第五章__催化重整装置全解
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2018/10/14 石油化工过程系统概论 11
西南石油大学
由于重整反应有氢气存在，所以，裂解生 成的烯烃可立即加氢成饱和烃。这样汽油 的安定性就较好。
由于裂化反应的存在，重整催化剂表面上 也会结焦。但因为存在加氢反应，它能抑 制结焦，所以结焦量远较催化裂化的少。 视所用催化剂的不同，一般经1~3年才进行 烧焦再生。
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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
每小时进入反应器的原料量 与反应器内催化剂藏量的比 值
芳烃产率和氢气产率，而且可以采用较大的空速，
催化剂积炭少，运行周期较长。
芳烃转化率（重整转化率）：重油生成油中的实
西南石油大学
用泵将原料油抽入装置，先经换热器与预分馏塔底物料换热，随后进
入预分馏塔进行预分馏。预分馏塔一般在0.3MPa左右的压力下操作， 塔顶温度60~75℃ ，塔底温度40~180℃ 。
预分馏塔顶产物经冷凝冷却后进入回流罐。回流罐顶部不凝气体送住
燃料气管网；冷凝液体(拔头油)一部分作为塔顶回流，一部分送出装 置作为汽油调合组分或化工原料。
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以生产芳烃为目的时，因为苯、甲苯、二
甲苯、三甲苯的碳原子数分别为6、7、8、
9，所以要求原料油尽可能是相应碳数的烃
类，而C6~C9烃类的沸点范围大致在
60~1Hale Waihona Puke Baidu5℃。
结论： 若以生产芳烃为目的，重整原料一
般应切取C6~C9馏分。
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化物、氮化物、氧化物等转变成易于除掉的气体、硫化氢、
氨和水；原料中的砷、铅、铜、汞、铁等金属毒物被催化剂 吸附除掉，满足重整催化剂对原料油中杂质含量的严格要求。
通常原料油含砷量在100~200ppb时，经预加氢后砷含量
可降至1~2ppb以下。若含砷量过高，则必须先经过预脱砷。
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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
重整循环氢 拔头油：直馏汽油在蒸馏时所得到的沸点低于60`C的轻质馏 分.石油炼厂中为了提高直馏汽油中的辛烷值或将其用于催化 重整以生产芳烃,要求除去重整原料中的拔头油。其组成主要 是C5烃类,收率约为原油处理量的百分之零点四到零点六，可 做为石油化工原料,用于烃类裂解,或直接做为工业溶剂等 。
石油化工过程系统概论
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（2）预分馏prefractionation
目的：根据重整装置产品要求，切割成一定馏程
的馏分作为原料。一般切除原料中小于C6的轻组
分，同时脱除原料油中的部分水分，为重整准备 符合馏分要求的原料。
例如，生产芳烃时，切除<60℃的馏分；生产高
辛烷值汽油时，切除<80℃的馏分。
操作。在一定条件下，可将原料油中的砷由
1000ppb脱至小于1ppb。
此法具有工艺流程简单、操作方便等优点。
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③化学氧化脱砷
原料油与氧化剂接触，砷化合物被氧化后
经分馏或水洗被分离出去。
常用的氧化剂有过氧化氢异丙苯和高锰酸
钾。
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预分馏塔底设有重沸器(或重沸炉)，塔底物料一部分在重沸器内用蒸
汽或热载体加热后部分气化，气相返回塔底，为预分馏塔提供热量； 一部分用泵从塔底抽出，经与预分馏塔进料换热后，去预加氢部分， 与重整反应产生的氢气混合后与预加氢产物换热，再经加热炉加热后 进入预加氢反应器(若原料油需预脱砷，则先经脱砷反应器再进预加 氢反应器)。有的装置设有循环氢气压缩机，氢气循环使用，大多数 装置氢气采取一次通过方式。
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（4）重整原料的脱水(dehydration)及脱硫
(desulfurization )
从预加氢过程得到的生成油中尚溶解有
H2S、NH3和H20等，为了保护重整催化剂， 必须除去这些杂质。
脱除的方法有汽提法和蒸馏脱水法。以蒸
馏脱水法较为常用。
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石油化工过程系统概论
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（3）预加氢 prehydrogenation
目的：脱除原料油中的杂质。 将预分馏所得的原料，经钼酸镍（或钼酸钴）催化剂，在压
力1.5～1.8MPa，温度280～360℃，氢油比70～150nm3 ／m3，体积空速2～4h-1条件下加氢精制，烯烃被饱和，硫
汽提塔一般在0.8~0.9MPa压力下操作，塔顶温度85~95℃，塔底温
