炼油工艺学PPT课件 第十一章 催化重整 第二节 催化重整的化学反应
催化重整工艺与工程技术课件
催化重整的工业化应用
催化重整工艺在石油化工行业中有着广泛的应用，是生产高辛烷值汽油和芳烃等产 品的重要手段。
它能够提高汽油的燃烧性能，减少汽车尾气排放，同时能够生产出大量的化工原料 ，满足化工市场的需求。
目前，催化重整工艺已经成为现代石油化工行业中的重要组成部分，具有不可替代 的地位。
02
催化重整反应原理
评价指标
主要包括转化率、选择性 、稳定性等指标。
影响因素
催化剂的活性受到多种因 素的影响，如温度、压力 、原料性质等。
04
催化重整装置的操作 和维护
催化重整装置的操作规程
操作前检查
在启动催化重整装置前，应进行 全面检查，确保设备处于良好状
态。
严格遵守安全规定
操作过程中严格遵守安全规定， 防止产生意外事故。
它是在催化剂的作用下，通过加热、加氢、再蒸馏等步骤，将长链烃结构调整为 短链烃结构，提高汽油的辛烷值。
催化重整的工艺流程
原料油经过预处理后进入重整反 应器，在催化剂的作用下进行重
整反应。
反应产物经过加热、冷却、分离 等步骤，得到高辛烷值汽油和芳
烃等产品。
催化剂经过再生和循环使用，实 现催化重整过程的连续运行。
未来催化重整工艺还将继续探索和开发新的反应路径和反应条件，以实现更加高效、环保和 可持续的生产方式。
THANKS
感谢观看
制备方法。
随着环保要求的提高，如何降低 催化重整工艺中的污染物排放和 提高能源利用效率也成为当前面
临的重要挑战。
对未来催化重整工艺与工程技术发展的展望
随着人工智能、大数据等技术的发展，催化重整工艺将逐步实现智能化、自动化和精细化生 产，提高生产效率和产品质量。
催化重整工艺-PPT
某汽提塔实际标定结果
操作条件
塔底油品分析
进 料 量 (公 斤 /时 ) 塔 顶 压 力 (公 斤 /厘 米 )
17.300 7.2
比重 D420 初馏点
0.7233 83
进 料 温 度 (℃ )
130
10%
90
塔 顶 温 度 (℃ )
68
50%
104
塔 底 温 度 (℃ )
187
90%
127
重 沸 炉 出 口 温 度 (℃ )
6
我国的催化重整
50年代我国开始进行催化重整催化剂及工程技术 的研究和开发。
60年代初建成一套以生产芳烃为目的，规模2万 吨/年的半再生催化重整试验装置。
1965年我国自行研究、设计和建设的第一套工业 装置投产。
7
到2005年我国已有67套重整装置建成投产，装置 总加工能力 2289万吨/年。
半再生重整 47 套 990 万吨/年
连续重整
20 套 1299 万吨/年
合 计
67 套 2289 万吨/年
11
重整工艺
重整工艺包括重整反应、反应产物的处理和催化剂 的再生等过程。
根据催化剂再生方式的不同，催化重整工艺分为半 再生重整、 循环再生重整和连续（再生）重整三 种类型。
原料石脑油在进行重整反应之前，要先进行预处理， 除去硫、氮、水、砷、铅、铜及烯烃等杂质，并切 割出适当馏分，这是催化重整装置中不可缺少的一 部分。
12
二. 基本流程
13
原料预处理的三个主要环节
预分馏 – 切割馏分 预加氢 – 转化硫、氮、氧化合物，
饱和烯烃，脱金属 汽提塔 – 脱除 H2S，NH3，H2O
14
催化重整技术讲义课件
35.6
45.0
表10-2-8 C6异构物加氢裂化反应产物组成（mol%）
产物
正己烷
加氢裂化（420℃）
2-甲基 正戊烷
3-甲基 正戊烷
2,3-二甲 基丁烷
甲烷
7
6
9
7
乙烷
28
28
36
2
丙烷
35
30
11
82
正丁烷
21
----
23
----
异丁烷
6
28
13
2
正戊烷
3
6
5
1
异戊烷 ----
2
3
6
◆在同一种催化剂（Pt/Al2O3）作用下: 在285℃时，主要是在金属中心的催化作用下 发生氢解反应；分子中任何C－C均可能发生 断裂，对于异构烷烃而言，其产物中甲烷产率 较高。
由于在装置的开工期间, 催化剂的活性较高, 比较 容易发生氢解与加氢裂化反应。
五、积炭反应
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。
表10-2-7 正庚烷转化的各起始反应速度 ［mol/g催化剂.h］
r0
r1
r2
r3
r4
r5
0.24 0.05 0.13 0.06 0.13 0.95
正庚烷脱氢环化的速度(r3)很小, 比六员环烷烃 脱氢反应速度(r5)要小得多。
烷烃分子碳链越长, 脱氢环化反应速率越大。
由于正构烷烃的辛烷值很低, 所以烷烃脱 氢环化也是一个能使重整产物的辛烷值有较 大提高的反应。
