第二节催化重整的化学反应

第二节催化重整的化学反应2023/9/16炼油工艺学1第1页，课件共18页，创作于2023年2月一、催化重整的化学反应催化重整是以C6～C11的石脑油作原料，在一定操作条件和催化剂作用下，烃分子发生重新排列，使环烷烃和烷烃转化成芳烃和异构烷烃，同时产生氢气的过程重整催化剂是一种双功能催化剂，即有金属功能，进行脱氢和环化等反应；又有酸性功能，进行异构化和加氢裂解反应1．六员环的脱氢反应第2页，课件共18页，创作于2023年2月2．五员环烷烃的异构脱氢反应3．直链烷烃的异构化反应第3页，课件共18页，创作于2023年2月4．烷烃的环化脱氢反应第4页，课件共18页，创作于2023年2月5．加氢裂化反应6．芳烃脱烷基反应第5页，课件共18页，创作于2023年2月7．烯烃的饱和反应8．积炭反应烃类的深度脱氢，生成烯烃和二烯烃，烯烃进一步聚合及环化，形成稠环芳香烃，并吸附在催化剂上，最终转化成焦炭而使催化剂失活

第6页，课件共18页，创作于2023年2月以上反应中第1，2，4是生成芳烃的反应，芳烃有较高的辛烷值，故目的产品不论是高辛烷值汽油还是芳烃，这些反应都是有利的。但这三种反应的反应深度是不一样的：①六员环的脱氢反应最快；②五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多；③烷烃脱氢环化反应速度很慢第7页，课件共18页，创作于2023年2月烷烃异构化反应，虽不能直接生成芳烃，但却能提高辛烷值；加氢裂化生成小分子的烃类，而且在催化重整条件下，加氢裂化还包含有异构化反应，因此，加氢裂化反应有利于提高辛烷值，但过多的加氢裂化会使液体收率降低，所以，对加氢裂化反应要适当控制第8页，课件共18页，创作于2023年2月生产上通常用“芳烃潜含量”来表征重整原料的反应性能，即当原料中的环烷烃全部转化成芳烃时所能得到的芳烃量。其计算方法如下(含量皆为质量分数)

第9页，课件共18页，创作于2023年2月用“芳烃转化率”或“重整转化率”来表征重整原料的转化深度和操作水平高低原料中芳烃潜含量越高，重整后得到的芳烃产率就越高芳烃潜含量只是说明生产芳烃的可能性（潜在能力），并不是最高能力在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率第10页，课件共18页，创作于2023年2月四、催化重整的主要操作因素

1．反应温度无论从反应速度还是化学平衡来考虑，提高反应温度对催化重整都有利，但反应温度还受以下因素的限制：①设备材质；②催化剂的耐热稳定性和容碳能力等；③非理想的副反应。提高反应温度则加氢裂化反应加剧，催化剂积炭加快，液体产率下降目前国内各重整装置的反应器入口温度多在480～530℃之间

第11页，课件共18页，创作于2023年2月催化重整常采用加权平均温度来表示反应温度反应温度应随催化剂活性的逐渐降低而逐步提高高温有利于芳烃的生成和辛烷值的提高，但高温也加剧了副反应地进行，使液体产物的收率下降

第12页，课件共18页，创作于2023年2月2．反应压力反应压力影响生成油的收率、芳烃产率、汽油质量和操作周期工业装置上以最后一个反应器的进口压力代表反应压力

提高反应压力对生成芳烃的环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢反应都不利，相反却有利于加氢裂化反应解决这个矛盾的方法有两个：采用较低的压力，经常再生；采用较高的反应压力，牺牲一些转化率以延长生产周期

第13页，课件共18页，创作于2023年2月如何选择最适宜的反应压力还要考虑到原料的性质和催化剂性能：对易生焦的原料采用较高的反应压力催化剂的容焦能力大，稳定性好则可采用较低的反应压力我国的半再生式铂铼重整约采用18atm的反应压力，铂重整采用20～30atm，而连续再生式重整装置的压力可降到8atm左右，甚至可降到3.5atm

第14页，课件共18页，创作于2023年2月3．进料空速空速反映了反应时间的长短，对一定的反应器，空速越大，反应时间越短，处理能力就越大。空速的选择取决于催化剂的活性和原料组成催化重整中各类反应的反应速度不同，因而空速的变化对各类反应的影响也不同对环烷基原料可采用较高的空速；而对石蜡基原料则需要用较低的空速对铂催化剂我国一般采用3h-1左右的空速，铂铼重整装置采用1.5～2h-1

第15页，课件共18页，创作于2023年2月4．氢油比(H/O)使用循环氢的目的是：①抑制生焦反应；②保护催化剂；③起热载体的作用，减少反应床层的温降，提高反应器内的平均温度；④稀释原料，使原料在床层中分布均匀

第16页，课件共18页，创作于2023年2月在总压不变时，提高氢油比意味着提高氢分压，有利于抑制催化剂上积炭。但是提高氢油比使循环氢量增大，压缩机功率消耗增加。在氢油比过大时会由于减少了反应时间而降低了转化率因此，对稳定性较高的催化剂和生焦倾向小的原料