催化重整學(xué)習(xí)課件PPT
<p>應(yīng)用化學(xué)系 第十章 催化重整 本章的主要內(nèi)容： 烴類的催化重整反應(yīng) 催化重整催化劑 催化重整原料的影響 反應(yīng)條件對催化重整的影響 第十章 催化重整 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 第一節(jié) 概述 一、催化重整原料與產(chǎn)品 催化重整的定義 : 重整是指烴類分子經(jīng)過反應(yīng)重新組成新的結(jié)構(gòu)。催化重整是在催化劑作用下從石油輕餾分生產(chǎn)高辛烷值汽油組分或芳香烴的工藝過程，副產(chǎn)氫氣則是加氫裝置的重要?dú)湓础? 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 催化重整的原料與產(chǎn)品： 直餾、焦化、加氫裂化的石腦油（輕油），其餾分范圍需根據(jù)生產(chǎn)目的而定。 如果要生產(chǎn)高辛烷值汽油，則用 80180 的石腦油。 如果要生產(chǎn)芳烴（苯、甲苯、二甲苯、乙苯，簡稱 則用 60 145 的石腦油。 副產(chǎn)物氫氣 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 二、催化重整技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 催化重整技術(shù)的發(fā)展與催化劑的發(fā)展密切相關(guān)，大體分為四個(gè)階段： 1935 1949年，以氧化鉬或氧化鉻作為重整催化劑，反應(yīng)在高溫低壓下進(jìn)行。該催化劑的活性與芳構(gòu)化選擇性較低，穩(wěn)定性差，操作周期短，反應(yīng) 4 12小時(shí)，需要進(jìn)行催化劑的燒焦再生，汽油的辛烷值不高。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 1949 1967年，美國 建成了用 此開始了催化重整大力發(fā)展的時(shí)期。 定性好、選擇性好、液體產(chǎn)物收率高，反應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期長，催化劑表面積炭后經(jīng)過再生其活性基本可以恢復(fù)到新鮮催化劑的水平。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 1967 1979年，美國 司開發(fā)出了鉑錸雙金屬重整催化劑。其突出優(yōu)點(diǎn)就是催化劑的活性高，容炭能力強(qiáng)，穩(wěn)定性較高，因而可以在較高的反應(yīng)溫度和較低的氫分壓下操作，催化劑還能保持良好的活性，汽油的辛烷值與產(chǎn)率、芳烴與氫氣的產(chǎn)率均比較高。自此以后，各國相繼又開發(fā)了鉑錫、鉑銥等系列催化劑。 應(yīng)用化學(xué)系 1980 2000年，高鉑錸比的鉑錸與鉑錫系列雙（多）金屬重整催化劑，大大提高了催化劑的穩(wěn)定性，從而為提高固定床催化重整裝置的反應(yīng)苛刻度創(chuàng)造了必要的條件。 目前催化重整催化劑的發(fā)展處于一個(gè)相對穩(wěn)定的時(shí)期。 第一節(jié) 概述 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 三、催化重整工藝流程簡述 由于催化重整是吸熱過程，所以在反應(yīng)過程中溫度逐漸降低，為此催化重整一般是 3 4個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)，在每個(gè)反應(yīng)器之間通過加熱爐加熱，以補(bǔ)償反應(yīng)所吸收的熱量，維持適宜的反應(yīng)溫度。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 催化重整催化劑在反應(yīng)過程中會(huì)因積炭而逐漸失活，經(jīng)再生后可以恢復(fù)其活性，根據(jù)催化劑的再生方式的不同可以分為： 半再生重整 連續(xù)再生重整 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 圖 10再生催化重整工藝流程示意圖 1反應(yīng)器； 2加熱爐； 3穩(wěn)定塔； 4壓縮機(jī)； 5分離器 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 半再生重整的特點(diǎn)： 一般采用固定床反應(yīng)器型式，并列布置，裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，催化劑活性降低，必須將裝置停下來進(jìn)行催化劑的再生，反應(yīng)與再生是間斷進(jìn)行。 主要工藝技術(shù)有， 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 圖 10續(xù)催化重整原理流程圖 1移動(dòng)床反應(yīng)器； 2催化劑連續(xù)催生系統(tǒng)； 3加熱爐； 4分離器； 5壓縮機(jī)； 5穩(wěn)定塔 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 連續(xù)重整的特點(diǎn)： 連續(xù)重整是指在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間反應(yīng)與再生同時(shí)進(jìn)行，其反應(yīng)以及催化劑的再生分別在移動(dòng)床中進(jìn)行。 連續(xù)重整工藝由于連續(xù)進(jìn)行催化劑的再生，使得系統(tǒng)中催化劑的活性始終維持在較高水平，可使操作周期延長，生產(chǎn)效率提高。 應(yīng)用化學(xué)系 目前世界上的連續(xù)重整工藝： 應(yīng)器采用重疊式布置，反應(yīng)器間催化劑靠重力流動(dòng)，不用氣體提升，設(shè)備與框架比較高。 法國 應(yīng)器采用并列式布置，催化劑在反應(yīng)器之間的輸送用氣體提升，設(shè)備高度較低。 第一節(jié) 概述 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 圖 10應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 生產(chǎn)目的產(chǎn)品不同，其生產(chǎn)工藝也不完全相同。 以生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的，工藝流程包括原料預(yù)處理和重整反應(yīng) 兩部分。 以生產(chǎn)輕芳烴為主要目的，工藝流程包括 原料預(yù)處理、重整反應(yīng)、芳烴分離 三部分。