此类反应是强吸热反应, 其热效应在210～ 220 kJ/mol之间, 反应的平衡自由能变及平衡 常数都很大, 其中带侧链的六员环烷烃脱氢反 应的自由能变及平衡常数更大。
催化重整装置(汽柴油生产技术课件)
循环氢 新氢
预
加
氢
反
应
器
含氢气体
预加氢反应压力影响因素
1、高分罐压力变化
高
分
罐
去蒸发塔
2、混合氢气压力变化
预分馏 塔底油
污水 预加氢加热炉
3、进料流量变化
预加氢反应空速
质量空速
预加氢进料流量（t/h） 预加氢催化剂总用量（t）
体积空速
预加氢进料流量（m3/h，20℃） 预加氢催化剂总用量（m3）
精制油
炉一
精制油
反一
六环脱氢 生成芳烃
重整反应床层温度
循环氢压缩机
炉二
炉三
炉四
氢气去预加氢
反二
反三
五环异构脱 氢生成芳烃
反四
高 分 罐
污水
烷烃异构脱 氢生产芳烃
去稳定塔
重整反应床层温度
炉一
循环氢压缩机
炉二
炉三
炉四
氢气去预加氢
精制油
反一
反二
反三
反四
四个反应器内，填装的催化剂量不同，发生的反应
类型不同，发生的反应量不同，四个反应器内的床层 温度各有不同。
预加氢加热炉
污水
精制油 1 2
1 2
1 2
1 2
1、原料中芳烃潜 含量变低
2、重整反应深度不够工艺要求：反应温 度、反应压力、空速、氢油比、催化剂活 性。
回流罐
裂化气 液化气
稳 定 塔
污水
稳定汽油
1、加氢反应脱硫，效果 与反应深度有关
3、第二次物理
方法脱硫
新氢
循环氢
排放氢
燃料气
预
回流罐
加
《催化裂化和重整》课件
为提高催化裂化过程的效率和经济效益， 需要不断进行技术优化和改进，如采用新 型催化剂、优化反应条件等。
03
重整的原理与技术
原理介绍
催化裂化原理
催化裂化是一种石油加工技术， 通过催化剂的作用将重油或渣油 转化为轻质油品的过程。
重整原理
重整是一种将低辛烷值汽油转化 为高辛烷值汽油以及生产芳烃的 过程，通过在催化剂的作用下对 烃类分子进行结构重排。
设备故障
如反应器故障、管道破裂等。
操作失误
如错误控制温度、压力等参数。
安全问题及防范措施
• 化学品泄漏：可能导致人员伤亡和环境污染。
安全问题及防范措施
01
防范措施
02 定期维护和检查设备，确保其处于良好状 态。
03
严格遵守操作规程，避免人为失误。
04
配备应急处理设施，如泄漏探测器和紧急 停车系统。
技术分类
流化床催化裂化
流化床催化裂化技术中，催化剂 与原料油在流化床反应器中接触 反应，具有处理能力大、操作灵
活等优点。
固定床催化裂化
固定床催化裂化技术中，原料油通 过催化剂固定床层进行反应，具有 反应温度均匀、催化剂寿命长等优 点。
移动床催化裂化
移动床催化裂化技术中，催化剂与 原料油在移动床反应器中逆向流动 进行反应，具有操作稳定、能耗低 等优点。
环保问题及处理方法
废气排放
催化裂化和重整过程中可能产生有害气体。
废水和固废
如催化剂、废弃物料等。
环保问题及处理方法
• 噪声污染：设备运行可能产生噪 声扰民。
环保问题及处理方法
废气处理
采用催化氧化、活性炭吸附等方法去除 有害成分。
VS
废水处理
炼油厂催化重整装置生产原理及工艺68页PPT
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
第章催化重整
第10章催化重整主讲教师王刚主讲教师：王刚•第1节概述第节催化重整的化学反应•2•第3节重整催化剂•第4节重整反应器•第1节概述第节催化重整的化学反应•2•第3节重整催化剂•第4节重整反应器一、催化重整9在以铂或铂铼为活性组分的催化剂作用下，以汽油（主要是直馏汽油）为原料，生产高辛烷值汽油及轻芳烃（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX）的重要炼油过程，同时副产相当数量的氢气9主要反应是原料中的环烷烃及部分烷烃在催化剂上的芳构化和异构化反应，生成芳香烃和异构烷烃，从而提高汽油的辛烷值1、原料9主要是直馏汽油馏分，也称石脑油（Naphtha）9二次加工汽油如焦化汽油、催化裂化汽油，需经加氢精制除去烯烃、硫、氮等非烃组分后掺入直馏汽油作为重整原料9生产高辛烷值汽油为目的：80~180℃馏分9生产BTX为目的：60~145℃馏分为目的601452、产品9催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组分，发达国家重整汽油占车用汽油的25%~30%25%30%BTX是基本化工原料，全世界有半以上的BTX来9是基本化工原料，全世界有一半以上的自催化重整9氢气是炼厂催化加氢过程的重要原料，重整副产的氢气是比较廉价的氢气来源年：热重整1.19319530~580℃，3~7MPa9液收低，安定性差，质量不好2.1940年：临氢重整9氧化钼/氧化铝，氧化铬/氧化铝9480~530℃，1~2MPa，石脑油9RON：80安定性好，液收高9二战期间发展，但失活快，45年后停止3.1949年：铂重整%，9汽油收率>90%RON>909催化剂活性高，积炭少9开工周期长（1年到1.5年）9芳烃含量：30%~70%9450~520℃，1.5~5.0MPa年铂铼催化剂4.1967年：铂铼催化剂9催化剂稳定性好9可采用较苛刻的操作条件9汽油收率高5.