铂重整反应方程式.pdfVIP

1. 铂重整原料、产品的组成 铂重整装置的原料石脑油，通常含有C ～C 烷烃，环烷烃和芳烃。铂重整 6 11 工艺技术是以环烷烃和烷烃为原料生产芳烃的过程，可以生产发动机燃料（由于 其辛烷值很高），也可以生产特种芳烃混合物的原料。如果产品用作发动机燃料， 一般来说，该工艺过程的原料石脑油含有的总体烃类范围是C ～C ，基本上实 6 11 现了以粗馏分为原料生产汽油的产量最大化。如果产品用于芳烃，一般来说，原 料石脑油会含有更精选的烃类（C 、C-C 、C -C 、C-C ），这种烃类用作理想 6 6 7 6 8 7 8 芳烃产品的原料。这两种应用的基本石脑油化学原理都是一样的。 以各种原油生产的石脑油，其 “重整的难易程度”差异很大。这种 “重整的 难易程度”主要是由石脑油所含的各种烃类 （烷烃、环烷烃、芳烃）的数量决定 的。而通过铂重整装置的芳环烃类实质上没有变化。大多数环烷烃迅速反应，并 有效地变成芳烃，这是铂重整的基本反应。烷烃类是最难转化的混合物。在大多 数低苛刻度应用中，只有少量烷烃转化为芳烃。在高苛刻度应用中，烷烃转化率 较高，但仍很慢、效率也不高。 烃转化只有在是 “贫”石脑油 （高烷烃含量、低环烷烃含量）和 “富”石脑 油（较低的烷烃含量、较高的环烷烃含量）时才能够进行典型的铂重整操作。对 于更富含环烷烃的原料，须保持较低的烷烃转化率，以使操作更容易、更有效。 2. 铂重整反应 ⑴六元环烷烃脱氢生成芳烃反应 该反应是重整反应中反应速度最快的一个，六元环烷烃脱氢可以在非常高的空速下进 行，反应选择性好，反应吸热量大，并副产大量的氢气。由于原料油中环烷烃的含量有限， 而且其中还有一部分是较难转化的五元环烷烃，因此这个反应在辛烷基的贡献上受环烷烃含 量的限制。但是它仍然是生产芳烃的主要来源和反应。六元环烷烃脱氢反应是一个典型的在 金属中心进行的反应，由于反应速度快、是强烈的吸热反应，因此造成第一反应器温降大。 ⑵五元环烷烃脱氢异构化生成六元环烷烃反应 五元环烷烃的异构化脱氢反应比六员环烷的脱氢反应慢得多，但大部分也能 转化为芳烃，五元环烷烃脱氢异构是一个强吸热反应。环烷烃从五元到六元的异 构是可逆的。五元环烷转化为苯均需要双功能催化剂，甲基环戊烷一般先由金属 中心脱氢，再在酸性中心上异构为六元环烯，最后进一步脱氢生成苯。这类反应 需要在金属中心和酸性中心双功能作用下进行，而酸性中心是整个反应过程中的 控制步骤，因此搞好催化剂的水氯平衡，使催化剂上的金属功能和酸性功能适当 配合，最大限度地把五元环烷烃转为芳烃，将利于重整装置整体效益地提高。 ⑶烷烃脱氢环化反应 烷烃脱氢环化反应提高辛烷值的幅度大，但是该反应速率慢，转化较困难，选择 性低。最大限度地把烷烃转化为芳烃，是提高汽油辛烷值的关键，是增产芳烃， 提高经济效益的关键反应之一。该反应是吸热反应，可以在金属中心直接环化进 行，也有以在金属中心和酸性中心双功能作用下进行。由于反应速率慢，一般反 应发生在最后的一个反应器内。 ⑷直链烷烃异构化反应 直链烷烃异构化反应主要在酸性中心上进行，反应速度快，液体收率高选择 好，辛烷值增值大。以正庚烷为例，原料油的研究法辛烷值是零，异烷化产物的 研究法辛烷值与异构化产物的分子结果有关，同时反应的热效应很低。它是提高 汽油辛烷值理想的主要反应之一，但是这个反应的深度受热力学平衡的限制，不 可能将石脑油中的直链烷烃一次全部转化为异构烷烃。 ⑸烷烃和环烷烃的加氢裂化反应 加氢裂化反应将原料中的低辛烷值的组分裂解成LPG，从而使产品辛烷值提高。 但是该反应要消耗大量的氢气，使重整产氢的纯度下降，同时液体产品收率变低， 芳烃产率下降，催化剂的选择性变差，因此反应要加以适当的控制。加氢裂化反 应是一个放热反应。 ⑹烷烃和芳烃的氢解反应 烷烃和芳烃的氢解即脱甲基反应。脱甲基反应通过催化剂金属性能实现，是重整的次要反应， 在高苛刻度下发生。它可以看作加氢裂化反应的特例，但它是在金属中心上发生的发应，生 成甲烷、乙烷。同时消耗大量的氢气，放出热量。 （7）生焦反应 除了以上反应外，还会发生使催化剂失活的生焦反应，即烷烃的深度脱氢，生成烯烃和 二烯烃，烯烃进一步聚合和环化生成稠环化合物