石油煉制課件

1、催 化 重 整,本章主要內(nèi)容,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 第三節(jié) 重整催化劑 第四節(jié) 重整原料及其預(yù)處理 第五節(jié) 重整反應(yīng)器 第六節(jié) 催化重整生產(chǎn)清潔油品,第一節(jié) 概述,催化重整是一個(gè)以汽油（主要是直餾汽油）為原料生產(chǎn)高辛烷值汽油及輕芳烴（苯、甲苯、二甲苯，簡稱BTX）的重要煉油過程，同時(shí)副產(chǎn)相當(dāng)數(shù)量的氫氣 催化重整過程的主要反應(yīng)是原料中的環(huán)烷烴及部分烷烴在催化劑上的芳構(gòu)化和異構(gòu)化反應(yīng)，產(chǎn)生芳香烴和異構(gòu)烴，從而提高了汽油的辛烷值,一、催化重整的原料和產(chǎn)品,1、原料 主要是直餾汽油餾分，也稱石腦油（Naphtha） 二次加工汽油如焦化汽油、催化裂化汽油，需經(jīng)加氫精制除去烯烴、硫、氮

2、等非烴組分后加入精制石腦油作為重整原料 生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的：80180餾分； 生產(chǎn)BTX為目的：60130餾分,催化重整的原料和產(chǎn)品,2、產(chǎn)品 催化重整汽油是無鉛高辛烷值汽油的重要組分，發(fā)達(dá)國家占車用汽油的2530% BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的BTX來自催化重整 氫氣是煉廠加氫過程的重要原料，重整副產(chǎn)氫氣是比較廉價(jià)的氫氣來源,二、催化重整技術(shù)發(fā)展概況,催化重整工藝技術(shù)的發(fā)展與催化劑發(fā)展緊密相連，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段： 19401949 臨氫重整 催化劑：氧化鉬/氧化鋁、氧化鉻/氧化鋁 反應(yīng)器：固定床、移動(dòng)床、流化床 特點(diǎn)：催化劑活性不高，汽油的辛烷值不太高，催化劑失活快，反應(yīng)周

3、期短、處理能力小、操作費(fèi)用大,催化重整技術(shù)發(fā)展概況,19501967 鉑重整 催化劑：鉑/氧化鋁 反應(yīng)器：固定床，半再生式流程 特點(diǎn)：活性高、穩(wěn)定性好、選擇性好、液體產(chǎn)物收率高、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長，催化劑價(jià)格昂貴,催化重整技術(shù)發(fā)展概況,1967至今 鉑錸重整： 催化劑：鉑錸/氧化鋁 反應(yīng)器：固定床 特點(diǎn)：容炭能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高，在較高的溫度和較低的氫分壓下活性良好，提高了汽油的辛烷值，汽油、芳烴和氫氣的產(chǎn)率高,催化重整技術(shù)發(fā)展概況,近年來發(fā)展連續(xù)重整 催化劑：鉑錫催化劑 反應(yīng)器：移動(dòng)床連續(xù)再生式 特點(diǎn)：催化劑連續(xù)再生；反應(yīng)條件苛刻：低反應(yīng)壓力、低氫油比和高反應(yīng)溫度；重整生成油的辛烷值高（RON=100）

4、，液體和氫氣產(chǎn)率高；投資也高30,催化重整工藝流程,生產(chǎn)高辛烷值汽油： 原料預(yù)處理和重整反應(yīng) 生產(chǎn)芳烴： 原料預(yù)處理和重整反應(yīng)，以及芳烴分離部分，包括烯烴飽和、芳烴溶劑抽提、混合芳烴精餾分離,原料預(yù)處理 預(yù)分餾：切取合適沸程的原料，80-180，60-130 預(yù)加氫：脫除雜質(zhì)，飽和烯烴 預(yù)脫砷：按照砷含量裝填催化劑，或采用吸附法或氧化法脫砷 以生產(chǎn)芳烴為目的時(shí)，重整后還須加氫，目的：飽和烯烴，以免烯烴混入芳烴，影響芳烴純度,第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng),一、催化重整的主要反應(yīng) 六元環(huán)烷的脫氫反應(yīng) 五元環(huán)烷的異構(gòu)脫氫 烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng) 異構(gòu)化反應(yīng) 加氫裂化反應(yīng) 生焦反應(yīng),一、催化重整的主要反應(yīng),