度185~190℃，塔顶物料经冷凝器冷却后进入回流罐，冷凝液体从回 流罐抽出打回塔顶作回流，含H2S的气体从回流罐分出送入燃料气管 网。水从回流罐底部分水斗排出。 汽提塔底设重沸器作为汽提塔的热源。 脱除硫化物、氮化物和水分的塔底物料(即精制油)，与该塔进料换热 后作为重整反应部分的进料。
际芳烃含量/原料的芳烃潜含量；
芳烃潜含量：原料中C6~C9的环烷烃全转化为芳
烃时所能生产的芳烃量。
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3.杂质含量
重整原料中的少量杂质如砷、铅、铜、硫、氮等
会使催化剂丧失活性，原料中的水和氯含量不恰 当也会使催化剂失活或减活。
为了使重整催化剂能长期维持高活性，必须严格
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（1）预脱砷pre-dearsenization
砷能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入
重整反应器的原料油中砷含量不得高于1.00ppb。
相关数据表明，我国大庆与新疆原油(特别是常压
塔顶油)中的坤含量高，仅仅依靠常规的预加氢难 于达到脱砷要求，必须经过预脱砷。若从常压塔 顶来的原料油含砷量较低，例如<1ppb，则可不 经预脱砷，只需经过预加氢便可达到要求。
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以生产芳烃为主
原料预处理 重整反应 芳烃抽提 芳烃精馏（分离）
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一、工作原理
1．原料预处理 feed pretreatment 为了满足对重整原料的要求，必须对重整原料 油进行预处理。 预处理包括：预脱砷、预分馏、预加氢三部分。 目的：将原料切割成适合重整要求的馏程范围 和脱去对催化剂有害的杂质。
对重整原料馏分的组成的要求根据生产目的
来确定，其馏分组成一般可分为两个馏程范围。
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石油化工过程系统概论
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生产高辛烷值汽油时，采用80~180℃的馏 分； 生产苯、甲苯、二甲苯等芳烃时，采用 60~145℃的馏分；
而同时生产芳烃和高辛烷值汽油时，可采
用60~180℃的宽馏分。
2．脱氢环化反应 烷烃经过脱氢转变为环烷烃，环烷烃进一步脱氢成为芳烃。
上述两种反应为催化重整的主要反应，所以，重整产物 中含有大量的芳烃，重整汽油的辛烷值高；同时，可得到大 量的副产氢气。尤其对铂铼双金属和多金属催化剂而言，芳 烃的转化率是很高的。
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第五章 催化重整装置
catalytic reforming unit
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一、催化重整装置的作用
“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构。
催化重整装置是用直馏汽油(即石脑油)或二次加
工汽油的混合油作原料，在催化剂(铂或多金属)
的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等
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以生产高辛烷值汽油为目的时，原料油的初馏点 不宜过低，因为C≤C6的烷烃本身已有较高的辛 烷值，不需要重整。至于原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。
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第一节 工作原理与流程
根据催化重整的基本原理，一套完整 的重整工业装置大都包括原料预处理和催 化重整两部分。以生产芳烃为目的的重整 装置还包括芳烃抽提和芳烃精馏两部分。
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原料预处理 以高辛烷值汽油为主 重整反应
预脱砷通常设在原料油罐区。
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常用的预脱砷方法有：
①吸附预脱砷
以硅酸铝小球裂化催化剂作为吸附剂，原料油在
常温常压下一次或循环通过吸附剂床层，大部分
砷化合物吸附在硅铝小球催化剂上而被脱除，然 后再进行预加氢脱砷，使砷含量达到要求的标准。
化剂及再生方式不同之外，其他部分基本相同。
国现有的催化重整装置，就装置数量而论，大部分是固定
床半再生式重整过程，但就加工能力来讲，新建的连续再 生式重整已经超过了半再生式重整装置的加工能力。截止 到2002年初，我国催化重整装置共有57套，其加工能力 为18.20Mt/a，其中半再生装置为41套，加工能力为 8.01Mt/a，连续再生式重整装置16套，加工能力为 10.19Mt/s。连续再生式重整加工能力超过半再生式重整 的加工能力。
和多金属重整。
(4)按催化剂的再生形式分，可分为半再生式、循
环再生式和连续再生式等工艺类型。
