催化重整教学课件.ppt
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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％
催化重整工艺流程
❖ 生产高辛烷值汽油： 原料预处理和重整反应
❖ 生产芳烃： 原料预处理和重整反应，以及芳烃分离部分， 包括烯烃饱和、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精 馏分离
原料预处理
❖ 预分馏：切取合适沸程的原料，80-180℃，60130℃
从反应速度来看，这两类反应却有相当大的差别， 五元环烷烃异构脱氢反应的速度较低
当反应时间较短时，五元环烷烃转化为芳烃的转 化率会距离平衡转化率较远
催化重整反应的特点
与六元环烷烃相比，五元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
提高五元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
❖ 预加氢：脱除杂质，饱和烯烃
❖ 预脱砷：按照砷含量装填催化剂，或采用吸附法或 氧化法脱砷
以生产芳烃为目的时，重整后还须加氢，目的：饱 和烯烃，以免烯烃混入芳烃，影响芳烃纯度
第二节 催化重整的化学反应
❖ 一、催化重整的主要反应
六元环烷的脱氢反应 五元环烷的异构脱氢 烷烃的环化脱氢反应 异构化反应 加氢裂化反应 生焦反应
产物收率高、运转周期长，催化剂价格昂贵
催化重整技术发展概况
❖ 1967～至今 铂铼重整： 催化剂：铂－铼/氧化铝 反应器：固定床 特点：容炭能力强，稳定性高，在较高的温 度和较低的氢分压下活性良好，提高了汽油 的辛烷值，汽油、芳烃和氢气的产率高
催化重整技术发展概况
❖ 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
一、催化重整的主要反应
1、六元环烷的脱氢反应
+ 3H2
-209KJ/mol
CH3 (RON 74.8)
CH3 + 3H2
(RON 120)
-202KJ/mol
六元环烷烃脱氢——生成芳烃和提高辛烷值的主要反应， 反应很快，在工业应用条件下，一般能达到化学平衡， 生成芳烃，大幅度提高RON
催化重整的主要反应
催化剂的异构化活性对五元环烷烃转化为芳烃有 重要的影响
催化重整的反应特点
❖ 4、烷烃的环化脱氢反应
环烷烃在重整原料中含量有限，如何使烷烃生成芳烃有 着重要意义
从热力学角度来看，分子中碳原子不小于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
为了使烷烃更多地转化为芳烃，关键在于提高烷烃的环 化脱氢反应速度和提高催化剂的选择性
烷烃的分子量越大，环化脱氢反应速度也越快
催化重整的反应特点
从热力学上分析，虽然烷烃在重整条件下环化脱氢的平 衡转化率还比较高，但是在实际生产中，烷烃的转化率 却很低，距离平衡转化率很远
催化重整的原料和产品
❖ 2、产品 ❖ 催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组
分，发达国家占车用汽油的25～30% ❖ BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的
BTX来自催化重整 ❖ 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
二、催化重整技术发展概况
催化重整工艺技术的发展与催化剂发展紧密 相连，经历了以下几个阶段： ❖ 1940～1949 临氢重整
催化重整
本章主要内容
❖ 第一节 概述 ❖ 第二节 催化重整的化学反应 ❖ 第三节 重整催化剂 ❖ 第四节 重整原料及其预处理 ❖ 第五节 重整反应器 ❖ 第六节 催化重整生产清洁油品
第一节 概述
❖ 催化重整是一个以汽油（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
+3H2
-266KJ/mol
(RON24.8)
(RON100)
烷烃脱氢环化—提高辛烷值显著、速度慢，转化率较小
催化重整的主要反应
4、异构化反应
n-C7H16 (RON0)
i- C7H16 (RON 92)
烷烃异构化反应，虽不能生成芳烃，但能提高辛烷值
催化重整的主要反应
5、加氢裂化反应
n-C8H18 + H2