5、六元環(huán)烷烴脫氫生成芳烴和提高辛烷值的主要反應(yīng)，反應(yīng)很快，在工業(yè)應(yīng)用條件下，一般能達(dá)到化學(xué)平衡，生成芳烴，大幅度提高RON,1、六元環(huán)烷的脫氫反應(yīng),催化重整的主要反應(yīng),五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫比六員環(huán)烷脫氫反應(yīng)慢得多，大部分能轉(zhuǎn)化成芳烴,2、五元環(huán)烷的異構(gòu)脫氫,催化重整的主要反應(yīng),烷烴脫氫環(huán)化提高辛烷值顯著、速度慢，轉(zhuǎn)化率較小,3、烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng),催化重整的主要反應(yīng),烷烴異構(gòu)化反應(yīng)，雖不能生成芳烴，但能提高辛烷值,4、異構(gòu)化反應(yīng),催化重整的主要反應(yīng),5、加氫裂化反應(yīng),加氫裂化反應(yīng)有利于提高辛烷值，但會(huì)使液體產(chǎn)物收率下降，要適當(dāng)控制,二、催化重整反應(yīng)的特點(diǎn),1、六元環(huán)烷烴的脫氫 反應(yīng)很快，在工業(yè)應(yīng)用

6、條件下，一般能達(dá)到化學(xué)平衡 強(qiáng)吸熱反應(yīng)，且碳原子數(shù)越少，環(huán)烷脫氫反應(yīng)熱越大 平衡常數(shù)都很大，且隨著碳原子數(shù)的增大而增大 它是生產(chǎn)芳烴和提高辛烷值的主要反應(yīng),催化重整反應(yīng)的特點(diǎn),2、五元環(huán)烷烴的異構(gòu)脫氫 五元環(huán)烷烴的異構(gòu)脫氫反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng) 五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)可看作由兩步反應(yīng)組成 反應(yīng)比六元環(huán)烷脫氫反應(yīng)慢，大部分可轉(zhuǎn)化成芳烴,催化重整反應(yīng)的特點(diǎn),3、五元環(huán)烷烴與六元環(huán)烷烴重整反應(yīng)的對(duì)比 五元環(huán)烷烴的異構(gòu)脫氫反應(yīng)與六元環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng)在熱力學(xué)規(guī)律上是很相似的，即它們都是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，在重整反應(yīng)條件下的化學(xué)平衡常數(shù)都很大，反應(yīng)可以充分地進(jìn)行 從反應(yīng)速度來看，這兩類反應(yīng)卻有相當(dāng)大的差別，五元環(huán)烷烴異

7、構(gòu)脫氫反應(yīng)的速度較低 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間較短時(shí)，五元環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴的轉(zhuǎn)化率會(huì)距離平衡轉(zhuǎn)化率較遠(yuǎn),催化重整反應(yīng)的特點(diǎn),與六元環(huán)烷烴相比，五元環(huán)烷烴還較易發(fā)生加氫裂化反應(yīng)，這也導(dǎo)致轉(zhuǎn)化為芳烴的轉(zhuǎn)化率降低 提高五元環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴的選擇性主要地是要靠尋找更合適的催化劑和工藝條件 催化劑的異構(gòu)化活性對(duì)五元環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴有重要的影響,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),4、烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng) 環(huán)烷烴在重整原料中含量有限，如何使烷烴生成芳烴有著重要意義 從熱力學(xué)角度來看，分子中碳原子不小于6的烷烴都可以轉(zhuǎn)化為芳烴，而且都可能得到較高的平衡轉(zhuǎn)化率 為了使烷烴更多地轉(zhuǎn)化為芳烴，關(guān)鍵在于提高烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)速度和提高催化劑的選擇