近年来发展的连续重整9催化剂：铂锡催化剂9反应器：移动床连续再生式9反应条件苛刻：低反应压力、低氢油比和高反应温度9汽油辛烷值高，液体和氢气产率高9投资高6.1965中国于年在大庆炼油厂建设催化重整装置9以前发展不好，没有动力9不够重视（观念问题），曾经称其“白重整”不够重视（观念问题）曾经称其“白重整”9重整原料不足（客观问题）9近几年发展较快四、催化重整工艺流程概述1、以生产高辛烷值汽油为目的原料以生产芳烃为目的原料预处理重整反应高ON 汽油2、以生产芳烃为目的原料预处理重整反应芳烃分离原料BTX3、原料预处理——提供纯净的重整原料9预分馏：馏分范围合适：60~180℃去掉≤C5及水分9预加氢：除去毒物：As、Pb，Cu，Hg，FeS，N、O、烯烃重整原料中杂质含量的限制要求，µg/g杂质含量杂质含量硫0.15~0.5氮≤0.5氯化物≤0.5砷≤1 µg/kg1µg/kg水≤2氟化物≤0.5铅≤10磷化物≤0.5铜≤10溶解氧≤1.04、催化重整9三、四个反应器串联——固定床或移动床9催化剂填装比例：1.0:1.5:2.5:5.09反应器间有加热炉加热——重整反应强吸热9氢气气氛：有循环氢氢气气氛有循环氢9反应温度：入口480~520℃，运转时间↑，T↑第一反应器入口温度低，后面的高反应压力：固定床：1.5 2.0MPa9 1.5~2.0移动床：0.35~1.5MPa•三方面要求：馏分组成，族组成，纯度1、馏分组成①沸点<60℃（≤C5）不能生成芳香烃，因此初馏点要大于60℃，过多的轻组分会降低重整效率②终馏点最高一般为180℃，因为重整反应后终馏点升高10~20℃10209生产汽油：80~180℃9生产BTX：60~145℃（60~130℃）9两者综合：℃60~1802、族组成9环烷烃：产品产率和辛烷值都高，催化剂上的积炭少、失活较慢、寿命延长，催化重整的优良组分9烷烃：经环化脱氢生成芳香烃，条件苛刻9烯烃：催化剂积炭严重，需要加氢饱和9在实际生产中，常用芳烃潜含量的多少来表示重整原料在实际生产中常用的优劣9芳烃潜含量就是把原料中的全部环烷烃都转化为芳烃(一般指C6~C8芳烃)与原料中本身含有的C6~C8芳烃二者之和占原料油的质量百分数，算法如下环烷烃全部转化为芳烃时所有的芳烃量称为潜含量芳烃潜含量% = 苯潜含量%+甲苯潜含量%+C8芳烃潜含量%苯潜含量% = C环烷烃%×78/84 + 苯%（原料中）%=C78/84+6甲苯潜含量%= C环烷烃%×92/98 + 甲苯%7C8芳烃潜含量%= C8环烷烃%×106/112 + C8芳烃%芳烃转化率或重整转化率＝实际芳烃产率/芳烃潜含量3、原料预处理•（1）预分馏：拔顶、去尾、取中•（2）预脱砷（1~2µg/kg ）方法：吸附法氧化法（）加氢ppb 级方法：吸附法、氧化法（H 2O 2、KMnO 4）、加氢•（3）预加氢脱除S 、N 、O 和As 、Pb 、Cu 、Hg 、Na ppm 级•（4）脱水4、原料来源①常规原料：直馏石脑油馏分②加氢裂化和加氢精制石脑油：良好的重整原料加氢裂化和加氢精制石脑油良好的重整原料③热加工汽油和催化裂化汽油也可作为重整原料，但是需要先进行加氢精制，之后与直馏石脑油混合精制后作为重整原料本章主要内容•第1节概述第节催化重整的化学反应•2•第3节重整催化剂•第4节重整反应器1、六员环烷烃的脱氢反应+ 3H2209 kJ/molCH3CH3+ 3H2202 kJ/mol(RON 74.8)(RON>100)六员环烷烃脱氢－－生成芳烃和提高辛烷值的主要反应，生成芳烃反应很快，生成芳烃，RON大幅度提高2、五员环烷烃的异构脱氢CH3+3H 2190.5 kJ/molCH3CH 3CH 3177.1 kJ/molCH 3(RON 80.6)(RON 74.8)(RON>100)()()()五员环烷烃－－比六员环烷脱氢反应慢得多，异构脱氢比六员环烷脱氢反应慢得多，但是大部分能转化成芳烃3、烷烃的环化脱氢反应n-C 6H 14-H 2+3H 2266 kJ/mol (RON 24.8)(RON>100)烷烃环化脱氢－－显著提高辛烷值，但是反应速度慢，转化率较低4、异构化反应n-C7H16i-CH162,2-二甲基戊烷7(RON 0)(RON 93)烷烃异构化反应，虽不能生成芳烃，但能提高辛烷值5、加氢裂化反应加氢裂化反应有利于提高辛烷值但会使n-C 