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目前工业应用的催化重整工艺主要有两大类型，一类是固
定床重整工艺，另一类是移动床重整工艺。
虽然催化重整工业装置有着不同的类型，但除了使用的催
限制重整原料中杂质的含量。
若采用双金属及多金属重整工艺，往往要求其原
料中的砷<1ppb，铅<5ppb，氮<1ppb，硫 <1ppb，水<5ppb。
由于一般重整原料的杂质含量都超过了规定的限
制量，因此都必须经过预处理。
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三、化学反应
催化重整的化学反应主要有以下几种： 1．脱氢反应 六碳环烷烃可脱去部分氢转变为芳烃。
反应，使烃类分子重新排列成新的分子结构，以
生产C6～C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目
的,并利用重整副产氢气供二次加工的热裂化、 延迟焦化的汽油或柴油加氢精制。
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二、重整原料的要求
对重整原料的选择主要有三个方面的要求： 即馏分组成、族组成和很低的毒物及杂质含量。 1.馏分组成
3．异构化反应 正构烷烃变成异构烷烃，异构烷烃的增多也 提高了汽油的辛烷值。
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4．加氢裂化反应
加氢裂化反应生成较小的烃分子，而且在 催化重整条件下的加氢裂化还包含有异构 化反应，因此加氢裂化有利于提高辛烷值。 但是过多的加氢裂化反应会使液体产物收 率降低，因此，对加氢裂化反应要适当控 制。
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四、催化重整工业装置的类型
按照不同的分类方法，催化重整有多种类型：
(1)按原料馏程分，可分为窄馏分重整和宽馏分重
整两类。
(2)按反应床层状态分，可分为固定床重整、移动
床重整和流化床重整。
(3)按催化剂类型分，可分为铂重整、双金属重整
②加氢预脱砷
加氢预脱砷的原理是将含砷化合物加氢分解出金
属砷，然后砷吸附在催化剂上被除去。
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预脱砷所用催化剂是钼酸镍加氢催化剂，该催化
剂对有机砷具有很强的吸附力，其砷容量可达
4.5％。
加氢预脱砷是在预加氢反应器之前加一台以脱砷
为主要目的的前置加氢反应器，两台反应器串联
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预加氢的反应产物从反应器底部流出与预加氢进料换热，
再经冷却后进入油气分离器。从油气分离器分出的含氢气 体送出装置供其他加氢装置使用。液体从分离器底部流出 经换热器进入汽提塔（脱水塔）。
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由于重整反应有氢气存在，所以，裂解生 成的烯烃可立即加氢成饱和烃。这样汽油 的安定性就较好。
由于裂化反应的存在，重整催化剂表面上 也会结焦。但因为存在加氢反应，它能抑 制结焦，所以结焦量远较催化裂化的少。 视所用催化剂的不同，一般经1~3年才进行 烧焦再生。
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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
每小时进入反应器的原料量 与反应器内催化剂藏量的比 值
芳烃产率和氢气产率，而且可以采用较大的空速，
催化剂积炭少，运行周期较长。
芳烃转化率（重整转化率）：重油生成油中的实
西南石油大学
用泵将原料油抽入装置，先经换热器与预分馏塔底物料换热，随后进
入预分馏塔进行预分馏。预分馏塔一般在0.3MPa左右的压力下操作， 塔顶温度60~75℃ ，塔底温度40~180℃ 。
预分馏塔顶产物经冷凝冷却后进入回流罐。回流罐顶部不凝气体送住
燃料气管网；冷凝液体(拔头油)一部分作为塔顶回流，一部分送出装 置作为汽油调合组分或化工原料。
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以生产芳烃为目的时，因为苯、甲苯、二
甲苯、三甲苯的碳原子数分别为6、7、8、
9，所以要求原料油尽可能是相应碳数的烃
类，而C6~C9烃类的沸点范围大致在
60~1Hale Waihona Puke Baidu5℃。
结论： 若以生产芳烃为目的，重整原料一
般应切取C6~C9馏分。
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化物、氮化物、氧化物等转变成易于除掉的气体、硫化氢、
氨和水；原料中的砷、铅、铜、汞、铁等金属毒物被催化剂 吸附除掉，满足重整催化剂对原料油中杂质含量的严格要求。
通常原料油含砷量在100~200ppb时，经预加氢后砷含量
可降至1~2ppb以下。若含砷量过高，则必须先经过预脱砷。
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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