8、性 烷烴的分子量越大，環(huán)化脫氫反應(yīng)速度也越快,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),從熱力學(xué)上分析，雖然烷烴在重整條件下環(huán)化脫氫的平衡轉(zhuǎn)化率還比較高，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，烷烴的轉(zhuǎn)化率卻很低，距離平衡轉(zhuǎn)化率很遠(yuǎn) 與僅使用鉑催化劑相比，使用鉑錸催化劑時(shí)烷烴的轉(zhuǎn)化率高一些 提高反應(yīng)溫度和降低反應(yīng)壓力有利于烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴，但是催化劑上積炭速度加快，生產(chǎn)周期縮短 鉑錸等雙金屬和多金屬催化劑比鉑催化劑有更好的選擇性，較高的容炭能力和較高的穩(wěn)定性，在低壓和高溫下能保持活性穩(wěn)定，從而大大地提高了芳烴的產(chǎn)率,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),5、異構(gòu)化反應(yīng) 在催化重整條件下，各種烴類都能發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，其中最有意義的是五元環(huán)烷烴異構(gòu)化生成六元環(huán)

9、烷烴和正構(gòu)烷烴異構(gòu)化 正構(gòu)烷烴異構(gòu)化可提高汽油的辛烷值，由于異構(gòu)烷烴比正構(gòu)烷烴更易于進(jìn)行環(huán)化脫氫反應(yīng)，因此異構(gòu)化也間接地有利于生成芳烴 正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化是輕度放熱的可逆反應(yīng)，因此反應(yīng)產(chǎn)物的辛烷值最高只能達(dá)到平衡異構(gòu)混合物的辛烷值。烷烴的分子越大，其平衡異構(gòu)物的辛烷值越低,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),烷烴異構(gòu)化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度將使平衡轉(zhuǎn)化率下降 但實(shí)際上常常是提高溫度時(shí)異構(gòu)物的產(chǎn)率增加，這是因?yàn)樯郎丶涌炝朔磻?yīng)速度而又未達(dá)到化學(xué)平衡之故 但反應(yīng)溫度過高時(shí)，由于加氫裂化反應(yīng)加劇，異構(gòu)物的產(chǎn)率又下降 反應(yīng)壓力和氫油比對(duì)異構(gòu)化反應(yīng)的影響不大,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),6、加氫裂化反應(yīng) 加氫裂化反應(yīng)是包括裂

10、化、加氫、異構(gòu)化的綜合反應(yīng) 加氫裂化生成較小的烴分子和較多的異構(gòu)產(chǎn)物，有利于辛烷值的提高，但是會(huì)使汽油收率下降 主要是按正碳離子機(jī)理進(jìn)行的反應(yīng) 烷烴加氫裂化生成小分子烷烴和異構(gòu)烷烴,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),環(huán)烷烴加氫裂化而開環(huán)，生成異構(gòu)烷烴 芳香烴的苯核較穩(wěn)定，加氫裂化時(shí)主要是側(cè)鏈斷裂，生成苯和較小分子的烷烴 含硫、氮、氧的非烴化合物在加氫裂化時(shí)生成氨、硫化氫、水和相應(yīng)的烴分子,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),加氫裂化是中等程度的放熱反應(yīng)，可以認(rèn)為加氫裂化反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，因此一般不考慮化學(xué)平衡問題而只研究它的動(dòng)力學(xué)問題 提高反應(yīng)壓力有利于加氫裂化反應(yīng)的進(jìn)行 加氫裂化反應(yīng)速度較低，其反應(yīng)結(jié)果一般在最后的一個(gè)反