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 原料預(yù)處理部分 ，其主要目的就是得到餾分范圍、雜質(zhì)含量都符合要求的重整原料，包括三部分： 預(yù)分餾， 其作用就是切取適合沸程的重整原料，同時(shí)脫去原料中的部分水分。 預(yù)脫砷 ，脫去原料中的砷。 預(yù)加氫 ，脫除原料中的雜質(zhì)，使烯烴飽和以減少催化劑上的積炭。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 重整反應(yīng)部分， 經(jīng)預(yù)處理后的原料進(jìn)入裝置后，與循環(huán)氫混合并加熱至 490 525，在 12反應(yīng)器出來的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱后進(jìn)入分離器，分離出含氫氣 75 90v%的氣體，以供循環(huán)使用；所得液體為含芳烴 30 70%的重整汽油，其 0以上，可以作為高辛烷值汽油組分。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 芳烴抽提部分， 重整汽油可以作為芳烴抽提裝置的原料，用二乙二醇醚、三乙二醇醚、二甲基亞砜或環(huán)丁砜為溶劑抽提出芳烴，并經(jīng)過精餾進(jìn)一步得到苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)化工原料。 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 表 10 原 料 大慶原油 輕油 魯寧管輸原 油輕油 第一反應(yīng)器入口溫度 /溫降 / 489/81 485/74 第二反應(yīng)器入口溫度 /溫降 / 499/40 485/44 第三反應(yīng)器入口溫度 /溫降 / 505/16 488/22 第四反應(yīng)器入口溫度 /溫降 / 488/14 反應(yīng)壓力 /間速度 /油體積比 1310 1100 應(yīng)用化學(xué)系 第一節(jié) 概述 原料 大慶原油輕油 魯寧管輸原油輕油 脫戊烷油收率 /w% 烴產(chǎn)率 / w% /w% 苯 /w% 甲苯 /w% 烴轉(zhuǎn)化率 /w% 氫收率 /w% 重整氫純度 /% 10 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 催化重整的主要反應(yīng)： 環(huán)烷烴脫氫 異構(gòu)化 烷烴脫氫環(huán)化 催化重整的副反應(yīng)： 氫解與加氫裂化 積炭反應(yīng) 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 一、六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng) + 3H 2+ 3 H 2C H 3 C H 3+ 3H 2C H 3C H 3C H 3C H 3表 10員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)（ 700K） 反 應(yīng) /kJ/104 216 104 213 105 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 六員環(huán)烷脫氫是催化重整生成芳烴的最重要反應(yīng) 表中數(shù)據(jù)表明： 此類反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度對反應(yīng)有利。 此類反應(yīng)平衡常數(shù)很大，具有很高的平衡轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)幾乎完全相生成芳烴的方向移動(dòng)。 帶側(cè)鏈的六元環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)的平衡常數(shù)隨側(cè)鏈碳數(shù)的增加而增加。 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 圖 10度及氫分壓對環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為苯的 平衡產(chǎn)率的影響 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 圖 10度及氫分壓對甲基環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為 甲苯的平衡產(chǎn)率的影響 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 從圖可以看出： 高溫低壓對于六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)有利。溫度高于 450以上、壓力在 員環(huán)烷烴幾乎可以全部轉(zhuǎn)化為芳烴。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10反應(yīng)物 相對 反應(yīng)速率 反應(yīng)物 相對 反應(yīng)速率 環(huán)己烷 ,2基環(huán)己烷 ,3基環(huán)己烷 ,4用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 六員環(huán)烷烴脫氫的反應(yīng)速率常數(shù)很大，很容易達(dá)到平衡，因此該反應(yīng)使產(chǎn)物的辛烷值與原料相比有很大的提高，如甲基環(huán)己烷脫氫后轉(zhuǎn)化為甲苯使 6個(gè)單位。 帶側(cè)鏈的六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)速度比環(huán)己烷更大。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 環(huán)己烷在鉑催化劑上的脫氫機(jī)理： 早期，較多的人認(rèn)為其分子中的 6個(gè)氫原子是在催化劑表面同時(shí)脫除的。 近年來，有些研究結(jié)果則表明環(huán)己烷的脫氫很可能循下列過程逐步進(jìn)行的： 環(huán)己烷 環(huán)己烯 環(huán)己二烯 苯 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 二、異構(gòu)化反應(yīng) 催化重整中環(huán)烷烴和烷烴都會(huì)發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，異構(gòu)化反應(yīng)是輕度放熱的可逆反應(yīng)，提高溫度對反應(yīng)不利，壓力對異構(gòu)化反應(yīng)沒有影響。異構(gòu)化反應(yīng)的速率一般較六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)速率要小得多。