8H 18+ H 22 i-C 4H 10加氢裂化反应有利于提高辛烷值，但会使液体产物收率下降，需要适当控制6、生焦反应烃类脱氢烯烃聚合环化积炭1、六员环烷烃的脱氢①强吸热反应，且碳原子数越少，反应热效应越大②平衡常数都很大，且随着碳原子数的增大而增大都很大且随着碳原子数的增大而增大③生产芳烃和提高辛烷值的主要反应④反应很快，在工业应用条件下，一般能达到化学平衡2、五员环烷烃的异构脱氢①强吸热反应②化学平衡常数都很大，反应可充分进行③五员环烷异构脱氢反应可看作由两步反应组成④异构化反应速率较慢，是控制步骤⑤反应比六员环烷脱氢反应慢，大部分可转化成芳烃3、烷烃的环化脱氢反应①环烷烃在重整原料中含量有限，使烷烃环化脱氢生成芳烃有着重要意义②热力学角度：碳原子≥6的烷烃都可以转化为芳烃，而且都可能得到较高的平衡转化率都能得到较高的平衡转化率③为烷烃更多转化为芳烃，关键是提高烷烃环化脱氢反应速度和提高催化剂选择性烷烃分子量越大环化脱氢反应速度也越快④烷烃分子量越大，环化脱氢反应速度也越快4、异构化反应①在催化重整条件下，各种烃类都能发生异构化反应，其中最有意义的是五员环烷烃异构化生成六员环烷烃和正构烷烃异构化生成异构烷烃②正构烷烃异构化可提高汽油的辛烷值，因异构烷烃比正可提高汽油的辛烷值因异构烷烃比正构烷烃更易环化脱氢，故异构化间接地有利于生成芳烃③放热反应，提高反应温度将使平衡转化率下降，但实际上常常是提高温度时异构物的产率增加，这是因为升温加快了反应速度而又未达到化学平衡5、加氢裂化反应①加氢裂化反应是包括裂化、加氢、异构化的综合反应②中等程度的放热反应③主要是按正碳离子机理进行的反应二、反应的热力学及动力学分析6、生焦反应①生焦倾向的大小与原料的分子大小及结构有关，馏分越重、含烯烃越多的原料通常也越容易生焦②有的研究者认为，在铂催化剂上的生焦反应，第一步是生成单环双烯和双环多烯生成单双烯和双多烯③有的认为烷基环戊烷脱氢生成的烷基环二烯是生焦的中间物料④关于生焦的位置，多数研究者认为在催化剂的金属表面关于生焦的位置多数研究者认为在催化剂的和酸性表面均有焦炭沉积三、主要操作因素1、反应温度①催化重整的主要反应如环烷烃脱氢和烷烃环化脱氢都是吸热反应，所以无论从反应速度还是化学平衡的角度，都希望采用较高的反应温度②绝热反应器内进行，反应热要靠进料本身携重整反应在内进行反应热要靠进料本身携带的热量供给，造成反应器床层温度不断下降，不利于化学平衡、反应速率和催化剂活性的发挥化学平衡反应速率和催化剂活性的发挥③为维持较高的反应温度，反应需要分段进行，在各反应器之间进行之间加热，以维持足够高的平均反应温度1、反应温度④提高反应温度受到以下几个因素的限制设备质能9设备材质和性能9催化剂的耐热稳定性高裂9非理想的副反应，提高反应温度使加氢裂化反应加剧，催化剂积炭加快，液体产物收率下降⑤反应器度工业重整反应器入口温度：480~530℃⑥单铂催化剂的反应温度较低，铂铼、铂锡双金属催化剂的反应温度较高1、反应温度⑦采用多个串联的绝热反应器9前面反应器的温度较低，主要进行环烷烃的脱氢反应前面反应器的温度较低主要进行环烷烃的脱氢反应9后面的温度较高，主要进行烷烃环化脱氢9反应温度随催化剂活性的降低而逐步提高⑧反应过程中催化剂的活性逐渐降低，为维持足够的反应速率，反应温度应随催化剂活性的逐渐下降而逐步提高1、反应温度⑨加权平均温度加权平均入口温度加权平均床层温度式中：C 、C 、C 分别为第1、2、3反应器内催化剂量123占全部催化剂量分率T 1入、T 2入、T 3入分别为各反应器入口温度分别为各应出温度T 1出、T 2出、T 3出分别为各反应器出口温度2、反应压力①压力矛盾9从化学平衡角度，提高反应压力对环烷脱氢、烷烃环化脱氢从化学平衡角度提高反应压力对环烷脱氢烷烃环化脱氢反应都不利，相反地却有利于加氢裂化反应9从增加芳烃产率角度来看，希望采用较低反应压力从增加芳烃产率角度来看希望采用较低反应压力9在较低压力下可得到较高汽油产率和芳烃产率，氢气产率和纯度也较高9但低压下，催化剂上积炭速度较快，从而使操作用期缩短②解决这个矛盾的方法9采用较低的压力，经常再生催化剂9采用较高的压力，牺牲一些转化率以延长操作周期2、反应压力③具体措施9对易生焦的原料（重馏分）通常要采用较高的反应压力9若催化剂的容焦能力大、稳定性好，则可以采用较低的反应压力9铂铼等双金属及多金属催化剂有较高的稳定性和容焦能力，可以采用较低的反应压力9半再生式铂铼重整压力：1.8MPa9铂重整压力：2~3MPa铂重整力9连续再生式重整装置的压力：0.8MPa3、空速（反应时间）①空速（反应时间）对各类反应的影响不同9六员环烷烃脱氢反应速度很高，容易达到化学平衡，反应速度很高容易达到化学平衡对这类反应来说，延长反应时间