催化重整技术讲义
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催化重整:在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。 石油炼制过程之一,加热、氢压和催化剂存在的条件下,使原油蒸馏所得的轻汽油馏分(或石脑油)转变成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油),并副产液化石油气和氢气的过程。重整汽油可直接用作汽油的调合组分,也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯。副产的氢气是石油炼厂加氢装置(如加氢精制、加氢裂化)用氢的重要来源。
沿革
20世纪40年代在德国建成了以氧化钼(或氧化铬)/氧化铝作催化剂(见金属氧化物催化剂)的催化重整工业装置,因催化剂活性不高,设备复杂,现已被淘汰。1949年美国公布以贵金属铂作催化剂的重整新工艺,同年11月在密歇根州建成第一套工业装置,其后在原料预处理、催化剂性能、工艺流程和反应器结构等方面不断有所改进。1965年,中国自行开发的铂重整装置在大庆炼油厂投产。1969年,铂铼双金属催化剂用于催化重整,提高了重整反应的深度,增加了汽油、芳烃和氢气等的产率,使催化重整技术达到了一个新的水平。
化学反应
包括以下四种主要反应:①环烷烃脱氢;②烷烃脱氢环化;③异构化;④加氢裂化。反应①、②生成芳烃,同时产生氢气,反应是吸热的;反应③将烃分子结构重排,为一放热反应(热效应不大);反应④使大分子烷烃断裂成较轻的烷烃和低分子气体,会减少液体收率,并消耗氢,反应是放热的。除以上反应外,还有烯烃的饱和及生焦等反应,各类反应进行的程度取决于操作条件、原料性质以及所用催化剂的类型。
催化剂
近代催化重整催化剂的金属组分主要是铂,酸性组分为卤素(氟或氯),载体为氧化铝。其中铂构成脱氢活性中心,促进脱氢反应;而酸性组分提供酸性中心,促进裂化、异构化等反应。改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调节其酸性功能。为了改善催化剂的稳定性和活性,自60年代末以来出现了各种双金属或多金属催化剂。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。
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轻烃芳构化与催化重整技术比较
作者:付磊
来源:《当代化工》2017年第01期
摘要:轻烃芳构化技术是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺。尝试通过从技术发展、反应原理与催化剂、装置与工艺等几个方面与传统的催化重整技术进行对比,分析轻烃芳构化技术特点。归纳轻烃芳构化技术的优缺点,并结合技术特点提出了该技术的适用建议。
关键词:轻烃芳构化技术;催化重整技术;技术比较
中图分类号:TQ 201 文献标识码:A 文章编号:1671-0460(2017)01-0127-03
轻芳烃,包括苯、甲苯和二甲苯(B、T、X),是重要的基本有机化工原料,也是生产高辛烷值汽油的重要调和组分。传统的轻芳烃生产主要以石脑油原料,通过催化重整装置获得。随着轻芳烃市场需求的日益增长,而常规石脑油资源供应有限,市场无法得到满足。在这种背景下,以原主要用于燃料的轻烃资源为原料,通过芳构化装置生产轻芳烃的新技术路线得到重视,国内已经建成数十套轻烃芳构化装置。为了更好的理解轻烃芳构化技术特点,本文从几个方面将其与催化重整技术进行比较。
1 技术发展情况
催化重整技术出现的较早,俄国化学家泽林斯基在1911年就发现了催化重整的基本反应。1940年世界首套催化重整装置在美国建成投产,装置为固定床反应器,催化剂为MoO3/Al2O3,但此装置存在反应周期短、处理能力小、操作费用大等问题。1949年UOP公司开发出了以Pt/Al2O3为催化剂的铂重整技术,同样采用固定床反应器,反应周期提升到半年以上,并且液收率和芳烃选择性也得到提高,铂重整技术的出现使得催化重整技术实现快速发展。1967年雪佛龙公司发明了Pt-Re/Al2O3双金属重整催化剂,并将其工业化,相比于铂重整,铂铼重整技术稳定性成倍提高,进一步提升了催化重整技术。另外,在工艺及装置方面,连续重整技术的出现使得催化重整技术更加完善,重整装置可以采用超低压、高转化率以及大处理量的设计。我国第一套催化重整装置于1965年在大庆建成投产,现在我国催化重整装置总加工能力已经超过1000万t/a。在技术研发方面,我国从建国初期就开始致力于催化重整技术的研发,掌握了催化剂、工艺、设备、工程模型等核心技术,并成功工业应用。