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 1、環(huán)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng) 在催化重整的條件下，分子中碳數(shù) 6的五員環(huán)烷烴可以異構(gòu)化成六員環(huán)烷烴，而六員環(huán)烷烴便可以進(jìn)一步脫氫成芳香烴。 在石油餾分中，五員環(huán)烷烴占有相當(dāng)?shù)谋壤?，這些烴類如果不經(jīng)異構(gòu)化反應(yīng)很難轉(zhuǎn)化為芳烴。因此，五員環(huán)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)在催化重整反應(yīng)中十分重要。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10烷烴異構(gòu)化反應(yīng)熱力學(xué)參數(shù) 反 應(yīng) 500K 700K kJ/P kJ/P 甲基環(huán)戊烷 環(huán)己烷 基環(huán)戊烷 甲基環(huán)己烷 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表中數(shù)據(jù)表明： 由五員環(huán)烷烴異構(gòu)化成六員環(huán)烷烴的反應(yīng)是淺度的放熱反應(yīng)，同時(shí)隨著反應(yīng)溫度的升高其平衡常數(shù)顯著減小。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 2、正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng) 反 應(yīng) 500K 700K kJ/P kJ/P 正己烷 2庚烷 2辛烷 2 10正構(gòu)烷烴異構(gòu)化反應(yīng)熱力學(xué)參數(shù) 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表中的數(shù)據(jù)表明： 正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)也是淺度的放熱可逆反應(yīng)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)也隨著反應(yīng)溫度的升高顯著減小。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10不同溫度下 正己烷異構(gòu)化產(chǎn)物的平衡濃度 （摩爾分?jǐn)?shù)） 溫度 /K 298 400 600 800 己烷 ,2,3用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表中數(shù)據(jù)表明： 隨著溫度的升高，辛烷值較低的正構(gòu)烷烴與單支鏈的異構(gòu)烷烴平衡濃度增加，而具有較高辛烷值的多支鏈烷烴平衡濃度顯著減少。 結(jié)論： 高溫對生成高辛烷值異構(gòu)烷烴不利。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 圖 10烷烴平衡混合物辛烷值與溫度的關(guān)系 應(yīng)用化學(xué)系 圖中表明： 催化重整約 500的高溫條件不利于正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)，因而它不會(huì)對產(chǎn)物辛烷值的提高有明顯的貢獻(xiàn)。 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 由此可見，在催化重整條件下，烷烴異構(gòu)化不會(huì)使產(chǎn)品的辛烷值有顯著提高。 原因在于： 重整的高溫反應(yīng)對于生成高辛烷值的多支鏈異構(gòu)烷烴不利。 隨相對分子質(zhì)量的增加，異構(gòu)烷烴的辛烷值明顯下降， 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 三、烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng) 烷烴脫氫環(huán)化的特點(diǎn)： 分子中含有 6個(gè)碳原子以上的直鏈烷烴都有可能脫氫環(huán)化轉(zhuǎn)化為芳烴。這是一類能使重整產(chǎn)物辛烷值顯著提高的反應(yīng)。 經(jīng)脫氫環(huán)化，每個(gè)烷烴分子可產(chǎn)生 4個(gè)氫分子，因此是重要的產(chǎn)氫反應(yīng)。 強(qiáng)吸熱反應(yīng)，其熱效應(yīng)比六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)還要大，約為 250kJ/ 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 106 反 應(yīng) 平衡常數(shù) / 00K 600K 800K 10105 10 106 10107 10107 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 由表可見： 在較高的反應(yīng)溫度下，烷烴脫氫環(huán)化的平衡轉(zhuǎn)化率較高。 由于反應(yīng)產(chǎn)物的分子數(shù)是反應(yīng)物的 5倍，因而提高反應(yīng)壓力對反應(yīng)不利。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 圖 10度與氫分壓對正己烷轉(zhuǎn)化為 苯的平衡產(chǎn)率的影響 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 圖 10度與氫分壓對正庚烷轉(zhuǎn)化為 甲苯的平衡產(chǎn)率的影響 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10庚烷環(huán)化脫氫為甲苯的 平衡轉(zhuǎn)化率與實(shí)際轉(zhuǎn)化率 反應(yīng)壓力， 苯的平衡產(chǎn)率， >90 60 30 甲苯的實(shí)際產(chǎn)率， 40 25 17 應(yīng)用化學(xué)系 圖 10正構(gòu)烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)平衡混合物中芳烴含量 1 2 3第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 從上圖與上表可以看出： 高溫低壓對烷烴的脫氫環(huán)化是有利的。 碳數(shù)增加時(shí)，烷烴越容易脫氫環(huán)化為芳烴。 