第六组 催化重整.doc

一.催化重整：以石脑油为原料，在催化剂的作用和氢气的存在下，生产高辛烷值汽油或苯、甲苯、二甲苯（简写BTX）等石油化工原料的过程，同时副产高纯度氢气。 是原料油中的正构烷烃和环烷烃在催化剂下转化为异构烷烃和芳烃的过程。核心是环烷烃脱氢转化为芳烃的反应。二.催化重整的化学反应：1.六元环烷烃的脱氢反应 2.五元环烷烃的异构脱氢反应 3.烷烃的环化脱氢反应 4.烷烃的异构化反应 5.烷烃的加氢裂化反应三.重整原料为什么要进行预处理？（为什么要控制原料中的砷、硫、氮化合物及水的含量？）其主要目的就是切取符合重整要求的六分和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分。包括：预分馏：其作用就是切取适合沸程的重整原料，同时脱去原料中的部分水分。预加氢：脱除原料中的杂质，使烯烃饱和以减少催化剂上的积炭。预脱砷：脱去原料中的砷。脱氯：解决氯化氢造成的腐蚀设备。堵塞管线和对催化剂的危害四.为什么芳烃转化率（重整转化率）可超过100%？重整转化率=芳烃产率/芳烃潜含量。芳烃产率包含原料中原有的芳烃和环烷烃及烷烃转化生成的芳烃，铂錸及其他金属催化剂促进了烷烃的环化脱氢生成芳烃，这使得重整转化率大于100%。五.催化重整催化剂的双功能特性：加氢脱氢反应则需要金属催化剂，即有脱氢的金属活性中心。异构化反应则需要酸性活性中心，反应机理为正碳离子反应历程。其加氢脱氢功能是由以铂为主的金属组分提供的。而其酸性功能则是用卤素改性的氧化铝载体来提供的若金属功能过强，易于生成积炭，使催化剂失活，导致催化剂的稳定性下降。若酸性功能太强，会导致烷烃或环烷烃的加氢裂化反应加剧，导致液体收率和转化为芳烃的选择性降低。六.催化重整催化剂的组成 金属组分载体卤素金属组分铂 其晶粒越小，它与载体接触的界面越大，形成的活性基团就越多，其活性及稳定性相应就越高。 铼 由于铼的氢解性能较强，引入后必须经过预硫化才能明显抑制氢解反应，使催化剂具有较好的芳构化选择性。 锡 锡对重整催化剂的活性稍有抑制作用，但其选择性较好，尤其是在低压、高温下具有较好的稳定性，所以目前在连续重整装置中普遍采用锡能强烈地抑制正庚烷的裂解反应，同时也抑制甲基环戊烷的开环、促进甲基环戊烷的异构脱氢生成苯的反应。与铼不同，由于锡本身对氢解反应有抑制作用，所以铂锡催化剂在使用前无需进行预硫化。 铱 铱的氢解能力比铼更强，所以铂铱重整催化剂不仅需要预硫化，还需要加入其它金属组分来抑制其氢解能力，改善选择性。 载体好的载体应该具有如下的性能适合而稳定的晶相结构足够大的比表面积和适宜的孔径分布，应能保证活性组分高度分散、均匀分布。较高的机械强度和热稳定性良好的传热与传质性能最好还能改善催化剂的反应性能 卤素（为什么要对载体用卤素进行改性？其含量过高或过低对催化剂有什么影响？）为了提高催化重整催化剂的酸性，一般加入一定量电负性较强的氯、氟等卤素组分。目前用得较多的是氯，而且加入量必须适当。若加入量太多，其酸性太强，会导致裂解活性太高，使液体收率降低。加入量太少，酸性较弱，异构化能力较差，芳烃收率较少，辛烷值较低。卤素对提高重整催化剂的酸性作用，一般认为是诱导效应，增加了载体表面质子酸的活性七.重整催化剂的失活积炭失活积炭沉积在金属活性中心可以在氢的作用下解聚而消除。沉积在酸性中心上比较难于消除可以采用提高反应温度烧去积炭来恢复其活性水-氯平衡中毒八.重整催化剂的再生再生的目的就是烧掉催化剂表面上的积炭并使金属再分散，并恢复其活性重整催化剂的再生程序包括烧焦、氯化、氧化更新和还原。 烧焦介质是氮气加氧气，不能使用水蒸汽。如果用水蒸汽处理重整催化剂不仅会使铂晶粒凝聚，而且还会使载体Al2O3结构老化，不但不能恢复活性，甚至导致催化剂永久失活。黑色焦炭发生化学反应，生成气态CO2，脱离催化剂。催化剂由黑变白氯化就是用含氯化合物的空气在480下处理催化剂，使已聚结的大晶粒铂和氯生成复合物并铺散在载体上，以重新形成小晶粒的铂，同时也补充了氯，调整了催化剂的酸性更新重整催化剂经过氯化后，还需要在510左右用干空气进行处理24小时，使已分散的铂晶粒表面再氧化，以防止铂晶粒的重新聚结。 还原就是将氯化、更新后的氧化态催化剂用氢还原为金属态催化剂，还原后的催化剂铂晶粒小，比表面积大，而且分散均匀，其活性基本得到恢复。九.重整反应的主要影响因素：反应温度：480530 较高的反应温度： 利：对芳构化反应速度及反应平衡都有利； 弊：加氢裂化反应加剧，使液收下降；催化剂积炭加快。反应压力 较低的反应压力： 利于芳构化反应,汽油及芳烃收率较高,副产氢气纯度较高； 催化剂积炭加快。压力的变化对环烷烃脱氢和异构化的反应速率影响最小，对加氢裂化和脱氢环化的影响较大。降低压力会使加氢裂化反应速率减缓，而脱氢环化与积炭的速率加快空速：采用适宜的空速。延长反应时间对环烷烃芳构化影响不大，而对烷烃的环化脱氢芳构及加氢裂化反应影响较大。对于一定的反应器，空速越大，表示其处理能力也就越大，但其反应时间缩短，重整转化率越低。降低空速可以同时增加加氢裂化、脱氢和环化脱氢反应，但加氢裂化反应增加较多，虽能提高芳烃转化率或汽油辛烷值，但降低了液体产品收率。空速越低，操作苛刻越大，加氢裂化反应越剧烈，产品的液体收率越低，催化剂结焦速度的增加。提高空速会使其液体产率增加，同时重整转化率降低、辛烷值也降低。 氢油比：氢油