4第二章-化工原料及其初步加工3-催化重整汇总.ppt

2.3.3.4 催化重整（Catalytic Reforming） 重整的概念： 重整是将轻质原料油如直馏汽油，粗汽油等经过热或Cat作用，使油料中的烃类重新调整结构，生产大量芳烃的过程。（三苯的来源） 重整的目的： 一是制得高辛烷值的汽油 二是制得芳烃。 分类： 一、热重整 热重整不用催化剂。 目的： 在高压下使低辛烷值的汽油变为高辛烷值的汽油（也可获得较多的轻质烯烃）。 工艺条件： T—525∽575℃；P—2.0∽7.0MPa；t—10∽20s 缺点： 与催化重整相比：汽油收率低、辛烷值低、稳定性差（已被催化重整替代） 二、催化重整（铂重整） 催化重整是石油加工过程中重要的二次加工方法，其目的是用以生产高辛烷值汽油或化工原料——芳香烃，同时副产大量氢气，用作加氢工艺的氢气来源。 催化重整：是以石脑油为原料，在催化剂的作用下，烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。 1、催化重整在石油加工中的地位 其主要目的：一是生产高辛烷值汽油组分；二是为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供原料（苯、甲苯、二甲苯等芳烃，简称BTX）。此外，催化重整过程还生产化工过程所需的溶剂、油品加氢所需高纯度廉价氢气（75%～95%）和民用燃料液化气等副产品。 降低烯烃和硫含量并保持较高的辛烷值是我国炼油厂生产清洁汽油所面临的主要问题，催化重整将发挥重要作用。 石油是不可再生资源，其最佳应用是达到效益最大化和再循环利用。石油化工是目前最重要的发展方向。BTX是一级基本化工原料，全世界所需的BTX有一半以上是来自催化重整。 2、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-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高的稳定性。 3、催化重整原则流程 （1）生产高辛烷值汽油方案 （2）生产芳烃方案 4、催化重整的化学反应 Ⅰ、重整化学反应 A、芳构化反应 a.六元环脱氢反应 ★芳构化反应反应说明★ 芳构化反应的特点是：①强吸热，其中相同碳原子烷烃环化脱氢吸热量最大，五元环烷烃异构脱氢吸热量最小，因此，实际生产过程中必须不断补充反应过程中所需的热量；②体积增大，因为都是脱氢反应，这样重整过程可生产高纯度的富产氢气；③可逆，可控制操作条件，提高芳烃产率。 六元环烷的脱氢反应进行得很快，在工业条件下能达到化学平衡，是生产芳烃的最重要的反应；五元环烷的异构脱氢反应比六元环烷的脱氢反应慢很多，但大部分也能转化为芳烃；烷烃环化脱氢反应的速率较慢，在一般铂重整过程中，烷烃转化为芳烃的转化率很小。铂铼等双金属和多金属催化剂重整的芳烃转化率有很大的提高，主要原因是提高了烷烃转化为芳烃的反应速率。 B、异构化反应 C、加氢裂化反应 D、缩合生焦反应 在重整条件下，烃类还可以发生叠合和缩合等分子增大的反应，最终缩合成焦炭，覆盖在催化剂表面，使其失活。因此，这类反应必须加以控制。 Ⅱ、重整反应的热力学和动力学特征及影响因素 5、催化重整催化剂 （1）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。 非贵金属催化剂：Cr2O3/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。这类催化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：Pt-Re/ Al2O3、Pt-Sn/ Al2O3、Pt-Ir/ Al2O3 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。 Ⅰ、活性组分 要求重整催化剂具备脱氢和裂化、异构化两种活性功能，即重整催化剂的双功能。 一般由一些金属元素提供环烷烃脱氢生成芳烃、烷烃脱氢生成烯烃等脱氢反应功能，也叫金属功能；由卤素提供烯烃环化、五元环异构等异构化反应功能，也叫酸性功能。 如何保证这两种功能得到适当的配合是制备重整催化剂和实际生产操作的一个重要问题。 A、铂 活性组分中脱氢活性功能—贵金属Pt。↑铂含量，↑催化剂的活性、稳定性和抗毒物能力随的增加而增强。 其催化剂的成本主要取决于铂含量。研究表明：当铂含量接近于1%时