從熱力學(xué)的角度而言，烷烴在重整反應(yīng)條件下的脫氫環(huán)化反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率是較高的， 但是其實(shí)際轉(zhuǎn)化率比較低，這主要是由于動(dòng)力學(xué)的影響。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 正庚烷的催化重整反應(yīng)歷程： 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10正庚烷轉(zhuǎn)化的各起始反應(yīng)速率 h) (催化劑： 件： 497， r0 r1 r2 r3 r4 用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表中數(shù)據(jù)表明： 正庚烷脫氫環(huán)化的速度（ 小，比六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)速度（ 小得多。 烷烴分子的碳鏈越長，其脫氫環(huán)化反應(yīng)的速率越大。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 四、氫解及加氫裂化反應(yīng) 在催化重整過程中，烷烴、環(huán)烷烴以及帶側(cè)鏈的芳烴都有可能發(fā)生氫解（ 加氫裂化（ 應(yīng)， 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10 (催化劑： 產(chǎn) 物 氫解反應(yīng)（ 285） 正己烷 2正戊烷 3正戊烷 2,3甲基丁烷 甲 烷 烷 丙 烷 丁烷 異丁烷 正戊烷 異戊烷 用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10 (催化劑： 產(chǎn) 物 加氫裂化反應(yīng)（ 420） 正己烷 2正戊烷 3正戊烷 2,3甲基丁烷 甲 烷 7 6 9 7 乙 烷 28 28 36 2 丙 烷 35 30 11 82 正丁烷 21 23 異丁烷 6 28 13 2 正戊烷 3 6 5 1 異戊烷 2 3 6 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 氫解與加氫裂化的主要區(qū)別： 氫解反應(yīng) 是被重整催化劑的 金屬中心 所催化；分子中任何一個(gè) 于異構(gòu)烷烴而言，產(chǎn)物中甲烷較多。 加氫裂化 則是按 正碳離子歷程 在其 酸性中心 進(jìn)行，具有一定的選擇性，其產(chǎn)物中 4的烷烴較多。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 氫解與加氫裂化的主要特點(diǎn)： 氫解與加氫裂化反應(yīng)均是中等程度的放熱反應(yīng)，升高溫度，其平衡常數(shù)減小。 在催化重整過程中，氫解與加氫裂化反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致液體產(chǎn)物產(chǎn)率降低，并消耗氫氣，是不希望的副反應(yīng)。 在催化重整開工初期，催化劑的活性較高，容易發(fā)生氫解與加氫裂化反應(yīng)。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 五、積炭反應(yīng) 催化重整反應(yīng)過程中，烴類深度脫氫會(huì)生成烯烴、二烯烴以及稠環(huán)芳烴，它們會(huì)牢固地吸附在催化劑的表面，進(jìn)一步脫氫縮合成焦炭，使催化劑失活。 應(yīng)用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表 10種單體烴在 烴類 催化劑上積炭 m% 烴類 催化劑上積炭 m% 正戊烷 己烷 苯 庚烷 苯 辛烷 癸烷 戊烷 丙基苯 基環(huán)戊烷 丙基苯 己烷 基環(huán)己烷 用化學(xué)系 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 表中數(shù)據(jù)表明： 除丙基苯外，五員環(huán)烷烴也是一類很容易積炭的物質(zhì)，一般認(rèn)為環(huán)戊烷及其脫氫產(chǎn)物環(huán)戊烯、環(huán)戊二烯是重要的積炭前身物。 在工業(yè)生產(chǎn)中必須選用適宜的操作條件以抑制積炭反應(yīng)，延長催化劑的使用時(shí)間。 應(yīng)用化學(xué)系 綜上所述，各類反應(yīng)的特點(diǎn)： 六員環(huán)烷烴脫氫 生成芳烴，使產(chǎn)物的辛烷值提高，是催化重整最基本的反應(yīng)，而且其平衡常數(shù)大，反應(yīng)速率快，是強(qiáng)吸熱反應(yīng)。 五員環(huán)烷烴異構(gòu)化 成六員環(huán)烷烴，進(jìn)而脫氫成芳烴，也是有利的反應(yīng)，其平衡常數(shù)與反應(yīng)速率較低，是輕度放熱反應(yīng)，由于六員環(huán)烷烴生成后容易轉(zhuǎn)化為芳烴，因而其轉(zhuǎn)化率較高。 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 烷烴的脫氫環(huán)化 直接生成芳烴，使產(chǎn)物的辛烷值提高，也是催化重整的最基本反應(yīng)其平衡常數(shù)很大，但是反應(yīng)速率較低，其實(shí)際轉(zhuǎn)化率不高，也是強(qiáng)吸熱反應(yīng)。 氫解與加氫裂化反應(yīng) 是需要抑制的副反應(yīng)，其反應(yīng)速率較低，是中等程度的放熱反應(yīng)。 積炭反應(yīng) 是有害的反應(yīng)。 催化重整的總體熱效應(yīng)為 強(qiáng)吸熱反應(yīng) 。 第二節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 第三節(jié) 催化重整催化劑 一、催化重整催化劑的雙功能特性 催化重整的反應(yīng)中最基本的反應(yīng)： 脫氫 異構(gòu)化 烷烴的脫氫環(huán)化是這兩者的結(jié)合 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 脫氫和異構(gòu)化，這兩類反應(yīng)的歷程以及所需的催化劑活性物質(zhì)是不同的。要求所用的催化劑既具有脫氫功能，又要具有異構(gòu)化功能。 催化重整催化劑的雙功能特性： 加氫脫氫反應(yīng)則需要金屬催化劑，具有脫氫的 金屬活性中心 。 異構(gòu)化反應(yīng)則需要 酸性活性中心 ，反應(yīng)機(jī)理為正碳離子歷程。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 以甲基環(huán)戊烷轉(zhuǎn)化為苯反應(yīng)歷程為例，即可以看出催化重整催化劑必須是雙功能的。