《石油化工基础》教学课件-3.4催化重整

催化重整Catalyticreforming

石油化工基础催化重整工艺特点1.2.3.目录Content催化重整生产原理催化重整工艺流程4.催化重整技术发展前言催化重整发展最重要的三个里程碑：

1949年UOP公司铂重整－采用单金属铂催化剂，开始了催化重整工业化的进程；1967年CHEVRON公司铼重整－采用铂铼双金属催化剂，大大改善了催化剂的活性和稳定性，提高了半再生重整的技术水平；

1971年UOP公司连续铂重整－催化剂在反应器与再生器之间连续移动，连续进行再生，使催化剂长期保持高活性，将反应苛刻度提高到一个新的水平。前言

各种催化重整工艺：半个世纪来，催化重整技术不断发展，根据使用催化剂类型、工艺流程和催化剂再生方法的差别，相继出现了许多不同的重整工艺：AirProductsandChemicals公司的胡德利重整（Houdriforming）Amoco公司的超重整（Ultraforming）Exxon公司的强化重整（Powerforming）Chevron公司的铼重整（Rheniforming）UOP公司的铂重整（Platforming）IFP/Axens公司的辛烷化（Octanizing）和芳构化（Aromizing）前言

我国的催化重整：50年代我国开始进行催化重整催化剂及工程技术的研究和开发。60年代初建成一套以生产芳烃为目的，规模2万吨/年的半再生催化重整试验装置。1965年我国自行研究、设计和建设的第一套工业装置投产。截至2017年底，中国催化重整总产能在7438万吨，其中中石化3393万吨/年，中石油2405万吨/年，山东独立炼厂1540万吨/年。我国催化重整能力仅次于美国、俄罗斯和日本，居于世界第四位。催化重整工艺特点CharacteristicsofcatalyticreformingprocessPart1催化重整工艺特点Part

1催化重整：以石脑油为原料，在加热、氢压和催化剂存在的条件下，使烃类分子发生重排，将石脑油转化为富含轻芳烃（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX等芳烃）的重整汽油并副产氢气的工业过程。催化重整工艺特点Part

1催化重整通常以直馏石脑油为原料，直馏石脑油是原油常压蒸馏得到的，由于其烯烃和杂质含量小，是最理想的重整原料，但问题是直馏石脑油较为紧缺。催化重整原料：直馏的汽油馏分（石脑油）焦化汽油加氢裂化汽油1原料油来源催化重整工艺特点Part

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根据催化重整生产目的不同，对原料油的馏程有一定的要求；为了维持催化剂的活性，对原料油杂质含量有严格的限制。原料油的沸点范围：生产高辛烷值汽油时，用80～180℃的石脑油。生产轻芳烃为主时，应根据生产的目的芳烃产品选择适宜沸点范围的原料馏分。Ｃ6烷烃及环烷烃的沸点在60℃～80℃之间；C7烷烃和环烷烃沸点在90℃～110℃之间；C8烷烃和环烷烃的沸点在120℃～144℃之间。重整原料油的杂质含量：少量的砷、铅、铜、铁等都会引起催化剂永久中毒，使催化剂丧失活性。原料油中的含硫、含氮化合物和水分含量过高，会降低催化剂的性能。1原料油来源催化重整工艺特点Part

1（1）高辛烷值汽油生产方案H2，收率为3.5%～4.5%，纯度为80%～96%，可作为催化加氢及本装置原料预处理和反应循环廉价氢来源；裂解气（C1～C2），主要为热裂解的产物，收率较低，含有一定量的氢气，主要用于本装置燃料；液化气（C3～C4），主要为催化重整产物，饱和度较高；高辛烷值汽油组分，辛烷值较高，研究法辛烷值可达100以上，作为高辛烷值汽油主要调合组分。2产品及产品特点催化重整工艺特点Part

1芳烃生产方案H2，基本与生成汽油方案一致；②裂解气（C1～C2），由于含有少量氢气，一般作为本装置燃料；③液化气（C3～C4），可作为民用液化气燃料；④戊烷油，辛烷值较高，可作为汽油调合组分；⑤芳烃，包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯及≥C9重质芳烃；⑥重整芳烃抽余油，通常占重整原料的25%～50%，其主要成分为链烷烃，辛烷值较低，不宜作汽油调合组分，但因其烯烃和杂质含量低，可用来生产各种低沸点溶剂油，也可作乙烯裂解原料。2产品及产品特点催化重整生产原理ProductionprincipleofcatalyticreformingPart2特点：重整催化剂是一种双功能催化剂；有金属功能，进行脱氢和环化等反应；有酸性功能，进行异构化和加氢裂化反应。

催化重整生产原理Part

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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。催化重整生产原理Part