11、應(yīng)器中才明顯地表現(xiàn)出來,催化重整的反應(yīng)特點(diǎn),7、生焦反應(yīng) 生焦傾向的大小與原料的分子大小及結(jié)構(gòu)有關(guān)，餾分越重、含烯烴越多的原料通常也容易生焦 有的研究者認(rèn)為，在鉑催化劑上的生焦反應(yīng)，第一步是生成單環(huán)雙烯和雙環(huán)多烯 有的認(rèn)為烷基環(huán)戊烷脫氫生成的烷基環(huán)二烯是生焦的中間物料 關(guān)于生焦的位置，多數(shù)研究者認(rèn)為在催化劑的金屬表面和酸性表面均有焦炭沉積,三、催化重整的主要操作因素,催化劑性能 反應(yīng)溫度 反應(yīng)壓力 氫油比 空速等,1、反應(yīng)溫度,催化重整的主要反應(yīng)如環(huán)烷脫氫和烷烴環(huán)化脫氫都是吸熱反應(yīng)，所以無論從反應(yīng)速度或是化學(xué)平衡的角度都希望采用較高的反應(yīng)溫度 重整反應(yīng)是在絕熱反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，反應(yīng)熱要靠進(jìn)料本身

12、攜帶的熱量供給，造成反應(yīng)器床層溫度不斷下降，不利于化學(xué)平衡、反應(yīng)速率和催化劑活性的發(fā)揮 為維持較高的反應(yīng)溫度，反應(yīng)需要分段進(jìn)行，在各反應(yīng)器之間進(jìn)行之間加熱，以維持足夠高的平均反應(yīng)溫度,反應(yīng)溫度,提高反應(yīng)溫度受到以下幾個(gè)因素的限制 設(shè)備材質(zhì)和性能 催化劑的耐熱穩(wěn)定性 非理想的副反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度使加氫裂化反應(yīng)加劇，催化劑積炭加快，液體產(chǎn)物收率下降,反應(yīng)溫度,反應(yīng)器入口溫度：480530 采用多個(gè)串連反應(yīng)器 前面反應(yīng)器的溫度較低，主要進(jìn)行環(huán)烷脫氫反應(yīng) 后面溫度較高，主要進(jìn)行烷烴環(huán)化脫氫 反應(yīng)溫度隨催化劑活性降低而逐步提高 單鉑催化劑反應(yīng)溫度較低，鉑錸、鉑錫雙金屬催化劑反應(yīng)溫度較高,2、反應(yīng)壓力,環(huán)

13、烷的脫氫、異構(gòu)脫氫以及烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)都是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，又是體積增大的可逆反應(yīng)。因此，溫度升高時(shí)，反應(yīng)向著吸熱方向進(jìn)行，平衡轉(zhuǎn)化率增大；當(dāng)溫度不變時(shí)，壓力升高，平衡轉(zhuǎn)化率下降 高反應(yīng)壓力對(duì)脫氫反應(yīng)不利，對(duì)加氫裂化反應(yīng)有利 在較低的壓力下可以得到較高的汽油產(chǎn)率和芳烴產(chǎn)率，氫氣的產(chǎn)率和純度也較高 低壓下催化劑上積炭速度較快，縮短操作用期,反應(yīng)壓力,解決這個(gè)矛盾的方法 采用較低的壓力，經(jīng)常再生催化劑 采用較高的壓力，犧牲一些轉(zhuǎn)化率以延長操作周期 如何選擇最適宜的反應(yīng)壓力，還要考慮到原料的性質(zhì)和催化劑的性能 對(duì)易生焦的原料（重餾分）通常要采用較高的反應(yīng)壓力 催化劑的容焦能力大、穩(wěn)定性好，則可以采用較低

14、的反應(yīng)壓力,反應(yīng)壓力,鉑錸等雙金屬及多金屬催化劑有較高的穩(wěn)定性和容焦能力，可以采用較低的反應(yīng)壓力 半再生式鉑錸重整壓力：1.8 MPa 鉑重整壓力：23 MPa 連續(xù)再生式重整裝置的壓力：0.8 MPa,3、空速,空速（反應(yīng)時(shí)間）對(duì)各類反應(yīng)的影響不同 六元環(huán)烷脫氫反應(yīng)速度很高，比較容易達(dá)到化學(xué)平衡，對(duì)這類反應(yīng)來說，延長反應(yīng)時(shí)間意義不大 但是對(duì)反應(yīng)速度慢的加氫裂化和烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)，延長反應(yīng)時(shí)間會(huì)有較大的影響 在一定范圍內(nèi)提高空速，在保證環(huán)烷脫氫反應(yīng)的同時(shí)減少加氫裂化反應(yīng)，可以得到較高的芳輕產(chǎn)率和液體收率,空 速,對(duì)一定的反應(yīng)器，空速主要取決于催化劑的活性水平 選擇空速時(shí)還應(yīng)考慮到原料的性質(zhì)，對(duì)