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 圖 106烴類催化重整反應(yīng)網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 圖中： 縱向的反應(yīng)是在金屬中心進(jìn)行的加氫脫氫反應(yīng)。 橫向的反應(yīng)則是在酸性中心進(jìn)行的異構(gòu)化反應(yīng)。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 就催化重整催化劑而言： 其加氫脫氫功能是由以鉑為主的金屬組分提供的。 而其酸性功能則是用鹵素改性的氧化鋁載體來提供的。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 催化劑的活性集團(tuán)： 在催化重整催化劑的表面，由金屬和酸性這兩類活性中心復(fù)合組成。 金屬中心和酸性中心的數(shù)目、活性以及它們的相對數(shù)目與相對活性基本決定了它們所組成的活性集團(tuán)的性質(zhì)。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 重整催化劑金屬中心與酸性中心的協(xié)調(diào)配合，是保證其催化功能得到充分發(fā)揮的重要因素。 金屬功能過強(qiáng)，易于生成積炭，使催化劑失活，穩(wěn)定性下降，氫解反應(yīng)嚴(yán)重，液體收率降低，選擇性變差。 酸性功能太強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致烷烴或環(huán)烷烴的加氫裂化反應(yīng)加劇，導(dǎo)致液體收率和轉(zhuǎn)化為芳烴的選擇性變差，也容易積炭而降低穩(wěn)定性。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 二、催化重整催化劑的組成 催化重整催化劑屬于負(fù)載型的，即用金屬組分載在用鹵素改性的氧化鋁上。主要有如下三部分組成： 金屬組分 載體 鹵素 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 1、金屬組分 金屬催化劑是多相催化劑的一大門類，過渡金屬是有效的加氫脫氫催化劑，尤其以 族金屬應(yīng)用最為廣泛。這類金屬的共同特點(diǎn)是其 0，含有一個(gè)或多個(gè)未成對的電子，它們對氫均有較強(qiáng)的化學(xué)吸附能力，因而對加氫脫氫反應(yīng)具有較高的催化活性。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 （ 1）第一金屬組分鉑（ 催化重整的主要金屬組分無一例外地都是鉑。主要是其催化活性高，來源相對比較豐富，但是也是非常昂貴的。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表 10種載在氧化鋁上的活性組分的相對活性 活性組分 含量 / w% 相對活性 鉑 銥 化鉬 化鉻 用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑晶粒的分散度 鉑在重整催化劑中是以晶粒形態(tài)存在的，其晶胞是由 14個(gè)鉑原子組成的面心立方體。其晶粒越小，它與載體接觸的界面越大，形成的活性基團(tuán)就越多，其活性及穩(wěn)定性相應(yīng)就越高。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑晶粒的測定方法： 在載體上鉑晶粒的大小可以用電子顯微鏡直接測得，也可以用 X射線衍射法求取。 若用氣體化學(xué)吸附法測定，其分散度的定義如下： 總的鉑原子數(shù)吸附的氫原子數(shù)分散度應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 分散度為 1表明晶粒極小，每個(gè)鉑原子都處于其表面。 分散度為 0個(gè)鉑原子有一個(gè)出現(xiàn)在其晶粒表面，此時(shí)的平均粒徑為 10 一般要求晶粒的平均粒徑為 10 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑重整催化劑的制備方法： 為了使鉑高度分散在氧化鋁載體上，通常采用氯鉑酸（ 液浸漬法，然后經(jīng)過干燥、焙燒和還原，干燥溫度一般為 100120。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 焙燒的目的： 將浸漬上的金屬鹽類轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物，如 便使其還原為活性的金屬組分。 焙燒的溫度不能太高，否則會(huì)使還原后鉑的晶粒過大。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表 10分散度對重整催化劑性能的影響 催化劑樣品號 1 2 3 4 5 6 780氫氣處理時(shí)間 0 2 4 10 17 72 催化劑比表面積， m2/g 179 174 161 158 145 140 鉑表面積， m2/g 晶粒平均直徑， 庚烷總轉(zhuǎn)化率， 氫環(huán)化轉(zhuǎn)化率， 用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表中數(shù)據(jù)表明： 催化重整催化劑在氫氣氣氛中經(jīng)過高溫處理，其中鉑的晶粒會(huì)逐漸萎縮，鉑晶粒的變大、比表面積變小； 正庚烷的總轉(zhuǎn)化率逐漸降低，而脫氫環(huán)化的轉(zhuǎn)化率更是顯著降低，表明催化劑的活性與選擇性都明顯變差。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 圖 10分散度對環(huán)己烷脫氫和苯加氫反應(yīng)速率的影響 環(huán)己烷脫氫反應(yīng)； 苯加氫反應(yīng) 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 從圖可以看出： 由金屬功能控制的環(huán)己烷脫氫和苯加氫反應(yīng)的反應(yīng)速率是與金屬鉑的分散度成正比的。 表明鉑的分散度對此類反應(yīng)的影響極為顯著。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 催化劑中鉑的含量 表 10催化劑中鉑含量對正庚烷異構(gòu)化 及脫氫環(huán)化反應(yīng)速率的影響 鉑含量 /w% 氫環(huán)化反應(yīng)速率 / (s 6 32 37 異構(gòu)化反應(yīng)速率 / (s 8 81 72 72 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表中的數(shù)據(jù)表明： 在一定范圍內(nèi)，重整催化劑的 脫氫 活性和穩(wěn)定性隨鉑含量的增加而增強(qiáng)； 異構(gòu)化反應(yīng)速率不基本受催化劑中鉑含量的影響。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 工業(yè)用單鉑催化劑中含鉑 若含量太低催化劑容易失活，若含量太高會(huì)增加催化劑的成本，也不能顯著改善其催化性能。