2、五元环烷的异构脱氢
CH3 +3H2 -190.5 KJ/mol
CH3
CH3 (RON80.6)
CH3 (RON74.8)
CH3 -177.1KJ/mol
(RON 120)
五元环烷烃异构脱氢——比六员环烷脱氢反应慢得多， 大部分能转化成芳烃
催化重整的主要反应
3、烷烃的环化脱氢反应
n-C6H14 -H2
催化剂：氧化钼/氧化铝、氧化铬/氧化铝 反应器：固定床、移动床、流化床 特点：催化剂活性不高，汽油的辛烷值不太高，催 化剂失活快，反应周期短、处理能力小、操作费用 大
催化重整技术发展概况
❖ 1950～1967 铂重整 催化剂：铂/氧化铝 反应器：固定床，半再生式流程 特点：活性高、稳定性好、选择性好、液体
催化重整反应的特点
❖ 2、五元环烷烃的异构脱氢
五元环烷烃的异构脱氢反应是强吸热反应 五元环烷烃异构脱氢反应可看作由两步反应组成
CH3 Z01
Z02
+3H2
反应比六元环烷脱氢反应慢，大部分可转化成芳 烃
催化重整反应的特点
❖ 3、五元环烷烃与六元环烷烃重整反应的对比
五元环烷烃的异构脱氢反应与六元环烷烃的脱氢 反应在热力学规律上是很相似的，即它们都是强 吸热反应，在重整反应条件下的化学平衡常数都 很大，反应可以充分地进行
❖ 催化重整过程的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，产生芳香烃和异构烃，从而提高了汽油 的辛烷值
一、催化重整的原料和产品
1、原料
❖ 主要是直馏汽油馏分，也称石脑油（Naphtha） ❖ 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、氮等非烃组分后加入精制石 脑油作为重整原料 ❖ 生产高辛烷值汽油为目的：80～180℃馏分； ❖ 生产BTX为目的：60～130℃馏分
2 i-C4H10
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，要适当控制
6、生焦反应
烃类脱氢
烯烃
聚合环化
积炭
Байду номын сангаас
二、催化重整反应的特点
❖ 1、六元环烷烃的脱氢
反应很快，在工业应用条件下，一般能达到化学 平衡
强吸热反应，且碳原子数越少，环烷脱氢反应热 越大
平衡常数都很大，且随着碳原子数的增大而增大 它是生产芳烃和提高辛烷值的主要反应
催化重整工艺流程
❖ 生产高辛烷值汽油： 原料预处理和重整反应
❖ 生产芳烃： 原料预处理和重整反应，以及芳烃分离部分， 包括烯烃饱和、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精 馏分离
原料预处理
❖ 预分馏：切取合适沸程的原料，80-180℃，60130℃
从反应速度来看，这两类反应却有相当大的差别， 五元环烷烃异构脱氢反应的速度较低
当反应时间较短时，五元环烷烃转化为芳烃的转 化率会距离平衡转化率较远
催化重整反应的特点
与六元环烷烃相比，五元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
提高五元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
❖ 预加氢：脱除杂质，饱和烯烃
❖ 预脱砷：按照砷含量装填催化剂，或采用吸附法或 氧化法脱砷
以生产芳烃为目的时，重整后还须加氢，目的：饱 和烯烃，以免烯烃混入芳烃，影响芳烃纯度
第二节 催化重整的化学反应
❖ 一、催化重整的主要反应
六元环烷的脱氢反应 五元环烷的异构脱氢 烷烃的环化脱氢反应 异构化反应 加氢裂化反应 生焦反应
产物收率高、运转周期长，催化剂价格昂贵
催化重整技术发展概况
❖ 1967～至今 铂铼重整： 催化剂：铂－铼/氧化铝 反应器：固定床 特点：容炭能力强，稳定性高，在较高的温 度和较低的氢分压下活性良好，提高了汽油 的辛烷值，汽油、芳烃和氢气的产率高
催化重整技术发展概况
❖ 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
一、催化重整的主要反应
1、六元环烷的脱氢反应
+ 3H2
-209KJ/mol
CH3 (RON 74.8)
CH3 + 3H2
(RON 120)
-202KJ/mol
六元环烷烃脱氢——生成芳烃和提高辛烷值的主要反应， 反应很快，在工业应用条件下，一般能达到化学平衡， 生成芳烃，大幅度提高RON
催化重整的主要反应