重整循环氢 拔头油：直馏汽油在蒸馏时所得到的沸点低于60`C的轻质馏 分.石油炼厂中为了提高直馏汽油中的辛烷值或将其用于催化 重整以生产芳烃,要求除去重整原料中的拔头油。其组成主要 是C5烃类,收率约为原油处理量的百分之零点四到零点六，可 做为石油化工原料,用于烃类裂解,或直接做为工业溶剂等 。
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（2）预分馏prefractionation
目的：根据重整装置产品要求，切割成一定馏程
的馏分作为原料。一般切除原料中小于C6的轻组
分，同时脱除原料油中的部分水分，为重整准备 符合馏分要求的原料。
例如，生产芳烃时，切除<60℃的馏分；生产高
辛烷值汽油时，切除<80℃的馏分。
操作。在一定条件下，可将原料油中的砷由
1000ppb脱至小于1ppb。
此法具有工艺流程简单、操作方便等优点。
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③化学氧化脱砷
原料油与氧化剂接触，砷化合物被氧化后
经分馏或水洗被分离出去。
常用的氧化剂有过氧化氢异丙苯和高锰酸
钾。
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预分馏塔底设有重沸器(或重沸炉)，塔底物料一部分在重沸器内用蒸
汽或热载体加热后部分气化，气相返回塔底，为预分馏塔提供热量； 一部分用泵从塔底抽出，经与预分馏塔进料换热后，去预加氢部分， 与重整反应产生的氢气混合后与预加氢产物换热，再经加热炉加热后 进入预加氢反应器(若原料油需预脱砷，则先经脱砷反应器再进预加 氢反应器)。有的装置设有循环氢气压缩机，氢气循环使用，大多数 装置氢气采取一次通过方式。
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（4）重整原料的脱水(dehydration)及脱硫
(desulfurization )
从预加氢过程得到的生成油中尚溶解有
H2S、NH3和H20等，为了保护重整催化剂， 必须除去这些杂质。
脱除的方法有汽提法和蒸馏脱水法。以蒸
馏脱水法较为常用。
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（3）预加氢 prehydrogenation
目的：脱除原料油中的杂质。 将预分馏所得的原料，经钼酸镍（或钼酸钴）催化剂，在压
力1.5～1.8MPa，温度280～360℃，氢油比70～150nm3 ／m3，体积空速2～4h-1条件下加氢精制，烯烃被饱和，硫
汽提塔一般在0.8~0.9MPa压力下操作，塔顶温度85~95℃，塔底温
度185~190℃，塔顶物料经冷凝器冷却后进入回流罐，冷凝液体从回 流罐抽出打回塔顶作回流，含H2S的气体从回流罐分出送入燃料气管 网。水从回流罐底部分水斗排出。 汽提塔底设重沸器作为汽提塔的热源。 脱除硫化物、氮化物和水分的塔底物料(即精制油)，与该塔进料换热 后作为重整反应部分的进料。
际芳烃含量/原料的芳烃潜含量；
芳烃潜含量：原料中C6~C9的环烷烃全转化为芳
烃时所能生产的芳烃量。
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3.杂质含量
重整原料中的少量杂质如砷、铅、铜、硫、氮等
会使催化剂丧失活性，原料中的水和氯含量不恰 当也会使催化剂失活或减活。
为了使重整催化剂能长期维持高活性，必须严格
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（1）预脱砷pre-dearsenization
砷能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入
重整反应器的原料油中砷含量不得高于1.00ppb。
相关数据表明，我国大庆与新疆原油(特别是常压
塔顶油)中的坤含量高，仅仅依靠常规的预加氢难 于达到脱砷要求，必须经过预脱砷。若从常压塔 顶来的原料油含砷量较低，例如<1ppb，则可不 经预脱砷，只需经过预加氢便可达到要求。
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以生产芳烃为主
原料预处理 重整反应 芳烃抽提 芳烃精馏（分离）
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一、工作原理
1．原料预处理 feed pretreatment 为了满足对重整原料的要求，必须对重整原料 油进行预处理。 预处理包括：预脱砷、预分馏、预加氢三部分。 目的：将原料切割成适合重整要求的馏程范围 和脱去对催化剂有害的杂质。
对重整原料馏分的组成的要求根据生产目的
来确定，其馏分组成一般可分为两个馏程范围。
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生产高辛烷值汽油时，采用80~180℃的馏 分； 生产苯、甲苯、二甲苯等芳烃时，采用 60~145℃的馏分；
而同时生产芳烃和高辛烷值汽油时，可采
用60~180℃的宽馏分。
2．脱氢环化反应 烷烃经过脱氢转变为环烷烃，环烷烃进一步脱氢成为芳烃。
上述两种反应为催化重整的主要反应，所以，重整产物 中含有大量的芳烃，重整汽油的辛烷值高；同时，可得到大 量的副产氢气。尤其对铂铼双金属和多金属催化剂而言，芳 烃的转化率是很高的。
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第五章 催化重整装置