由于鉑的價(jià)格昂貴，工業(yè)上催化重整催化劑應(yīng)盡量降低鉑的含量。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑的催化脫氫機(jī)理 鉑原子含有一個(gè)未充滿的 5中未成對電子極易與氫原子的 1以鉑原子對氫具有強(qiáng)烈的吸引力。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 環(huán)己烷在鉑催化劑上的脫氫過程如下： H.+ 2M + + +- 2H.H.H.H.+ + +.第三節(jié) 催化重整催化劑 （ 2）第二金屬組分錸、錫、銥等 早期的催化重整催化劑只含有金屬鉑組分，為了進(jìn)一步提高重整催化劑的活性與穩(wěn)定性，使其能夠在更加苛刻的條件下進(jìn)行，自二十世紀(jì)70年代以來普遍采用雙金屬催化劑，即在催化劑中 除了鉑以外，還引入第二金屬組分，如錸、錫、銥，其中以錸和錫用得最多。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑錸系列 圖 10庚烷在鉑催化劑和鉑錸催化劑上 反應(yīng)活性與時(shí)間的關(guān)系 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 從圖可見： 鉑錸催化劑與鉑催化劑的初活性相差不多，但因積炭速度較慢，其穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。 對于金屬錸的作用機(jī)理至今存在不同觀點(diǎn)： 觀點(diǎn)一，錸與鉑形成合金或簇團(tuán)，改變金屬中心的性質(zhì)，從而對催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 觀點(diǎn)二，積炭反應(yīng)需要在多個(gè)相鄰的鉑原子所構(gòu)成的多位中心進(jìn)行，而錸經(jīng)硫化后形成的硫化物會(huì)稀釋鉑原子簇團(tuán)，從而抑制了積炭反應(yīng)。 觀點(diǎn)三，在載體的作用下，錸并沒有完全還原成金屬態(tài)，而是部分以 存在，而 促進(jìn)積炭前身物的加氫，使積炭減少。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 由于錸的氫解性能較強(qiáng)，引入后必須經(jīng)過預(yù)硫化才能明顯抑制氫解反應(yīng)，使催化劑具有較好的芳構(gòu)化選擇性。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 在鉑錸重整催化劑中， 究表明，隨著 甲基環(huán)戊烷的脫氫異構(gòu)化反應(yīng)被促進(jìn)，而直鏈烷烴的脫氫環(huán)化速度受到抑制。 反應(yīng)的積炭量降低，催化劑的穩(wěn)定性得以改善，可大大延長運(yùn)轉(zhuǎn)周期。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 工業(yè)上的鉑錸催化劑中的 ，由于 此要求嚴(yán)格控制重整原料中的硫含量。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表 10e/料：正庚烷） t 炭量 / w% 未硫化 硫化 用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表中數(shù)據(jù)表明： 無論催化劑是否預(yù)硫化，反應(yīng)后的積炭量均隨著 量的硫引入到催化劑中后可抑制積炭的生成。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表 10同 牌號 屬含量 / w% e e/烴產(chǎn)率 / w% 初始 化后 化條件： 540， 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表中數(shù)據(jù)表明： 兩種 是經(jīng)過老化后 由于金屬鉑的價(jià)格昂貴，所以工業(yè)鉑錸重整催化劑中的含鉑量盡可能地降低， 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑錫系列 錫的引入對重整催化劑的活性稍有抑制作用，但其選擇性較好，尤其是在低壓、高溫下具有較好的穩(wěn)定性，所以目前在連續(xù)重整裝置中普遍采用鉑錫系列催化劑。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 圖 10反應(yīng)條件： 520， 速 用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 從圖可見： 鉑錫催化劑在高溫、低壓的苛刻條件下的反應(yīng)性能不僅優(yōu)于單鉑催化劑，而且還優(yōu)于其它類型的雙金屬催化劑。 根據(jù)熱力學(xué)分析，低壓、高溫的反應(yīng)條件有利于脫氫和脫氫環(huán)化等生成芳烴的反應(yīng)，而鉑錫催化劑正是適合于在這種條件下使用的催化劑。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 對于金屬錫的作用機(jī)理也存在不同觀點(diǎn)： 觀點(diǎn)一，錫與鉑形成合金，使鉑原子簇稀釋，不易形成多位中心，從而抑制積炭，也使高度分散的鉑晶粒不易聚結(jié)。 觀點(diǎn)二，催化劑中的錫是以 式存在，它們與載體相互作用，改變了載體的酸性，并減弱了鉑的缺電子性，從而減少積炭。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 在催化重整反應(yīng)中，生成積炭的重要途徑 : 錫的引入使第二步深度脫氫反應(yīng)減緩，導(dǎo)致體系中作為積炭前身物的環(huán)戊二烯濃度降低，積炭量隨之減少，催化劑的穩(wěn)定性得以提高。 積炭五元環(huán)二烯五元環(huán)烯五元環(huán)烷 酸中心金屬中心金屬中心 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 與錸不同，由于錫本身對氫解反應(yīng)有抑制作用，所以鉑錫催化劑在使用前無需進(jìn)行預(yù)硫化。 目前工業(yè)上所用的鉑錫催化劑中的含鉑與含錫量均為 右。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 鉑銥系列 銥和鉑一樣都是活性金屬組分，與錸相似，在鉑催化劑中引入銥會(huì)增強(qiáng)烷烴脫氫環(huán)化能力，而銥的氫解能力比錸更強(qiáng)，所以鉑銥重整催化劑不僅需要預(yù)硫化，還需要加入其它金屬組分來抑制其氫解能力，改善選擇性。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 銥與錸一樣，可以通過使積炭前身物開環(huán)裂解來減少積炭、提高催化劑的穩(wěn)定性。 