辛烷值汽油时，其原料预处理和重整反应
两部分的工艺流程基本相同，不同之处在： ① 因存在裂解反应，重整生成油中含有少量烯烃，在芳烃 抽提时，烯烃会混入芳烃而影响芳烃纯度，因此要经过后加 氢使这些烯烃饱和 ② 分离出富氢气体后的重整生成油进入脱戊烷塔，塔顶分 出≤C5 的轻组分，塔底为脱戊烷油，即芳烃抽提的进料
化剂。 UOP连续重整的三个反应器是叠置的。
IFP连续重整的三个反应器则是并行排列。胜炼
连续重整技术提供了更为适宜的反应条件，取得了较高的芳
烃产率、较高的液体收率和氢气产率，突出的优点是改善了 烷烃芳构化反应的条件
规模小的装置来用连续重整是不经济的
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器都是采用移动床反应器，催化剂在反应器和再生器之 间不断地进行循环反应和再生，一般每 3～7d 全部催化
剂再生一遍。
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移动床反应器连续再生式重整反应系统，有美国 UOP 和法
国IFP的专利技术，是目前世界上工业应用主要的两家技术。
UOP和IFP连续重整采用的反应条件基本相似，都用铂锡催
六员环烷烃 芳香烃
五员环烷烃 芳香烃
烷烃 芳香烃
几乎可完全 转化
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最主要反应
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非常重要的反应
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与催化剂性能有关
以上3个反应都是生成芳烃的反应，芳烃有较高的辛烷值， 故目的产品不论是高辛烷值汽油还是芳烃，这些反应都是 有利的。但这三种反应的反应深度是不一样的：
① 六员环的脱氢反应最快，而且转化充分，是催化重整的 基本反应； ② 五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多，但大部分转化；
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目 前 国 内各 重整装置的反应器入口温度多在 480 ～ 530℃之间
馏分过高：催化剂容易结焦，造成失活快，运转周期缩短 馏分过轻：本身的 ON 较高；沸点低于80 ℃的C6环烷烃的 脑油 (Naphtha) 。根据生产任务的不同，所用 调和ON值已高于反应产物苯的调和ON值。
原料的馏程也不同：
① 在生产高辛烷值汽油时，一般用 80 ～ 180℃ 的
馏分(宽馏分）；
② 当以生产 BTX 为主时，则宜用 60 ～ 145℃ 的馏
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目前工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分两大类：
固定床反应器半再生式工艺流程
移动床反应器连续再生式工艺流程
固定床：主要特征是采用3～4个固定床反应器串联，每
0.5～la 停止过油，全部催化剂就地再生一次；
移动床：主要特征是设有专门的再生器，反应器和再生
实质： 原料中的C6～C8环烷烃全部转化成芳烃时 所能得到的芳烃量
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芳烃潜含量只是说明生产芳烃的可能性（潜在能力），
并不是最高能力，原料中芳烃潜含量越高，重整后得到
的芳烃产率就越高
用“芳烃转化率”或“重整转化率”来表征重整原料的
转化深度和操作水平高低
在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率
合乎要求的重整原料。为了保护价格昂贵的重整
催化剂，对原料中的杂质含量有严格的限制。
预分馏：切取合适沸程的重整原料。在多数情况
下，进入重整装置的原料是原油常压塔顶＜180℃ （生产高辛烷值汽油时）或＜130℃（生产轻芳烃 时 ） 汽 油 馏 分 。 在 预 分 馏 塔 ， 切 去 ＜ 80℃ 或 ＜ 60℃的轻馏分。
催化重整原料：直馏汽油馏分（石脑油）、目前为了扩大
对原料要求： 原料来源，也有用焦化汽油、加氢汽油 1. 合适的馏程范围；2. 合适的族组成（芳潜要高）；3. 杂质含量合格
产品：高辛烷值汽油、轻芳烃( BTX )、副产氢气和液化气
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对原料要求： 催化重整的原料主要是直馏汽油馏分，即石
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铂铼重整（固定床）的其他操作条件如下：
空速：1.5～2h-1 氢油比：1200:1(体)；5～10：1(分子比) 压力：1.5～2.0MPa 反应温度：480～520℃
连续重整装置的反应条件一般如下：
7
1、 原料预处理部分
原料预处理
预分馏
预脱砷
预加氢
切取合适沸 程的重整原 料
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含砷量降到 目的：馏分合 100ppb以下 格及杂质含量 合乎原料要求
石油加工工程
除去原料油中 的能使催化剂 中毒的毒物