意义不大9但是对反应速度慢的加氢裂化和烷烃环化脱氢反应，延长反应时间会有较大的影响9在一定范围内提高空速，在保证环烷脱氢反应的同时减少加氢裂化反应，可以得到较高的芳轻产率和液体收率3、空速（反应时间）②对一定的反应器，空速主要取决于催化剂的活性水平③选择空速时还应考虑到原料的性质，对环烷基原料可以对环烷基原料可以采用较高的空速，而对石蜡基原料则用较低的空速④空速的选择还要考虑催化剂的性质空催化剂质9铂重整装置的空速：3h-1左右9铂铼重整装置的空速：1.5~2h-14、氢油比①在催化重整中，使用循环氢的目的9抑制生焦反应、保护催化剂9起到热载体的作用，减小反应床层的温降，提高反应器内的平均温度9稀释原料，使原料均匀地分布于床层②总压变提高氢油比意味着提高氢分压有利抑制总压不变，提高氢油比意味着提高氢分压，有利于抑制催化剂上积炭③但提高氢油比使循环氢量增大，压缩机消耗功率增加，但提高氢油比使循环氢量增大压缩机消耗功率增加氢油比过大时会由于减少了反应时间而降低转化率4、氢油比④对于稳定性较高的催化剂和生焦倾向性小的原料，可以采用较小的氢油比，反之则采用较大的氢油比采用较小的氢油比反之则采用较大的氢油比⑤铂重整装置采用的氢油摩尔比一般为5~8，使用铂铼催化剂时一般<5，新的连续再生式重整则进一步降至1~3本章主要内容•第1节概述第节催化重整的化学反应•2•第3节重整催化剂•第4节重整反应器1、非贵金属催化剂9铬、钼等9活性远不如贵金属（被淘汰）贵属催剂2、贵金属催化剂9活性组分：铂9助催化剂：铼、锡等9酸性载体：含卤素的Y或AIO322、贵金属催化剂①双功能催化剂9铂构成脱氢活性中心，促进脱氢、加氢反应铂构成脱氢活性中心促进脱氢加氢反应9酸性载体提供酸性中心，促进裂化等正碳离子反应②氧化铝载体本身只有很弱的酸性，甚至接近中性，但含少量氯或氟的氧化铝则具有一定的酸性3、贵金属催化剂作用机理C6烃重整反应历程1、金属组分①铂：提高脱氢活性、稳定性和抗毒物能力，但成本高，工业上催化剂含铂量0.2%0.3%02%~03%②铂铼：提高容炭能力和稳定性，铼:铂为1~2③铂锡：高温、低压下，良好的选择性和再生性能2、卤素①调节催化剂的酸性功能，卤素含量增加，异构化、加氢裂化等酸性反应的催化活性增强②氟氯型和全氯型两种③氟在催化剂上比较稳定，在操作时不易被水带走，但是氟在催化剂较稳定在操作时被水但氟的加氢裂化性能较强，导致催化剂的选择性变差④氯在催化剂上不稳定，容易被水带走，需要根据水－氯平衡状况注氯或对催化剂进行氯化2、卤素⑤一般新鲜的全氯型催化剂含氯0.6%~1.5%，实际操作中要求含氯量稳定在0.4% 1.0%04%~10%⑥卤素太低：酸性功能不足，芳烃转化率低或生成油辛烷值低⑦卤素太高加氢裂化反应增强导致液体产物收率下降：加氢裂化反应增强，导致液体产物收率下降3、氧化铝载体①载体本身并没有催化活性，但是具有较大的比表面和较好的机械强度②载体能使活性组分很好地分散在其表面上，从而更有效地发挥其作用、节省活性组分的用量，同时也提高了催地发挥其作用节省活性组分的用量同时也提高了催化剂的稳定性和机械强度3、氧化铝载体③载体应具备适当孔结构。
催化重整工艺流程ppt课件
精选ppt课件2021
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4、芳烃精馏（生产芳烃）
芳烃精馏是将混合芳烃分离为苯、甲苯、二甲苯等单体芳烃的过 程。
根据芳烃中各组分的沸点不同，利用汽液两相多次接触，多次汽 化、多次冷凝进行传质传热，将各组分加以分离。
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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。
精选ppt课件2021
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1.3 预脱砷
目的：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1ppb。
1）加氢法
加氢法是采用加氢预脱砷反应器与预加氢精制反应器串联，两个反 应器的反应温度、压力及氢油比基本相同。预脱砷所用的催化剂是四 钼酸镍加氢精制催化剂。在一定条件下，可将原料油中的砷由 1000ppb脱至小于1ppb
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2.2 移动床连续再生式工艺流程
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3~7天全部 催化剂再生一遍。