catalytic reforming unit
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一、催化重整装置的作用
“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构。
催化重整装置是用直馏汽油(即石脑油)或二次加
工汽油的混合油作原料，在催化剂(铂或多金属)
的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等
西南石油大学
以生产高辛烷值汽油为目的时，原料油的初馏点 不宜过低，因为C≤C6的烷烃本身已有较高的辛 烷值，不需要重整。至于原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。
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第一节 工作原理与流程
根据催化重整的基本原理，一套完整 的重整工业装置大都包括原料预处理和催 化重整两部分。以生产芳烃为目的的重整 装置还包括芳烃抽提和芳烃精馏两部分。
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原料预处理 以高辛烷值汽油为主 重整反应
预脱砷通常设在原料油罐区。
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常用的预脱砷方法有：
①吸附预脱砷
以硅酸铝小球裂化催化剂作为吸附剂，原料油在
常温常压下一次或循环通过吸附剂床层，大部分
砷化合物吸附在硅铝小球催化剂上而被脱除，然 后再进行预加氢脱砷，使砷含量达到要求的标准。
化剂及再生方式不同之外，其他部分基本相同。
国现有的催化重整装置，就装置数量而论，大部分是固定
床半再生式重整过程，但就加工能力来讲，新建的连续再 生式重整已经超过了半再生式重整装置的加工能力。截止 到2002年初，我国催化重整装置共有57套，其加工能力 为18.20Mt/a，其中半再生装置为41套，加工能力为 8.01Mt/a，连续再生式重整装置16套，加工能力为 10.19Mt/s。连续再生式重整加工能力超过半再生式重整 的加工能力。
和多金属重整。
(4)按催化剂的再生形式分，可分为半再生式、循
环再生式和连续再生式等工艺类型。
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目前工业应用的催化重整工艺主要有两大类型，一类是固
定床重整工艺，另一类是移动床重整工艺。
虽然催化重整工业装置有着不同的类型，但除了使用的催
限制重整原料中杂质的含量。
若采用双金属及多金属重整工艺，往往要求其原
料中的砷<1ppb，铅<5ppb，氮<1ppb，硫 <1ppb，水<5ppb。
由于一般重整原料的杂质含量都超过了规定的限
制量，因此都必须经过预处理。
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三、化学反应
催化重整的化学反应主要有以下几种： 1．脱氢反应 六碳环烷烃可脱去部分氢转变为芳烃。
反应，使烃类分子重新排列成新的分子结构，以
生产C6～C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目
的,并利用重整副产氢气供二次加工的热裂化、 延迟焦化的汽油或柴油加氢精制。
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二、重整原料的要求
对重整原料的选择主要有三个方面的要求： 即馏分组成、族组成和很低的毒物及杂质含量。 1.馏分组成
3．异构化反应 正构烷烃变成异构烷烃，异构烷烃的增多也 提高了汽油的辛烷值。
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4．加氢裂化反应
加氢裂化反应生成较小的烃分子，而且在 催化重整条件下的加氢裂化还包含有异构 化反应，因此加氢裂化有利于提高辛烷值。 但是过多的加氢裂化反应会使液体产物收 率降低，因此，对加氢裂化反应要适当控 制。
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四、催化重整工业装置的类型
按照不同的分类方法，催化重整有多种类型：
(1)按原料馏程分，可分为窄馏分重整和宽馏分重
整两类。
(2)按反应床层状态分，可分为固定床重整、移动
床重整和流化床重整。
(3)按催化剂类型分，可分为铂重整、双金属重整
②加氢预脱砷
加氢预脱砷的原理是将含砷化合物加氢分解出金
属砷，然后砷吸附在催化剂上被除去。
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预脱砷所用催化剂是钼酸镍加氢催化剂，该催化
剂对有机砷具有很强的吸附力，其砷容量可达
4.5％。
加氢预脱砷是在预加氢反应器之前加一台以脱砷
为主要目的的前置加氢反应器，两台反应器串联
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预加氢的反应产物从反应器底部流出与预加氢进料换热，
再经冷却后进入油气分离器。从油气分离器分出的含氢气 体送出装置供其他加氢装置使用。液体从分离器底部流出 经换热器进入汽提塔（脱水塔）。
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