15、環(huán)烷基原料可以采用較高的空速，而對(duì)烷基原料則用較低的空速 鉑重整裝置的空速：3 h-1左右 鉑錸重整裝置的空速：1.52 h-1,4、氫油比,在催化重整中，使用循環(huán)氫的目的 抑制生焦反應(yīng)、保護(hù)催化劑 起到熱載體的作用，減小反應(yīng)床層的溫降，提高反應(yīng)器內(nèi)的平均溫度 稀釋原料，使原料均勻地分布于床層 總壓不變，提高氫油比意味著提高氫分壓，有利于抑制催化劑上積炭；但是提高氫油比使循環(huán)氫量增大，壓縮機(jī)消耗功率增加 氫油比過大時(shí)會(huì)由于減少了反應(yīng)時(shí)間而降低轉(zhuǎn)化率,氫油比,對(duì)于穩(wěn)定性較高的催化劑和生焦傾向性小的原料，可以采用較小的氫油比，反之則采用較大的氫油比 鉑重整裝置采用的氫油摩爾比一般為58，使用鉑錸催

16、化劑時(shí)一般5，新的連續(xù)再生式重整則進(jìn)一步降至13,第三節(jié) 重整催化劑,一、重整催化劑的類型和組成 重整催化劑屬于貴金屬催化劑 按照所含金屬組分的種類，分為單金屬、雙金屬和多金屬催化劑,一、重整催化劑的類型和組成,重整催化劑的類型和組成,兩種功能適當(dāng)配合 若僅脫氫活性很強(qiáng)，則只能加速六元環(huán)烷的脫氫，而對(duì)于五元環(huán)烷和烷烴的芳構(gòu)化及烷烴的異構(gòu)化則反應(yīng)不足，不能達(dá)到提高汽油辛烷值和芳烴產(chǎn)率的目的 若僅酸性功能很強(qiáng)，則會(huì)有過度的加氫裂化，使液體產(chǎn)物收率下降，五元環(huán)烷和烷烴轉(zhuǎn)化成芳烴的選擇性下降，同樣也不能達(dá)到預(yù)期的目的,1、金屬組分,鉑：提高脫氫活性、穩(wěn)定性和抗毒物能力，但成本高，工業(yè)上催化劑含鉑0.2

17、0.3% 鉑錸：提高容炭能力和穩(wěn)定性，錸:鉑為1-2 鉑錫：高溫、低壓下，良好的選擇性和再生性能,2、鹵素,改變鹵素含量可調(diào)節(jié)催化劑的酸性功能，含量增加，異構(gòu)化、加氫裂化等酸性反應(yīng)的催化活性增強(qiáng)。有氟氯型和全氯型兩種 氟在催化劑上比較穩(wěn)定，在操作時(shí)不易被水帶走。但是氟的加氫裂化性能較強(qiáng)，使催化劑的性能變差 氯在催化劑上不穩(wěn)定，容易被水帶走，需要根據(jù)水氯平衡狀況注氯或催化劑進(jìn)行氯化,鹵素,一般新鮮的全氯型催化劑含氯0.61.5%，實(shí)際操作中要求含氯量穩(wěn)定在0.41.0% 鹵素太低：酸性功能不足，芳烴轉(zhuǎn)化率低或生成油辛烷值低 鹵素太高：加氫裂化反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致液體產(chǎn)物收率下降,3、擔(dān)體氧化鋁,擔(dān)體本