流程中有4个反应器，第一、二、三反应器叠在一起，催化剂由上而下依 次通过，然ห้องสมุดไป่ตู้提升至再生器再生。第四反应器因积碳很多，单独并列。由第 三反应器来的油气经中间加热炉加热后进入第四反应器。为减小床层压降， 采用径向反应器。
25～30% 2 BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的BTX来自催化重整 3 氢气是炼厂加氢过程的重要原料，重整副产氢气是比较廉价的氢气来源
催化重整课件
二、催化重整发展简介
1940年工业上第一次出现了催化重整，使用的是 MoO3-Al2O3 催化剂，以重汽油为原料，在480～530℃、1～2 MPa(氢压) 的条件下，通过环烷烃脱氢和烷烃环化脱氢生成芳香烃，通 过加氢裂化反应生成小分子烷烃等。 1949年以后，出现了贵金属铂催化剂，催化重整重新得到迅 速发展，并成为石油工业中一个重要过程。铂重整—芳烃抽 提联合装置迅速发展成生产芳烃的重要过程。 1968年开始出现铂一铼双金属催化剂，催化重整的工艺又有 新的突破。与铂催化剂比较，铂铼催化剂和随后陆续出现的 各种双金属（铂—铱、铂—锡）或多金属催化剂的突出优点 是具有较油 性质的影响 操作因素增 大时对各类 反应产生的 影响
《石油加工》
第三节 催化重整催化剂
一、重整催化剂的组成 重整催化剂的组成
工业重整催化剂分为两大类：非贵金属和贵金属催化剂。 工业重整催化剂分为两大类：非贵金属和贵金属催化剂。 非贵金属催化剂，主要有Cr 非贵金属催化剂，主要有 2O3/Al2O3 、MoO3/ Al2O3 等，其主要 活性组分多属元素周期表中第Ⅵ族金属元素的氧化物。 活性组分多属元素周期表中第Ⅵ族金属元素的氧化物。这类催化 剂的性能较贵金属低得多，目前工业上已淘汰。 剂的性能较贵金属低得多，目前工业上已淘汰。 贵金属催化剂，主要有Pt-Re/ Al2O3、Pt-Sn/ Al2O3、Pt-Ir/ Al2O3 贵金属催化剂，主要有 等系列，其活性组分主要是元素周期表中第Ⅷ族的金属元素，如 等系列，其活性组分主要是元素周期表中第Ⅷ族的金属元素， 铑等。 铂、钯、铱、铑等。 贵金属催化剂由活性组分、助催化剂和载体构成。 贵金属催化剂由活性组分、助催化剂和载体构成。
世界原油加工能力和催化重整能力
2007年世界各国或地区催化重整能力占原油加工能力的比例平均为11.52%， 最高的美国为17.73%，其次是加拿大、英国和墨西哥，分别为16.50%，15.68% 和15.60%。欧盟约为15%，中东约为11%， 我国和印度分别为1.37%和0.37%。实际上，我国催化重整能力占原油加工能力 1.37% 0.37% 的比例为5.6%，低于世界平均水平。 2007年按地区划分，亚太和北美地区的原油加工能力分别为1111 Mt/a和1 048 Mt/a，位居各地区的前二位。但北美和西欧地区的催化重整能力分别为 183Mt/a和94Mt/a，位于各地区的前二位。
催化重整设备课件
• 目前此类型工艺有美国UOP公司的CCR铂 重整工艺和法国IFP的连续重整工艺。
1、UOP公司的CCR Platforming工艺
催化剂依靠重力下移，输送磨损低， 产生粉尘少，占地少，但检修较费时。
1、壳体
又称反应器筒体，壁厚不超过40毫 米，用单层厚钢板卷焊而成。
2、中心管
由管、定距圆钢和外包丝网组成。 内管布满φ6－φ8mm的小孔，外层用不 锈钢丝包扎。国内将外包冲孔板代替外 包丝网，因为外包不锈钢丝网使催化剂 破碎较严重。
３、扇形筒
• 目的：使油 气在反应器 内形成径向 流动；
• 要求：均布 于反应器内 壁圆周为限。
施。
（4）麦格纳重整装置简介
• 采用多个反应器， 催化剂装量按反应 器顺序递增；
• 各反应器入口温度 不同，逐级递升；
• 循环气分两路，一 路从一反进入，另 一路三反或四反进 入。
2、连续再生式重整装置简介
第一、二、 三反应器叠在一 起，催化剂由上 而下通过，然后 至再生器再生， 油气经加热进入 第四反应器。
（4）流化床反应器的内部构件
• 为了提高气-固流化的单程转化率，一般 选用湍动床流化系统；
• 当固体物料的颗粒性质难以改变或一定 时，内部构件的结构十分重要；
• 内部构件分两类：横向构件，纵向构件。
1）横向构件
• 多孔板 最常见；开孔率为10-40%，每隔一
米左右安装一块挡板，床层建立在挡板 上，防止气泡成长，改善停留时间分布； 挡板的夹带量和泄漏量决定床层之间的 固体交换量，有助于建立全床合适的温 度梯度和浓度梯度。其流动特性表现在 气-固相在挡板床层内激烈混合，层间进 行有限交换。
催化重整ppt
操作中催化 剂不能更换
4.2 流化床反应器
气相反应： 石油裂化，加氢反应，烯烃的氧氯化反应