《芳香烃》 讲义
一、什么是芳香烃
在化学的奇妙世界里,芳香烃是一类非常重要的有机化合物。芳香烃,简单来说,就是具有芳香性的烃类化合物。那什么叫芳香性呢?这可不是我们平常闻到的那种香味哦!芳香性指的是这些化合物具有特殊的稳定性和独特的化学性质。
芳香烃通常含有苯环结构,苯环就像是它们的标志性特征。苯环是由六个碳原子组成的一个六边形,每个碳原子还连着一个氢原子。除了苯这种最简单的芳香烃,还有很多其他复杂的芳香烃,它们是在苯环的基础上通过增加或替换一些原子或基团形成的。
二、芳香烃的分类
芳香烃根据结构和性质的不同,可以分为单环芳香烃和多环芳香烃两大类。
单环芳香烃就是只含有一个苯环的芳香烃,比如我们前面提到的苯,还有甲苯、乙苯等。
多环芳香烃就比较复杂啦,它们含有两个或两个以上的苯环。像萘、蒽、菲这些都是多环芳香烃。
三、芳香烃的物理性质
芳香烃的物理性质和它们的分子结构有着密切的关系。 一般来说,芳香烃在常温下大多是液体或固体,只有一些小分子的芳香烃,比如苯,是液体。它们的沸点随着分子量的增加而升高。
在溶解性方面,芳香烃通常不溶于水,但容易溶于有机溶剂,比如乙醇、乙醚等。这是因为它们的分子结构是非极性的,而水是极性溶剂,相似相溶的原理在这里就发挥作用啦。
芳香烃的密度一般比水小。
四、芳香烃的化学性质
芳香烃的化学性质相对稳定,但在一定条件下也能发生各种化学反应。
1、 取代反应
苯环上的氢原子可以被其他原子或基团取代。比如,在催化剂的作用下,苯可以和溴发生反应,生成溴苯。这就是一个典型的取代反应。
2、 加成反应
虽然芳香烃的不饱和程度比较低,但在特定条件下也能发生加成反应。比如苯和氢气在催化剂的作用下可以生成环己烷。
3、 氧化反应
芳香烃一般不容易被氧化,但在一些强烈的氧化条件下,比如用酸性高锰酸钾溶液,苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时,这个碳原子可以被氧化成羧基。
五、芳香烃的来源 芳香烃在自然界中存在的量相对较少。不过,我们可以通过石油的加工和煤的干馏等工业过程来大量获取芳香烃。
总第73期 2014年第7期 工程技术 现代工业经济和信息化 Modern Industrial Economy and Informationization
催化重整技术在炼油厂的应用概述
江金世 (大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆163714) Total of73 N0.7 2014
摘要:通过重整降低烯烃和硫含量并保持较高的辛烷值是我国炼油厂生产清洁汽油所面临的主要问题, 在解决这个矛盾中催化重整将发挥重要的作用。文章就催化重整的一些常识问题进行概述,从而让大家 了解这一工艺过程的重要性。 关键词:催化重整;反应器;铂铼重整;空速 中图分类号:TE624 文献标识码:A 文章编号:2095—0748(201 4)07a一0088—03
引言 催化重整是指在用多种催化剂的作用下,对汽 油馏分中的一些烃类分子,重新排列成新的分子结
构。这种重新排列的过程就是重整,是石油炼制的
重要过程,能使原油蒸馏之后的石脑油等轻馏分转
变成富含义芳烃的高辛烷值汽油(这种汽油叫做重
整汽油),而且能得到液化石油和H 。这个炼制过
程具有重要的经济效益 。重整的汽油用来调和汽
油,从而获得更高的品质,也可以用来抽取苯及其
衍生物。而另一种重要的副产物H:,则是炼油厂加
氢装置的重要原料来源。
1 催化重整的主要设备 催化重整单元工艺复杂,集中了反应器、加热
炉、氢气压缩机等重要设备,是整个装置的核心部
位,重整反应的深度直接影响最终产品的质量嘲。而催
化剂是重整过程中最主要的因素,重整单元操作中的 关键是保护催化剂,主要应防止催化剂中毒,防止催
化剂迅速积炭,防止催化剂金属烧结和载体破碎,密
切注意环境控制和原料性质变化,及时采取措施。因
此无论是开停工或正常运行及事故状态下都应以此为
前提。
收稿日期:2014—05-16 作者简介:江金世(1984一),男,黑龙江大庆人,毕业于 大庆石油学院,化学工程专业,现就职于大庆石化公司炼油厂, 任炼油厂系统管网车间安全工程师。 1)反应器:加氢、重整、加氢精制等化学反应都