18、身并沒有催化活性，但是具有較大的比表面和較好的機(jī)械強(qiáng)度 擔(dān)體能使活性組分很好地分散在其表面上，從而更有效地發(fā)揮其作用、節(jié)省活性組分的用量，同時(shí)也提高了催化劑的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,擔(dān)體氧化鋁,擔(dān)體應(yīng)具備適當(dāng)孔結(jié)構(gòu)。孔徑過小不利于原料和產(chǎn)物擴(kuò)散，易于在微孔口結(jié)焦，使內(nèi)表面不能充分利用從而使活性迅速下降 采用雙金屬或多金屬催化劑時(shí)，操作壓力較低，要求催化劑有較大的容焦量以保證穩(wěn)定的活性。因此這類催化劑的擔(dān)體的孔容和孔徑要稍大些 為了改善重整反應(yīng)的擴(kuò)散效應(yīng)，催化劑的擔(dān)體一般采用1.52.5毫米的小顆粒,二、工業(yè)重整催化劑的種類及其性能,1、工業(yè)重整催化劑的種類 鉑-錸催化劑 固定床重整裝置，穩(wěn)定性好 鉑

19、-錫催化劑 移動(dòng)床連續(xù)重整裝置，選擇性、再生性好,2、催化劑的使用性能,1）活性和選擇性 根據(jù)生產(chǎn)目的有二種表示方法 以生產(chǎn)芳烴為目的，以芳烴轉(zhuǎn)化率表示 以生產(chǎn)高辛烷值為主，以辛烷值產(chǎn)率曲線表示,催化劑的使用性能,2）穩(wěn)定性和壽命 隨使用時(shí)間的延長和高溫的作用，催化劑微觀結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致活性和選擇性下降，這種保持活性和選擇性的能力為穩(wěn)定性 活性穩(wěn)定性：以反應(yīng)前、后期的催化劑反應(yīng)溫度的變化表示 選擇性穩(wěn)定性：以新催化劑和運(yùn)轉(zhuǎn)后期催化劑的選擇性變化表示,催化劑的使用性能,3）再生性能 催化劑對(duì)熱穩(wěn)定性好，因積炭而失活的催化劑可以再生恢復(fù)活性 多次再生，活性還是要下降，不能完全恢復(fù)更新 4）機(jī)械強(qiáng)度

20、催化劑裝卸和操作條件變化，導(dǎo)致床層壓降增大,三、催化劑的失活和中毒,1、催化劑失活 積炭，鹵素流失、鉑晶粒聚集使分散度減小、催化劑中毒等，主要是積炭 積炭失活：縮合芳烴。積炭引起的活性降低可采用提高反應(yīng)溫度來補(bǔ)償，再生燒去積炭 積炭速度與原料性質(zhì)和操作條件有關(guān) 原料終餾點(diǎn)高、不飽和烴含量高，積碳速度快 高溫，低壓、低空速、低氫油比等也會(huì)使積碳速度加快,2、催化劑的中毒,永久性毒物 砷與鉑形成合金，造成催化劑永久性失活 當(dāng)催化劑上砷含量超過200 ppm時(shí)，催化劑的活性完全喪失 鉛與鉑可以形成穩(wěn)定的化合物，造成催化劑失活 石油餾分中含鉛很少，鉛的來源主要是原料油被含鉛汽油污染所致,催化劑的中毒,

21、非永久性毒物 硫：生成H2S，在循環(huán)氫中積聚，導(dǎo)致催化劑的脫氫活性下降 氮：有機(jī)氮化合物轉(zhuǎn)化為氨，吸附在酸性中心上，抑制催化劑的加氫裂化、異構(gòu)化和環(huán)化脫氫性能 CO和CO2：CO能和鉑形成絡(luò)合物，使鉑催化劑中毒。CO2能還原成CO，也可看成是毒物,3、關(guān)于水、氯平衡,重整催化劑為脫氫和酸性雙功能催化劑。氯和氟是催化劑的酸性功能的主要來源 氯：過低，活性下降；過高，加氫裂化反應(yīng)加劇，液體產(chǎn)物收率下降 原料含氯過高時(shí)，氯會(huì)在催化劑上積累 原料含水過高或者反應(yīng)時(shí)生成水過多，水會(huì)沖洗氯而使催化劑氯含量降低，使催化劑的活性和穩(wěn)定性降低 采取注氯、注水等辦法來保證催化劑含氯量水氯平衡,四、催化劑的再生,重