气—固反应： 煤的燃烧，煤的干馏气化，固体废物焚烧等
4.2 流化床反应器
优点
有助于实施连续流动和 循环操作
固体颗粒的循环和气泡 搅动，增强传热，所需 传热面积相对较小
结构简单紧凑，适用于 大型操作
操作压力低
加氢压力低
含水低于5 × 10−6 精馏脱水 脱水塔后增设分 子筛干燥器 循环氢进行分子 筛干燥
采用径向反应器 加热炉进料增加 并联流程 采用大型单管程 立式换热器
低压力下工作的 加氢催化剂 增设预加氢压缩 机
转化率高吸 热量大
降低空速 增加催化剂的 用量 多采用四个反 应器 提高反应温度
强化重整
铼重整
3，后加氢反应器 4，高压分离器 5，循环加氢压缩机 6，稳定塔 空速2~5h-1
采氢用油F比/H1催20化0 剂 低压结力垢1.8MPa 允许压力
0.62~1.38MPa
2.1 固定床半再生工艺
双金属多金属催化剂的特点：活性高，稳定性好，芳烃产率高。 铂铼重整工艺流程特点
对水分要求 严格
2.2 循环再生再生重整工艺
Howe—Baker公司工艺
重整反应器的结构
3.1 轴向反应器
预加氢处理 重整 稳定 分馏
防止油气直接撞击 催化剂
1. 增大油气接触面 积，使油气尽量均
匀地进入催化剂
2. 过滤杂物，延长生
1. 防止操作波动导致催化剂产床周侧期波
动，引起催化剂破碎
2. 减少油气停留时间，减少热裂化反
绝热式反应器
非绝热固定床反应器
热交换式 列管式 自热式
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CH3 M
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CH3
+
3H2
2
2．五员环烷烃的异构脱氢反应
R A R'
+ 3 H2
CH3
CH3 CH3
+ 3 H2
CH3
3．直链烷烃的异构化反应
R-CH2-CH2-CH2-CH3
A
A
R-CH2-CH-CH3
C H3
n- C 7 H 1 6
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C H 3- C H 2- C H 2- C - C H 3 C H3
炼油工艺学 3
4．烷烃的环化脱氢反应
R' R-CH2-CH2-CH2-CH3 M.A R''
n-C 6 H 1 4
M.A
+
CH3
4 H2
n-C7H16
M.A
+ 4H2
4
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炼油工艺学
5．加氢裂化反应
CH3 n-C7H16 +H2 A CH3-CH2-CH3 + CH3-CH-CH3
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炼油工艺学
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四、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 ② ③ 设备材质； 催化剂的耐热稳定性和容碳能力等； 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
反应温度应随催化剂活性的逐渐降低而逐步提高 高温有利于芳烃的生成和辛烷值的提高，但高温也加
剧了副反应地进行，使液体产物的收率下降
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炼油工艺学
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2．反应压力
反应压力影响生成油的收率、芳烃产率、汽油质量和操作
周期
工业装置上以最后一个反应器的进口压力代表反应压力 提高反应压力对生成芳烃的环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢反
6．芳烃脱烷基反应
R M R'H
+ H2
+ R''H
CH3
CH3 CH3
+ H2
M
+ CH4
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炼油工艺学
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7．烯烃的饱和反应
C7H14 + H2
8．积炭反应
