4.1芳烃来源及催化重整
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良好 提高了汽油的辛烷值 汽油、芳烃和氢气的产率高
催化重整的发展过程
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：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
催化重整的发展过程—两次质的飞跃与突破
在生产芳烃的同时兼顾生产汽油的为12套，加 工能力为600万吨/年，占总能力的24.4%。
1979年 开始引进连续重整技术 1985年 第一套连续重整装置在上海金山投产 连续重整装置占31.9% 加工能力占到了59.3%
22套连续重整装置中的5套平均反应压力为0.8MPa左右,其 余的平均反应压力为0.35MPa左右，单套装置的平均能力 为66.4万吨/年；
3、烷烃的环化脱氢反应
n-C6H14 -H2
+3H2
-266KJ/mol
(RON24.8)
(RON100)
提高辛烷值显著、速度慢，转化率较小
4、异构化反应
n-C7H16 (RON0)
i- C7H16 (RON 92)
— 28～50
54～73 19.6～36 10～15.0
8～14 5～15 2.5～3.7 27～46
焦化芳烃 85 65 15 5 — — ＜15
不同国家芳烃来源构成
分布
石 催化重整油
油 裂解汽油
美国，％
79.6
19.1
西欧，％
49.4
44.8
日本，％
37.8
52.2
煤焦化
4.0 5.9 10.0
催化重整的发展过程
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：催化剂活性高、稳定性好、选择性好 液体产物收率高 运转周期长 催化剂价格昂贵
催化重整的发展过程
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
第4章 芳烃转 化过程
1
主
要
内
2
容
芳烃的生产方法 芳烃的转化
3 单一芳烃产品的分离精制
芳烃和乙烯同为石油化工的核心生产 装置，是炼油下游化纤和化工两条产品链 的龙头。
主要芳烃及用途
三苯：苯、甲苯和二甲苯 简称BTX
混合二甲苯：乙苯和三个二甲苯异构体 组成的混合物 C8芳烃
异丙苯、十二烷基苯和萘
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
催化重整的发展过程
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、失活快 汽油的辛烷值不太高 反应周期短、处理能力小、操作费用大
连续重整装置所采用的工艺技术包括了UOP和IFP两家专 利公司的各代专利技术，已具有国际水平。
半再生和连续重整催化剂都已经实现了国产化，并达 到国际水平
பைடு நூலகம்再生重整的工程设计全部国产化
连续重整仅购买专利使用权，全部工艺和工程设计实 现国产化，并且开发出了以“逆流移动床”为代表的 具有自主知识产权的连续重整专利技术。
催化重整生产芳烃的化学反应
（1）基本化学反应
主反应
生成芳烃
六元环烷烃脱氢
五元环异构脱氢
烷烃脱氢环化
烷烃异构加氢裂解
副反应
烯烃聚合
加氢裂解
1、六元环烷的脱氢反应
生成芳烃和提高辛烷值（RON）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
CH3 (RON 74.8)
Ι 催化重整生产芳烃
催化重整是一个以石脑油为原料生产高辛烷值汽 油及轻芳烃（BTX）的重要炼油过程，同时副产相当 数量的氢气。
约10％的催化重整装置用于生产芳烃产品 催化重整芳烃产品特点：
甲苯、二甲苯较多， 苯较少
催化重整的原料
主要是石脑油（Naphtha） 二次加工汽油：焦化汽油、催化裂化汽油
总加工能力2460万吨/年，约占原油总加工 能力的10%左右
连续重整装置22套， 加工能力1460万吨/年 半再生重整装置47套，加工能力1000万吨/ 年
目的产品为芳烃的为23套，加工能力为770万 吨/年，占总能力的31.3%；
目的产品为高辛烷值汽油组分的为34套，加工 能力为1090万吨/年，占总能力的44.3%；
60年代 美国Chevron公司首先在工业上成功 应用铂铼双金属催化剂
70年代 美国UOP公司首先在工业上成功应 用 移动床催化剂连续再生技术
我国催化重整的发展和现状
1965年我国在大庆建成投产了第一套10万吨 /年的工业化催化重整装置
经过40年的发展，到2006年9月共建成投产 催化重整装置69套
4.1.1 芳烃的来源与生产方法
煤焦化芳烃 炼焦副产的粗苯、煤焦油
石油芳烃 石脑油催化重整油 烃裂解副产的裂解汽油
以石油为原料的芳烃 国外 98%以上 国内 85%以上
不同来源的芳烃含量与组成
组成
催化重整生成油
裂解汽油
芳烃含量 苯 甲苯
二甲苯 C9芳烃 苯乙烯 非芳烃
50～72 6～8 20～25 21～30 5～9
4.1.1.1 焦化芳烃生产方法
煤干馏
粗煤气
初冷、净化、终冷 洗油吸收 蒸馏脱吸
粗苯
粗 分馏 苯
分馏
精制后精馏
轻苯
BTX混合馏分
重苯
产品中苯占50~70%
二甲苯 甲苯 苯
4.1.1.2 石油芳烃生产
工艺过程 反应
原料
石脑油
生产过程
分离
转化
裂解汽油
B—苯 T—甲苯 X— 二甲苯 OX—邻二甲苯 PX—对二甲苯
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℃石脑 油馏分 生产BTX为目的：60～130℃石脑油馏分
催化重整的产品
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
+ 3H2
-209KJ/mol
CH3 + 3H2
(RON 120)
-202KJ/mol
2、五元环烷的异构脱氢
比六元环烷脱氢反应慢得多，大部分能转化成芳烃
CH3
CH3 CH3 (RON80.6)
CH3 (RON74.8)