22、整催化劑的再生過程包括燒焦、氯化更新和干燥 1、燒焦 控制好再生溫度：過高的再生溫度和床層局部過熱，催化劑的結(jié)構(gòu)破壞，造成永久性失活 控制循環(huán)氣中的含氧量對(duì)控制床層溫升有重要作用 循環(huán)氣量過小不利于再生熱導(dǎo)出床層，造成床層溫升過大,1、燒焦,提高再生溫度，加快燒焦速度 提高循環(huán)氣量，增大系統(tǒng)壓力降 在較緩和的條件下再生，催化劑活性恢復(fù)的很好。 控制循環(huán)氣中的水含量和CO2含量,2、氯化、更新,積炭催化劑經(jīng)燒焦后其活性可以基本上恢復(fù)，但是還不能完全恢復(fù) 重整催化劑在使用過程中，特別是在燒焦時(shí)，鉑晶粒會(huì)逐漸長大，分散度降低 燒焦過程中產(chǎn)生的水，會(huì)使催化劑上的氯流失,60,氯化更新的作用補(bǔ)充氯，并使

23、鉑晶重新分散，以便恢復(fù)催化劑的活性 二氯乙烷，用空氣或者含氧量高的惰性氣體 單獨(dú)用氮?dú)庋h(huán)不利于鉑晶粒的分散,氯化、更新,氯化 在燒焦之后，用含氯氣體在一定的溫度下處理催化劑，使鉑晶粒重新分散，從而恢復(fù)催化劑的活性 條件：510、常壓、2 h 更新 氯化之后，用干空氣在高溫下處理催化劑，使鉑的表面再氧化以防止鉑晶粒的聚集 條件：540、2 h,3、干燥,干燥工序多在540 左右進(jìn)行 干燥時(shí)循環(huán)氣體中若含有碳?xì)浠衔飼?huì)影響鉑晶粒的分散度，甲烷的影響不明顯，但較大分子量的碳?xì)浠衔飼?huì)產(chǎn)生顯著的影響 用空氣或高含氧量氣體作循環(huán)氣可以抑制碳?xì)浠衔锏挠绊?在氮?dú)饬飨拢K錸和鉑錫催化劑在480時(shí)就開始出

24、現(xiàn)鉑晶粒聚集的現(xiàn)象；但是當(dāng)?shù)獨(dú)饬髦泻?0以上的氧氣時(shí)，能顯著地抑制鉑晶粒的聚集 催化劑干燥時(shí)的循環(huán)氣體以采用空氣為宜,五、重整催化劑的還原和硫化,1、還原 新鮮催化劑和再生的催化劑中的金屬組分都處于氧化狀態(tài)，必須先還原成金屬狀態(tài)才能使用 鉑(或鉑錸)的氧化物還原成金屬形態(tài) 還原是在循環(huán)氫的氣氛下，在250、320 和480 分三段進(jìn)行，在還原過程中有水生成,2、預(yù)硫化,鉑錸和某些多金屬催化劑在開工進(jìn)油初期可能表現(xiàn)出強(qiáng)烈的氫解性能和深度脫氫性能 前者導(dǎo)致催化劑床層產(chǎn)生劇烈的溫升，嚴(yán)重時(shí)可能損壞催化劑和反應(yīng)器 后者導(dǎo)致催化劑迅速積炭，使其活性、選擇性和穩(wěn)定性變差 重整反應(yīng)前需進(jìn)行催化劑的預(yù)硫化以