21催化重整的化学反应催化重整的主要反应有：芳构化反应

异构化

催化重整的副反应：加氢裂化与氢解缩合生焦反应（积炭反应）六员环烷的脱氢反应五员环烷的异构化脱氢环烷烃脱氢烷烃脱氢环化芳构化反应：催化重整生产原理Part

21催化重整的化学反应

凡是能够生成芳香烃的反应通称芳构化反应，在芳构化反应生成芳香烃的过程中都会有脱氢，所以有时把这类反应也称脱氢反应。异构化反应：在重整条件下，异构化是轻度放热反应；与转化为芳香烃相比，链烷烃和五元环异构化所生成产品的辛烷值通常较低；相比未异构化的物质，辛烷值仍有显著的提高。加氢裂化反应：可将部分原料油转化成较轻的液体和气体产品；伴随异构化反应，具有提高汽油辛烷值的特点。催化重整生产原理Part

21催化重整的化学反应控制加强缩合生焦反应：催化重整反应过程中，烃类深度脱氢会生成烯烃、二烯烃以及稠环芳烃，它们会牢固地吸附在催化剂的表面，进一步脱氢缩合成焦炭，使催化剂失活。催化重整生产原理Part

21催化重整的化学反应抑制

烃类脱氢

烯烃聚合环化积炭二烯烃稠环芳烃

催化重整催化剂属于负载型的，即金属组分负载在用卤素改性的氧化铝上。主要有如下三部分组成：金属组分（铂）载体（氧化铝）卤素（氟或氯）催化重整生产原理Part

22催化重整催化剂重整催化剂必须具有两种催化功能。催化重整生产原理Part

22催化重整催化剂金属催化功能酸性功能脱氢反应异构化、裂化反应这些催化剂中除铂外，还加入铼、铱或锡等金属组分作助催化剂，以改进催化剂的性能。催化重整工艺流程ThetechnicalprocessofcatalyticreformingPart3催化重整工艺流程Part

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原料预处理

以高辛烷值汽油为主

重整反应

原料预处理

以生产芳烃为主重整反应芳烃抽提和分离部分

催化重整工艺流程Part

3催化重整催化剂在反应过程中会因积炭而逐渐失活，经再生后可以恢复其活性，根据催化剂的再生方式的不同可以分为：固定床半再生运行一段时间后，将装置停下来再生，反应和再生是间断进行的。固定床循环再生多设一台反应器，在操作中，轮流有一反应器切换出来，用阀与反应系统隔断，原位进行再生。连续再生式在装置运行期间，反应和再生同时进行。催化重整工艺流程Part

31.重整原料油的预处理工艺目的是切取符合重整要求的馏分和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分，满足重整原料的馏分、族组成和杂质含量的要求。催化重整工艺流程Part

3原料预处理预分馏切取合适沸程的重整原料预脱砷含砷量降到100ppb以下预加氢除去原料油中的能使催化剂中毒的毒物脱水和脱硫除去生成油中溶解H2S、NH3和H2O等杂质目的：馏分合格及杂质含量合乎原料要求催化重整工艺流程Part

32.重整反应部分工艺流程固定床半再生式催化重整

采用固定床反应器，使用条形或球形催化剂，重整反应在反应器内催化剂上进行，稳定性较好的铂铼双（多）金属催化剂应用在此装置上。催化重整工艺流程Part

3移动床连续再生式催化重整

连续重整最显著的特点是在反应器中催化剂始终能够保持较高的活性，一部分催化剂持续取出再生后又返回到反应器中。可在高温、低压下进行，从而可以得到甚至在高苛刻条件下才能得到的重整汽油产率。法国IFP连续重整反应过程原则工艺流程图催化重整工艺流程Part

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重叠式(美国UOP)和并列式(法国IFP／Axens)两种工艺：主要特征是设有专门的再生器，反应器和再生器都是采用移动床，催化剂在反应器和再生器之间连续不断地进行循环反应和再生。美国UOP连续重整再生工艺流程图催化重整新技术NewtechnologyofcatalyticreformingPart4催化重整新技术Part

4催化重整工艺发展方向（1）扩宽原料来源，消除发展瓶颈裂解芳烃抽余油是非常理想的催化重整原料；减压柴油或掺入一定比例重油催化裂化柴油后的减压柴油，经过加氢裂化得到的石脑油芳潜在百分之五十左右，亦是不错的催化重整原料选择。（2）持续催化剂改进，推动催化重整革新引入适合的助金属以改变酸性功能和金属功能，改进催化剂制备方法以提高催化剂活性和选择性，调节载体性能以提高收率、降低催化剂积炭速率。（3）优化催化重整技术，实现长久效益最大化生产无苯低芳烃的高辛烷值汽油；最大限地将石脑油转化为特定的高效益产品(目前有二甲苯、对二甲苯)等。催化重整新技术Part

4我国催化重整技术创新

80年代后期以来，我国在固定床重整应用工艺技术方面取得了不少进展，主要有：两端混氢工艺、铂-铼催化剂两段串联重整工艺、开工工艺技术的革新、水-氯平衡控制技术、重整原料油