+3H2 -190.5 KJ/mol
CH3 -177.1KJ/mol
(RON 120)
催化重整的发展过程
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：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
催化重整的发展过程—两次质的飞跃与突破
在生产芳烃的同时兼顾生产汽油的为12套，加 工能力为600万吨/年，占总能力的24.4%。
1979年 开始引进连续重整技术 1985年 第一套连续重整装置在上海金山投产 连续重整装置占31.9% 加工能力占到了59.3%
22套连续重整装置中的5套平均反应压力为0.8MPa左右,其 余的平均反应压力为0.35MPa左右，单套装置的平均能力 为66.4万吨/年；
3、烷烃的环化脱氢反应
n-C6H14 -H2
+3H2
-266KJ/mol
(RON24.8)
(RON100)
提高辛烷值显著、速度慢，转化率较小
4、异构化反应
n-C7H16 (RON0)
i- C7H16 (RON 92)
— 28～50
54～73 19.6～36 10～15.0
8～14 5～15 2.5～3.7 27～46
焦化芳烃 85 65 15 5 — — ＜15
不同国家芳烃来源构成
分布
石 催化重整油
油 裂解汽油
美国，％
79.6
19.1
西欧，％
49.4
44.8
日本，％
37.8
52.2
煤焦化
4.0 5.9 10.0
催化重整的发展过程
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：催化剂活性高、稳定性好、选择性好 液体产物收率高 运转周期长 催化剂价格昂贵
催化重整的发展过程
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
第4章 芳烃转 化过程
1
主
要
内
2
容
芳烃的生产方法 芳烃的转化
3 单一芳烃产品的分离精制
芳烃和乙烯同为石油化工的核心生产 装置，是炼油下游化纤和化工两条产品链 的龙头。
主要芳烃及用途
三苯：苯、甲苯和二甲苯 简称BTX
混合二甲苯：乙苯和三个二甲苯异构体 组成的混合物 C8芳烃
异丙苯、十二烷基苯和萘
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
催化重整的发展过程
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、失活快 汽油的辛烷值不太高 反应周期短、处理能力小、操作费用大
连续重整装置所采用的工艺技术包括了UOP和IFP两家专 利公司的各代专利技术，已具有国际水平。
半再生和连续重整催化剂都已经实现了国产化，并达 到国际水平
பைடு நூலகம்再生重整的工程设计全部国产化
连续重整仅购买专利使用权，全部工艺和工程设计实 现国产化，并且开发出了以“逆流移动床”为代表的 具有自主知识产权的连续重整专利技术。
催化重整生产芳烃的化学反应
（1）基本化学反应
主反应
生成芳烃
六元环烷烃脱氢
五元环异构脱氢
烷烃脱氢环化
烷烃异构加氢裂解
副反应
烯烃聚合
加氢裂解
1、六元环烷的脱氢反应
生成芳烃和提高辛烷值（RON）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
CH3 (RON 74.8)
Ι 催化重整生产芳烃
催化重整是一个以石脑油为原料生产高辛烷值汽 油及轻芳烃（BTX）的重要炼油过程，同时副产相当 数量的氢气。
约10％的催化重整装置用于生产芳烃产品 催化重整芳烃产品特点：
甲苯、二甲苯较多， 苯较少
催化重整的原料
主要是石脑油（Naphtha） 二次加工汽油：焦化汽油、催化裂化汽油
总加工能力2460万吨/年，约占原油总加工 能力的10%左右
连续重整装置22套， 加工能力1460万吨/年 半再生重整装置47套，加工能力1000万吨/ 年
目的产品为芳烃的为23套，加工能力为770万 吨/年，占总能力的31.3%；
目的产品为高辛烷值汽油组分的为34套，加工 能力为1090万吨/年，占总能力的44.3%；
60年代 美国Chevron公司首先在工业上成功 应用铂铼双金属催化剂
70年代 美国UOP公司首先在工业上成功应 用 移动床催化剂连续再生技术
我国催化重整的发展和现状
1965年我国在大庆建成投产了第一套10万吨 /年的工业化催化重整装置
经过40年的发展，到2006年9月共建成投产 催化重整装置69套
4.1.1 芳烃的来源与生产方法
煤焦化芳烃 炼焦副产的粗苯、煤焦油
石油芳烃 石脑油催化重整油 烃裂解副产的裂解汽油
以石油为原料的芳烃 国外 98%以上 国内 85%以上
不同来源的芳烃含量与组成
组成
催化重整生成油
裂解汽油
芳烃含量 苯 甲苯
二甲苯 C9芳烃 苯乙烯 非芳烃
50～72 6～8 20～25 21～30 5～9
4.1.1.1 焦化芳烃生产方法
煤干馏
粗煤气
初冷、净化、终冷 洗油吸收 蒸馏脱吸
粗苯
粗 分馏 苯
分馏
精制后精馏
轻苯
BTX混合馏分
重苯
产品中苯占50~70%
二甲苯 甲苯 苯
4.1.1.2 石油芳烃生产
工艺过程 反应
原料
石脑油
生产过程
分离
转化
裂解汽油
B—苯 T—甲苯 X— 二甲苯 OX—邻二甲苯 PX—对二甲苯
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℃石脑 油馏分 生产BTX为目的：60～130℃石脑油馏分
催化重整的产品
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
+ 3H2
-209KJ/mol
CH3 + 3H2
(RON 120)
-202KJ/mol
2、五元环烷的异构脱氢
比六元环烷脱氢反应慢得多，大部分能转化成芳烃
CH3
CH3 CH3 (RON80.6)
CH3 (RON74.8)
+3H2 -190.5 KJ/mol
CH3 -177.1KJ/mol
(RON 120)