连续重整装置基础知识003

250. 温度和氢分压对正己烷转化成甲基环戊烷的平衡比率影

响如何?

下图显示温度和氢分压对正己烷转化成甲基环戊烷的平衡比率的影响。

通常情况下，平衡比率很低，但是随着氢分压的下降和反应温度的提高，平衡比率增加很快。必须注意，在己烷转化成各种类型的环化物质之前，反应器中的甲基环戊烷浓度必须降至比以上平衡比率算出的值要低。

加氢裂化受低氢分压的抑制，已烷转化成芳烃的选择性受低氢和高温的影响而大大提高了。

251. 温度和氢分压对甲基环戊烷转化为环己烷的平衡比率影

响如何?

甲基环戊烷异构化为环己烷的反应中，氢气既不是反应物，也不是生成物，所以氢分压对此反应没有影响，平衡比率只受温度影响。列举了甲基环戊烷转化成环己烷时平衡比率受温度影响的情况。平衡比率在正常的重整反应温度区域是很低的，而且当温度上升时有所下降，这种低的平衡比率限制了甲基环戊烷转化成环己烷，因为在转化甲基环戊烷的反应发生之前，环己烷必须降低到非常低的水平。

252. 温度和氢分压对环已烷转化为苯的平衡比率影响如何?

环己烷脱氢转化成苯的反应既简单又迅速，下图显示了温度和氢分压对平衡比率的影响。因为环已烷转化成苯是不可逆的，热力学因素对选择性几乎没有影响，各种典型的铂重

整操作条件都十分有利于苯的形成。

253. 作温度和压力对正己烷转化为苯的选择性影响如何?

下图显示了工艺条件对正己烷转化成苯的选择性影响，这里苯的选择性被定义为：转化

成苯的正己烷摩尔数和所有被转化的正己烷的摩尔数之比，这里的转化是指正己烷的消失

量，所以产品中的己烷异构物不包括在内。图—24大体上反映出了正己烷脱氢环化的反应

情况，在压力一定的情况下，正己烷转化成苯的选择性随着温度的增加而增加。这是因为温

度升高反应平衡向有利于脱氢环化的方向转移。压力降低对选择性的改善，是因为改善了平衡比率和抑制加氢裂化反应速率的综合效果。

在538℃的反应温度下，试验压力从14kg／cm2下降到9kg／cm2，正己烷转化成苯的选择性增加了33％，当压力下降至5kg／cm2，选择性比14kg／cm2提高了70％，在高温和低压下，由正己烷生成苯的产率提高得很快，但是结焦量也非常大，因此，催化剂的稳定性成为首要的技术问题。

正已烷转化成苯的选择转化率

254. 操作温度和压力对甲基环戊烷转化成苯的选择性影响如何?

下图显示了工艺条件对甲基环戊烷转化成苯的选择性影响，同正己烷转化成苯一样，甲基环戊烷的转化选择性随着温度的上升和压力的下降而增加。在相同的工艺条件下，甲基环戊烷的转化选择性是正己烷的二倍到三倍，最佳选择性在538℃的反应温度和7kg／cm2反应力的条件下(大约为70％)。许多固定床生产苯、甲苯、二甲苯的重整装置的操作压力在21kg

／cm2，选择性下降到了50％，所以通过降低压力，甲基环戊烷转化为苯的选择性可提高40％。

甲基环戊烷转化成苯的选择转化率

255. 操作温度和压力对正庚烷转化成甲苯的选择性影响如何?

下图总结了在各种工艺条件下，正庚烷转化成甲苯的情况。正庚烷转化成甲苯的情况同正己烷转化成苯的情况相似，由于改进了平衡比率和加氢裂化速率的共同影响，在提高反应温度和降低反应压力后选择性得到改善，同时又抑制了加氢裂化反应。

例如：在反应温度为538℃时，反应压力从21kg／cm2降至14kg／cm2，正庚烷的选择转化率增加了30％，降至7kg／cm2时，增加了60％，在相同的操作条件下，正庚烷转化成甲苯的选择性是正己烷转化成苯的二倍到三倍。

正庚烷转化成苯的选择转化率

256. 通过重整反应器后各烃类的分布情况如何?

讨论了重整各种反应的相对反应速度、平衡限制和反应热，我们就可以从整体上探讨重整工艺。我们从烃浓度、产品质量和反应物经过反应器的温度分布情况来考察一个低压、燃料油型的重整装置的操作。数据是从四个反应器的重整工业装置上获得的，原料、产品和中间反应产物样品的采取都能反映通过反应器的烃转化和产品质量。下图表示了通过反应器的每100摩尔原料的烃产率，这里的0.1，0.25，0.5和1.0几个表示催化剂比例的点分别都表示各个反应器的边界和采样点(下同)。

在操作过程中，各中间反应器1，2，3，4中每100摩尔的原料所产生的芳烃(A)为22、10、 5.5、5.5摩尔。因为反应速度非常快，95％的环己烷(CH)在一反中已消失，而环戊烷(CP)在四个反应器中被转化的量分别为每100摩尔原料含4.5、4.0、1.0和0.5摩尔。被转化的烷烃(P)按绝对摩尔来看，和环戊烷的情况大体相似(每100摩尔进料所产生的芳烃为4.0、4. 0、7.0、6.5摩尔)，但按每摩尔某种烃类进料被转化的百分比来看，烷烃的转化率要低得多。

下表说明了重整反应过程中各种烃化学转化情况。

257. 通过重整反应器后不同碳原子数的环戊烷的分布情况如何?

下图说明了环戊烷原子数对转化的影响。在一反中，没有什么特殊变化，只是甲基环戊烷浓度增加了。这种增加显然是由异构化造成的，但是这种反应的选择性很低，图—28同时也表明了重环烷的转化比较快，C9及C9以上的环戊烷在一反与二反中基本完成，C8、C7

和C6环戊烷反应相对比较慢。

258. 通过重整反应器后不同碳原子数的烷烃的分布情况如何? 下图显示的是通过各个反应器的反应物的烷烃组成(以每100摩尔进料中所含烷烃的摩尔数计算)。有趣的是在一反与二反中，C 6、C 7烷烃浓度是增加的，这是由于重整烷烃的裂化所造成的，C 6和C 7环烷开环也生成相对应的烷烃。重烷烃由于脱氢环化比较容易，再加上加氢裂化，它们转化相对较快。

259. 通过重整反应器后C 6～C 8烷烃的异构化情况如何?

下图显示的是C 6～C 8烷烃在反应器中的异构化情况。尽管异构／正构比比较接近平衡比率，但没有达到平衡比率，说明在重整反应器的操作条件下，要使异构反应达到平衡的水平还是很难的，相对而言，碳原子数大的烷烃易于异构，同时，异构化反应主要发生在前几个反应器中。异构化反应使产物的辛烷值得到了提高。

图 通过重整反应器后不同碳原子数的环戊烷的分布图

图 通过重整反应器后不同碳原子数的烷烃的分布图