25、抑制催化劑的氫解性能和深度脫氫性能,預(yù)硫化,預(yù)硫化：硫醇或二硫化碳作硫化劑，用預(yù)加氫精制油稀釋后經(jīng)加熱進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，350-390，壓力0.4-0.8MPa 鉑錸和鉑銥系列催化劑的氫解活性都較強(qiáng)，使用之前都要經(jīng)過預(yù)硫化處理 鉑錫系列催化劑不需要預(yù)硫化，因?yàn)殄a能起到與硫相當(dāng)?shù)囊种谱饔?第四節(jié) 催化重整工藝流程和反應(yīng)器,生產(chǎn)高辛烷值汽油目的：,生產(chǎn)BTX目的：,原料預(yù)處理,重整反應(yīng),原料,BTX,芳烴分離,一、催化重整原料及預(yù)處理,重整催化劑昂貴、易中毒，需要適當(dāng)?shù)脑?1、原料選擇 （1）餾分組成 根據(jù)目的產(chǎn)品的需要，選擇不同的餾分,1、原料選擇,原料選擇,沸點(diǎn)小于60 的烴分子碳數(shù)小于6，不能

26、生成芳烴。所以重整原料的初餾點(diǎn)要大于60 ，過多的輕組分降低重整效率 終餾點(diǎn)一般為180 （生產(chǎn)汽油），因?yàn)橹卣磻?yīng)后沸點(diǎn)升高614 ,原料選擇,（2）族組成 原料油中環(huán)烷烴含量高，產(chǎn)品產(chǎn)率和辛烷值都高，同時(shí)催化劑上的積炭少、失活較慢、壽命延長，因此含環(huán)烷烴多的餾分是催化重整的良好原料 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用芳烴潛含量的多少來表示重整原料油的優(yōu)劣 芳烴潛含量就是把原料中的全部環(huán)烷烴都轉(zhuǎn)化為芳烴(一般指C6C8芳烴)與原料中本身含有的C6C8芳烴二者之和占原料油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，算法如下,原料選擇,環(huán)烷烴全部轉(zhuǎn)化為芳烴時(shí)所能生成的芳烴量稱為潛含量 芳烴潛含量% = 苯潛含量%+甲苯潛含量% +C8芳烴潛

27、含量% 苯潛含量% = C6環(huán)烷烴%78/84 + 苯%（原料中） 甲苯潛含量% = C7環(huán)烷烴%92/98 + 甲苯% C8芳烴潛含量% = C8環(huán)烷烴%106/112 + C8芳烴%,2、原料預(yù)處理,（1）預(yù)脫砷（12 g/kg） 方法：硫酸銅吸附法、氧化法（H2O2、KMnO4）、加氫 （2）預(yù)分餾：拔頂、去尾、取中 （3）預(yù)加氫： 除S、N、O和As、Pb、Cu、Hg、Na （4）脫水,原料預(yù)處理,重整原料中雜質(zhì)含量的限制要求，g/g,3、原料的來源,常規(guī)的重整原料為直餾石腦油餾分 加氫裂化和加氫精制石腦油也是良好的重整原料 熱加工汽油和催化裂化汽油也可作為重整原料，但是需要注意： 先進(jìn)行加氫精制，之后與直餾汽油混合后作為重整原料 如果焦化汽油占預(yù)加氫原料的50%以上，通常采用兩段加氫：第一段低溫淺度加氫，使二烯烴飽和；第二段深度加氫精制,原料的來源,相對(duì)于直餾石腦油，催化重整過程中，二次加工汽油的生焦速率和催化劑的失活速率與原料的干點(diǎn)有關(guān) 焦化石腦油的干點(diǎn)最好不大于160 相對(duì)來說，催化裂化石腦油優(yōu)于焦化石腦油,二、固定床半再生式催化重整工藝流程,1、原料預(yù)處理部分,1預(yù)分餾塔；2預(yù)加氫加熱爐；3，4預(yù)加氫反應(yīng)器；5脫水塔,2、重整反應(yīng)部分,1，2，3，4加熱爐；5，6，7，8反應(yīng)器；9高壓分離器；10穩(wěn)定塔,三