第2节催化重整化学反应课件.ppt

1、一、催化重整的化学反应一、催化重整的化学反应 催化重整是以催化重整是以C C6 6C C1111的石脑油作原料，在一定操作条件的石脑油作原料，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裂解反应 1 1六员环的脱氢反应六员环的脱氢反应MCH3+3H

2、2CH32 2五员环烷烃的异构脱氢反应五员环烷烃的异构脱氢反应RAR+3H2CH3CH3CH3+3H23 3直链烷烃的异构化反应直链烷烃的异构化反应R-CH2-CH2-CH2-CH3AR-CH2-CH-CH3CH3n-C7H16ACH3-CH2-CH2-C-CH3CH3CH34 4烷烃的环化脱氢反应烷烃的环化脱氢反应R-CH2-CH2-CH2-CH3M.ARRn-C6H14M.A+4H2n-C7H16M.ACH3+4H25 5加氢裂化反应加氢裂化反应n-C7H16+H2ACH3-CH2-CH3+CH3-CH-CH3CH3 6 6芳烃脱烷基反应芳烃脱烷基反应R+H2MRH+RHCH3CH3+H2

3、MCH3+CH47 7烯烃的饱和反应烯烃的饱和反应8 8积炭反应积炭反应q烃类的深度脱氢，生成烯烃和二烯烃，烯烃进一步聚合烃类的深度脱氢，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化成焦炭而使催化剂失活 C7H14+H2C7H16q以上反应中第以上反应中第 1，2，4 是生成芳烃的反应，芳烃有较高是生成芳烃的反应，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，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这些反应都是有利的。但

4、这三种反应的反应深度是不一样的：样的：六员环的脱氢反应最快；六员环的脱氢反应最快；五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多；五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多；烷烃脱氢环化反应速度很慢烷烃脱氢环化反应速度很慢 q烷烃异构化反应，虽不能直接生成芳烃，但却烷烃异构化反应，虽不能直接生成芳烃，但却能提高辛烷值；能提高辛烷值；q加氢裂化生成小分子的烃类，而且在催化重整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，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

5、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反应要适当控制q生产上通常用生产上通常用“芳烃潜含量芳烃潜含量”来表征重整原料的反应性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。其计算方法如下芳烃量。其计算方法如下(含量皆为质量分数含量皆为质量分数)q用用“芳烃转化率芳烃转化率”或或“重整转化率重整转化率”来表征重整原料的来表征重整原料的转化深度和操作水平高低转化深度和操作水平高低q原料中芳烃潜含量越高，重整后得到的芳烃产率就越高原料中芳烃潜含量越高，重整后得到的芳烃产率就越高q芳烃潜含量只是说明生产芳烃的

6、可能性（潜在能力），芳烃潜含量只是说明生产芳烃的可能性（潜在能力），并不是最高能力并不是最高能力q在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率四、催化重整的主要操作因素四、催化重整的主要操作因素 1 1反应温度反应温度q无论从反应速度还是化学平衡来考虑，提高反应温度对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：催化重整都有利，但反应温度还受以下因素的限制：设备材质；设备材质；催化剂的耐热稳定性和容碳能力等；催化剂的耐热稳定性和容碳能力等；非理想的副反应。提高反应温度则加氢裂化反应非理想的副反应。提

7、高反应温度则加氢裂化反应 加剧，催化剂积炭加快，液体产率下降加剧，催化剂积炭加快，液体产率下降q目前国内各重整装置的反应器入口温度多在目前国内各重整装置的反应器入口温度多在480480530530之间之间 q 催化重整常采用加权平均温度来表示反应温度催化重整常采用加权平均温度来表示反应温度入入入加权平均进口温度,33,22,11TCTCTCq反应温度应随催化剂活性的逐渐降低而逐步提高反应温度应随催化剂活性的逐渐降低而逐步提高q高温有利于芳烃的生成和辛烷值的提高，但高温也加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剧了副反应地进行，使液体产物的收率下降

8、)(21)(21)(21,3,33,2,22,1,11出入出入出入加权平均床层温度TTCTTCTTC2 2反应压力反应压力q反应压力影响生成油的收率、芳烃产率、汽油质量和操作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周期 q工业装置上以最后一个反应器的进口压力代表反应压力工业装置上以最后一个反应器的进口压力代表反应压力 q提高反应压力对生成芳烃的环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢反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应都不利，相反却有利于加氢裂化反应 q解决这个矛盾的方法有两个：解决这个矛盾的方法有两个：采用较低的压力，经常再生；采用较低的压力

9、，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采用较高的反应压力，牺牲一些转化率以延长生产周期 q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：剂性能：对易生焦的原料采用较高的反应压力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催化剂的容焦能力大，稳定性好则可采用较低的反应压力压力 q我国的半再生式铂铼重整约采用我国的半再生式铂铼重整约采用18atm的反应压力，铂重的反应压力，铂重整采用整采用2030atm，而连续再生式重整装置的压力可降到，而连续再生式重整装置的压力可降到8atm左

10、右，甚至可降到左右，甚至可降到3.5atm 3 3进料空速进料空速q空速反映了反应时间的长短，对一定的反应器，空速越大，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剂的活性和原料组成 q催化重整中各类反应的反应速度不同，因而空速的变化对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各类反应的影响也不同q对环烷基原料可采用较高的空速；而对石蜡基原料则需要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用较低的空速 q对铂催化剂我国一般

11、采用对铂催化剂我国一般采用3h-1左右的空速，铂铼重整装置左右的空速，铂铼重整装置采用采用1.52h-1 4 4氢油比氢油比(H/O)(H/O)q 使用循环氢的目的是：使用循环氢的目的是：抑制生焦反应；抑制生焦反应；保护催化剂；保护催化剂；起热载体的作用，减少反应床层的温降，提高反应起热载体的作用，减少反应床层的温降，提高反应器内的平均温度；器内的平均温度；稀释原料，使原料在床层中分布均匀稀释原料，使原料在床层中分布均匀 q在总压不变时，提高氢油比意味着提高氢分压，有利于在总压不变时，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，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应时间而降低了转化率q因此，对稳定性较高的催化剂和生焦倾向小的原料，可因此，对稳定性较高的催化剂和生焦倾向小的原料，可采用较小的采用较小的H/OH/O，反之则采用较大的，反之则采用较大的H/OH/O，铂重整装置采，铂重整装置采用的摩尔氢油比为用的摩尔氢油比为5 58 8，铂铼重整的轻油比，铂铼重整的轻油比55，甚至可，甚至可进一步降到进一步降到1 13 3