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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以上反应中第 1，2，4 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； ② 五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多； ③ 烷烃脱氢环化反应速度很慢
我国的半再生式铂铼重整约采用 18atm 的反应压力，铂重
整采用 20 ～ 30atm ，而连续再生式重整装置的压力可降到 8atm左右，甚至可降到3.5atm
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3．进料空速
空速反映了反应时间的长短，对一定的反应器，空速越
大，反应时间越短，处理能力就越大。空速的选择取决于 催化剂的活性和原料组成
催化重整中各类反应的反应速度不同，因而空速的变化对
各类反应的影响也不同
对环烷基原料可采用较高的空速；而对石蜡基原料则需要
用较低的空速
对铂催化剂我国一般采用3h-1左右的空速，铂铼重整装置
采用1.5～2h-1
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4．氢油比(H/O)
使用循环氢的目的是：
应都不利，相反却有利于加氢裂化反应
解决这个矛盾的方法有两个：
采用较低的压力，经常再生； 采用较高的反应压力，牺牲一些转化率以延长生产周期
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如何选择最适宜的反应压力还要考虑到原料的性质和催化
剂性能： ★ 对易生焦的原料采用较高的反应压力 ★ 催化剂的容焦能力大，稳定性好则可采用较低的反应 压力
Байду номын сангаас
目前国内各重整装置的反应器入口温度多在480～530℃
之间
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催化重整常采用加权平均温度来表示反应温度
加权平均进口温度 C1T1,入 C2T2,入 C3T3,入
1 1 1 加权平均床层温度 C1 (T1,入 T1,出 ) C2 (T2,入 T2,出 ) C3 (T3,入 T3,出 ) 2 2 2
第二节 催化重整的化学反应
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一、催化重整的化学反应
催化重整是以C6 ～C11 的石脑油作原料，在一定操作条件 和催化剂作用下，烃分子发生重新排列，使环烷烃和烷 烃转化成芳烃和异构烷烃，同时产生氢气的过程 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 裂解反应 1．六员环的脱氢反应
① 抑制生焦反应； ② 保护催化剂； ③ 起热载体的作用，减少反应床层的温降，提高反应 器内的平均温度； ④ 稀释原料，使原料在床层中分布均匀
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在总压不变时，提高氢油比意味着提高氢分压，有利于
抑制催化剂上积炭。但是提高氢油比使循环氢量增大， 压缩机功率消耗增加。在氢油比过大时会由于减少了反 应时间而降低了转化率
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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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 原料中芳烃潜含量越高，重整后得到的芳烃产率就越高 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 在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率
因此，对稳定性较高的催化剂和生焦倾向小的原料，可
采用较小的H/O，反之则采用较大的H/O，铂重整装置采 用的摩尔氢油比为5～8，铂铼重整的轻油比<5，甚至可 进一步降到1～3
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烷烃异构化反应，虽不能直接生成芳烃，但却
能提高辛烷值；
加氢裂化生成小分子的烃类，而且在催化重整
条件下，加氢裂化还包含有异构化反应，因 此，加氢裂化反应有利于提高辛烷值，但过多 的加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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