由于銥本身特別容易聚結(jié)，而且價(jià)格也比鉑高，所以很少應(yīng)用。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 （ 3）其它金屬組分 為了進(jìn)一步改善重整催化劑性能，有時(shí)還在上述第二金屬組分外加入第三或第四金屬組分，如鈦、鋁、鈰等，即所謂多金屬重整催化劑。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 表 10入鈦對鉑錸重整催化劑反應(yīng)性能的影響 鈦含量， m% 體收率， m% 烴收率， m% 鉑錸重整催化劑中引入鈦可改善其活性、選擇性和穩(wěn)定性，使液體收率和芳烴收率都有所提高。 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 2、載體 （ 1）載體的作用 載體又稱擔(dān)體（ 它并不是活性組分簡單的支承物，在負(fù)載型催化劑中它具有如下的功能： 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 載體的表面積較大，可使活性組分很好地分散在其表面，并可容納較多的積炭延緩催化劑的失活。 載體具有多孔性，適當(dāng)?shù)目讖椒植加欣诜磻?yīng)物擴(kuò)散到內(nèi)表面進(jìn)行反應(yīng)。 載體一般為熔點(diǎn)較高的氧化物，當(dāng)活性組分分散在其表面時(shí)，可提高催化劑的熱穩(wěn)定性，不容易發(fā)生熔結(jié)現(xiàn)象。 應(yīng)用化學(xué)系 可提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，減少損耗 。 對于貴金屬催化劑，可節(jié)約活性組分，降低催化劑的成本 。 由于載體與活性組分的相互作用，有時(shí)還可以改善催化劑的活性、穩(wěn)定性和選擇性 。 第三節(jié) 催化重整催化劑 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 一個(gè)好的載體應(yīng)該具有如下的性能： 適合而又穩(wěn)定的晶相結(jié)構(gòu) 足夠大的比表面積和適宜的孔徑分布 應(yīng)能保證活性組分高度分散、均勻分布 較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性 良好的傳熱與傳質(zhì)性能 最好還能改善催化劑的反應(yīng)性能 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 工業(yè)上常用的載體： 氧化鋁 二氧化硅 分子篩 活性炭 重整催化劑的載體： 氧化鋁 應(yīng)用化學(xué)系 第三節(jié) 催化重整催化劑 （ 2）氧化鋁的制備 一般先制成水合氧化鋁，再經(jīng)過熱處理轉(zhuǎn)型為所需類型的氧化鋁。 目前大多數(shù)采用沉淀法制取水合氧化鋁，按所用沉淀劑的不同分為： 堿沉淀： 酸沉淀： 2 A l 3 + 6 O H O 3 n H 2 O l O 2 + 2 H + - H 2 O O 3 n H 2 第三節(jié) 催化重整催化劑 所得水合氧化鋁有三種不同的形態(tài)： 或 H)3 2O 或 H) (0180的餾分易于在重整催化劑上積炭，縮短生產(chǎn)周期； 使重整產(chǎn)物的終餾點(diǎn)符合汽油的規(guī)格。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 圖 10重整原料的終餾點(diǎn)與催化劑相對積炭速率的關(guān)系 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 二、烴類組成的影響 催化重整產(chǎn)物的辛烷值以及其中含有的芳烴含量與原料中的烴類組成直接相關(guān)。 原料中含有的環(huán)烷烴越多，尤其是六員環(huán)烷烴越多，重整產(chǎn)物中的芳烴含量也就越多，辛烷值也越高。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 環(huán)烷基與中間基原油的輕餾分是比較理想的重整原料，而石蠟基原油的輕餾分催化重整就需要更加苛刻的條件，以強(qiáng)化烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)，即使如此，其芳烴的產(chǎn)率仍然較低，液體收率也較低。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 催化重整過程中的“重整轉(zhuǎn)化率”是指重整產(chǎn)物中的芳烴產(chǎn)率占原料中芳烴潛含量的百分率。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 芳烴潛含量重整油收率重整油芳烴含量芳烴潛含量芳烴產(chǎn)率重整轉(zhuǎn)化率100應(yīng)用化學(xué)系 芳烴潛含量是指原料中固有的 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 芳烴潛含量 =苯潛含量 +甲苯潛含量 +芳烴潛含量的計(jì)算方法如下： 第四節(jié) 催化重整原料的影響 芳烴環(huán)烷烴芳烴潛含量甲苯環(huán)烷烴甲苯潛含量苯環(huán)烷烴苯潛含量應(yīng)用化學(xué)系 表 10化重整原料（ 60 130）的烴類組成 烴類 大慶輕餾分 勝利輕餾分 大港輕餾分 烷烴 己烷 己烷 庚烷 庚烷 烷 四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 表 10化重整原料（ 60 130）的烴類組成 烴類 大慶輕餾分 勝利輕餾分 大港輕餾分 環(huán)烷烴 戊烷 基環(huán)戊烷 己烷 甲基環(huán)戊烷 基環(huán)己烷 基環(huán)戊烷 8環(huán)烷 四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 表 10化重整原料（ 60 130）的烴類組成 烴類 大慶輕餾分 勝利輕餾分 大港輕餾分 芳烴 苯 8芳烴 烴潛含量 四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 此外也可以用芳烴收率指數(shù)（ N+2A）來表征重整原料化學(xué)組成，其中 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 表 10幾種重整原料的 (N+2A)值 原油 大慶 勝利 遼河 惠州 塔中 餾分 范圍 / 60 65180 80 60 60 (N+2A) / % 油 基屬 石蠟基 中間基 環(huán)烷 - 中間基 石蠟基 中間基 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 圖 10辛烷值與液體收率的關(guān)系 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 上述數(shù)據(jù)表明： 芳烴收率指數(shù)（ N+2A）值越大，表示其重整的芳烴收率也就越大。 