催化剂的异构化活性对五元环烷烃转化为芳烃有 重要的影响
催化重整的反应特点
❖ 4、烷烃的环化脱氢反应
环烷烃在重整原料中含量有限，如何使烷烃生成芳烃有 着重要意义
从热力学角度来看，分子中碳原子不小于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
为了使烷烃更多地转化为芳烃，关键在于提高烷烃的环 化脱氢反应速度和提高催化剂的选择性
烷烃的分子量越大，环化脱氢反应速度也越快
催化重整的反应特点
从热力学上分析，虽然烷烃在重整条件下环化脱氢的平 衡转化率还比较高，但是在实际生产中，烷烃的转化率 却很低，距离平衡转化率很远
催化重整的原料和产品
❖ 2、产品 ❖ 催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组
分，发达国家占车用汽油的25～30% ❖ BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的
BTX来自催化重整 ❖ 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
二、催化重整技术发展概况
催化重整工艺技术的发展与催化剂发展紧密 相连，经历了以下几个阶段： ❖ 1940～1949 临氢重整
催化重整
本章主要内容
❖ 第一节 概述 ❖ 第二节 催化重整的化学反应 ❖ 第三节 重整催化剂 ❖ 第四节 重整原料及其预处理 ❖ 第五节 重整反应器 ❖ 第六节 催化重整生产清洁油品
第一节 概述
❖ 催化重整是一个以汽油（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
+3H2
-266KJ/mol
(RON24.8)
(RON100)
烷烃脱氢环化—提高辛烷值显著、速度慢，转化率较小
催化重整的主要反应
4、异构化反应
n-C7H16 (RON0)
i- C7H16 (RON 92)
烷烃异构化反应，虽不能生成芳烃，但能提高辛烷值
催化重整的主要反应
5、加氢裂化反应
n-C8H18 + H2
2、五元环烷的异构脱氢
CH3 +3H2 -190.5 KJ/mol
CH3
CH3 (RON80.6)
CH3 (RON74.8)
CH3 -177.1KJ/mol
(RON 120)
五元环烷烃异构脱氢——比六员环烷脱氢反应慢得多， 大部分能转化成芳烃
催化重整的主要反应
3、烷烃的环化脱氢反应
n-C6H14 -H2
催化剂：氧化钼/氧化铝、氧化铬/氧化铝 反应器：固定床、移动床、流化床 特点：催化剂活性不高，汽油的辛烷值不太高，催 化剂失活快，反应周期短、处理能力小、操作费用 大
催化重整技术发展概况
❖ 1950～1967 铂重整 催化剂：铂/氧化铝 反应器：固定床，半再生式流程 特点：活性高、稳定性好、选择性好、液体
催化重整反应的特点
❖ 2、五元环烷烃的异构脱氢
五元环烷烃的异构脱氢反应是强吸热反应 五元环烷烃异构脱氢反应可看作由两步反应组成
CH3 Z01
Z02
+3H2
反应比六元环烷脱氢反应慢，大部分可转化成芳 烃
催化重整反应的特点
❖ 3、五元环烷烃与六元环烷烃重整反应的对比
五元环烷烃的异构脱氢反应与六元环烷烃的脱氢 反应在热力学规律上是很相似的，即它们都是强 吸热反应，在重整反应条件下的化学平衡常数都 很大，反应可以充分地进行
❖ 催化重整过程的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，产生芳香烃和异构烃，从而提高了汽油 的辛烷值
一、催化重整的原料和产品
1、原料
❖ 主要是直馏汽油馏分，也称石脑油（Naphtha） ❖ 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、氮等非烃组分后加入精制石 脑油作为重整原料 ❖ 生产高辛烷值汽油为目的：80～180℃馏分； ❖ 生产BTX为目的：60～130℃馏分
2 i-C4H10
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，要适当控制
6、生焦反应
烃类脱氢
烯烃
聚合环化
积炭
Байду номын сангаас
二、催化重整反应的特点
❖ 1、六元环烷烃的脱氢
反应很快，在工业应用条件下，一般能达到化学 平衡
强吸热反应，且碳原子数越少，环烷脱氢反应热 越大
平衡常数都很大，且随着碳原子数的增大而增大 它是生产芳烃和提高辛烷值的主要反应