當(dāng)液體產(chǎn)物收率相同時(shí)，用（ N+2A）值較高的原料油可以得到辛烷值較高的產(chǎn)物。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 原料中的芳烴潛含量只是說明生成芳烴的可能性，實(shí)際上的重整轉(zhuǎn)化率（芳烴轉(zhuǎn)化率）除了取決于催化劑的性能和操作條件外，還與環(huán)烷烴的分子類型有關(guān)。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 在重整反應(yīng)條件下： 六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)速度很快，幾乎可以全部轉(zhuǎn)化為芳烴； 分子中碳數(shù)大于 6的五員環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)速度也很快； 分子中碳數(shù)等于 6的五員環(huán)烷烴（甲基環(huán)戊烷）異構(gòu)脫氫的反應(yīng)速度很慢。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 表 10化重整中各種環(huán)烷烴的轉(zhuǎn)化率 （原料油：勝利輕餾分；催化劑： 環(huán)烷烴 甲基 環(huán)戊烷 環(huán)己烷 二甲基 環(huán)戊烷 甲基 環(huán)己烷 烷烴 轉(zhuǎn)化率 m% 四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 從芳烴潛含量的定義可以看到，實(shí)際上未包括烷烴脫氫環(huán)化轉(zhuǎn)化生成的芳烴，在用雙金屬催化重整時(shí)，烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)占有相當(dāng)?shù)谋戎?，因此出現(xiàn)重整轉(zhuǎn)化率超過 100%的情況，有時(shí)可以達(dá)到 150% 。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 三、雜質(zhì)含量的影響 催化重整催化劑非常嬌貴，對原料中的雜質(zhì)也非常敏感，因此對原料中能使催化劑永久性或暫時(shí)性中毒的雜質(zhì)要嚴(yán)格控制。由于鉑錸與鉑錫催化劑對雜質(zhì)的影響更加敏感，因而對原料的要求更加嚴(yán)格。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 表 10化重整原料中雜質(zhì)的最大允許含量 雜質(zhì) 最大 允許含量 雜質(zhì) 最大 允許含量 硫 0.5g/g 水 5g/g 氮 0.5g/g 砷 g/g 氯 0.5g/g 鋁、銅等 g/g 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 為了達(dá)到上述的雜質(zhì)含量的要求，催化重整原料必須要經(jīng)過預(yù)處理，即采用預(yù)加氫的方法將硫、氮轉(zhuǎn)化為 將有機(jī)金屬化合物分解，金屬沉積在催化劑的表面，從而使原料中的雜質(zhì)含量符合要求。 對于含砷量較高的原料依靠常規(guī)的預(yù)加氫無法達(dá)到要求，因此還需要增加預(yù)脫砷設(shè)備。 第四節(jié) 催化重整原料的影響 應(yīng)用化學(xué)系 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 催化重整的主要反應(yīng)條件： 反應(yīng)溫度 反應(yīng)壓力 空速 氫油比 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 應(yīng)用化學(xué)系 一、反應(yīng)溫度的影響 由于催化重整的主要反應(yīng)六員環(huán)烷烴脫氫和烷烴的脫氫環(huán)化都是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，所以從化學(xué)平衡的角度，希望采用較高的反應(yīng)溫度。 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 應(yīng)用化學(xué)系 圖 10度對催化重整中各類反應(yīng)的影響 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 應(yīng)用化學(xué)系 提高反應(yīng)溫度受到以下幾個(gè)因素限制： 過高的反應(yīng)溫度會(huì)導(dǎo)致裂化反應(yīng)加劇從而降低液體產(chǎn)物的收率和積炭速度加快，縮短操作周期，因此從動(dòng)力學(xué)的角度看，高溫有利于裂化與積炭副反應(yīng)。 過高的溫度還會(huì)使催化劑上的鉑晶粒聚結(jié)及載體的比表面積減少，導(dǎo)致活性降低。 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 應(yīng)用化學(xué)系 由于重整反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，所以在每個(gè)絕熱反應(yīng)器中體系的溫度都會(huì)明顯降低，而且催化劑的活性越好，其溫降也越大。 在第一個(gè)反應(yīng)器中溫降可達(dá) 40 80，因?yàn)榉磻?yīng)速度最快且吸熱最多的六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)主要在第一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 應(yīng)用化學(xué)系 最后一個(gè)反應(yīng)器溫降最小，因?yàn)榉磻?yīng)速度較小的烷烴脫氫環(huán)化以及加氫裂化主要在其中進(jìn)行，這兩個(gè)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率均較低，而且前者是吸熱反應(yīng)，后者是放熱反應(yīng)，其熱效應(yīng)要相互抵消一部分，所以溫降一般只有 10左右。 第五節(jié) 反應(yīng)條件對催化重整的影響 應(yīng)用化學(xué)系 重整反應(yīng)器一般為 4個(gè)串聯(lián)，而且溫度變化相當(dāng)大，對于溫度變化較大的體系，一般采用加權(quán)平均床層溫度來表示其反應(yīng)溫度。 加權(quán)平均床層溫度的定義如下</p>
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