催化重整过程介绍48页PPT

催化重整的工业化应用
催化重整工艺在石油化工行业中有着广泛的应用，是生产高辛烷值汽油和芳烃等产 品的重要手段。
它能够提高汽油的燃烧性能，减少汽车尾气排放，同时能够生产出大量的化工原料 ，满足化工市场的需求。
目前，催化重整工艺已经成为现代石油化工行业中的重要组成部分，具有不可替代 的地位。
02
催化重整反应原理
评价指标
主要包括转化率、选择性 、稳定性等指标。
影响因素
催化剂的活性受到多种因 素的影响，如温度、压力 、原料性质等。
04
催化重整装置的操作 和维护
催化重整装置的操作规程
操作前检查
在启动催化重整装置前，应进行 全面检查，确保设备处于良好状
态。
严格遵守安全规定
操作过程中严格遵守安全规定， 防止产生意外事故。
它是在催化剂的作用下，通过加热、加氢、再蒸馏等步骤，将长链烃结构调整为 短链烃结构，提高汽油的辛烷值。
催化重整的工艺流程
原料油经过预处理后进入重整反 应器，在催化剂的作用下进行重
整反应。
反应产物经过加热、冷却、分离 等步骤，得到高辛烷值汽油和芳
烃等产品。
催化剂经过再生和循环使用，实 现催化重整过程的连续运行。
未来催化重整工艺还将继续探索和开发新的反应路径和反应条件，以实现更加高效、环保和 可持续的生产方式。
THANKS
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制备方法。
随着环保要求的提高，如何降低 催化重整工艺中的污染物排放和 提高能源利用效率也成为当前面
临的重要挑战。
对未来催化重整工艺与工程技术发展的展望
随着人工智能、大数据等技术的发展，催化重整工艺将逐步实现智能化、自动化和精细化生 产，提高生产效率和产品质量。

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某汽提塔实际标定结果
操作条件
塔底油品分析
进 料 量 (公 斤 /时 ) 塔 顶 压 力 (公 斤 /厘 米 )
17.300 7.2
比重 D420 初馏点
0.7233 83
进 料 温 度 (℃ )
130
10%
90
塔 顶 温 度 (℃ )
68
50%
104
塔 底 温 度 (℃ )
187
90%
127
重 沸 炉 出 口 温 度 (℃ )
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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。
7
到2005年我国已有67套重整装置建成投产，装置 总加工能力 2289万吨/年。
半再生重整 47 套 990 万吨/年
连续重整
20 套 1299 万吨/年
合 计
67 套 2289 万吨/年
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重整工艺
重整工艺包括重整反应、反应产物的处理和催化剂 的再生等过程。
根据催化剂再生方式的不同，催化重整工艺分为半 再生重整、 循环再生重整和连续（再生）重整三 种类型。
原料石脑油在进行重整反应之前，要先进行预处理， 除去硫、氮、水、砷、铅、铜及烯烃等杂质，并切 割出适当馏分，这是催化重整装置中不可缺少的一 部分。
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二. 基本流程
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原料预处理的三个主要环节
预分馏 – 切割馏分 预加氢 – 转化硫、氮、氧化合物，
饱和烯烃，脱金属 汽提塔 – 脱除 H2S，NH3，H2O
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循环氢 新氢
预
加
氢
反
应
器
含氢气体
预加氢反应压力影响因素
1、高分罐压力变化
高
分
罐
去蒸发塔
2、混合氢气压力变化
预分馏 塔底油
污水 预加氢加热炉
3、进料流量变化
预加氢反应空速
质量空速
预加氢进料流量（t/h） 预加氢催化剂总用量（t）
体积空速
预加氢进料流量（m3/h，20℃） 预加氢催化剂总用量（m3）
精制油
炉一
精制油
反一
六环脱氢 生成芳烃
重整反应床层温度
循环氢压缩机
炉二
炉三
炉四
氢气去预加氢
反二
反三
五环异构脱 氢生成芳烃
反四
高 分 罐
污水
烷烃异构脱 氢生产芳烃
去稳定塔
重整反应床层温度
炉一
循环氢压缩机
炉二
炉三
炉四
氢气去预加氢
精制油
反一
反二
反三
反四
四个反应器内，填装的催化剂量不同，发生的反应
类型不同，发生的反应量不同，四个反应器内的床层 温度各有不同。
预加氢加热炉
污水
精制油 1 2
1 2
1 2
1 2
1、原料中芳烃潜 含量变低
2、重整反应深度不够工艺要求：反应温 度、反应压力、空速、氢油比、催化剂活 性。
回流罐
裂化气 液化气
稳 定 塔
污水
稳定汽油
1、加氢反应脱硫，效果 与反应深度有关
3、第二次物理
方法脱硫
新氢
循环氢
排放氢
燃料气
预
回流罐
加

为提高催化裂化过程的效率和经济效益， 需要不断进行技术优化和改进，如采用新 型催化剂、优化反应条件等。
03
重整的原理与技术
原理介绍
催化裂化原理
催化裂化是一种石油加工技术， 通过催化剂的作用将重油或渣油 转化为轻质油品的过程。
重整原理
重整是一种将低辛烷值汽油转化 为高辛烷值汽油以及生产芳烃的 过程，通过在催化剂的作用下对 烃类分子进行结构重排。
设备故障
如反应器故障、管道破裂等。
操作失误
如错误控制温度、压力等参数。
安全问题及防范措施
• 化学品泄漏：可能导致人员伤亡和环境污染。
安全问题及防范措施
01
防范措施
02 定期维护和检查设备，确保其处于良好状 态。
03
严格遵守操作规程，避免人为失误。
04
配备应急处理设施，如泄漏探测器和紧急 停车系统。
技术分类
流化床催化裂化
流化床催化裂化技术中，催化剂 与原料油在流化床反应器中接触 反应，具有处理能力大、操作灵
活等优点。
固定床催化裂化
固定床催化裂化技术中，原料油通 过催化剂固定床层进行反应，具有 反应温度均匀、催化剂寿命长等优 点。
移动床催化裂化
移动床催化裂化技术中，催化剂与 原料油在移动床反应器中逆向流动 进行反应，具有操作稳定、能耗低 等优点。
环保问题及处理方法
废气排放
催化裂化和重整过程中可能产生有害气体。
废水和固废
如催化剂、废弃物料等。
环保问题及处理方法
• 噪声污染：设备运行可能产生噪 声扰民。
环保问题及处理方法
废气处理
采用催化氧化、活性炭吸附等方法去除 有害成分。
VS
废水处理

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第四章 催化重整催化剂
3.稳定性
对重整催化剂来说，既要求具有良好的活性、
稳定性（即要求运转末期和运转初期平均反应温度
之差较小），又要求具有良好的选择性、稳定性
（即要求运转初期催化剂的选择性和运转末期催化
剂选择性之差较小）。
4.寿命
对重整催化剂，表示寿命的方式更多地是用每
公斤催化剂能处理的原料数量，即吨原料/千克催化
化剂主要用于移动床连精续选P重PT课整件 装置。
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第四章 催化重整催化剂
铂-锡重整催化剂在高温低压下具有良好的选择性
和再生性能，而且锡比铼价格便宜，新鲜剂和再生剂
不必预硫化，生产操作比较简便。
由于第二金属（如铼）有严重的加氢裂解活性和
氢解作用，在生产中造成液体收率和氢纯度比纯铂催
化剂低。为了防止铂晶粒长大以及减少氢解作用，在
催化重整的主要目的在于制取苯、甲苯 以及二甲苯等芳香烃，或生产高辛烷值汽油。
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第四章 催化重整催化剂
一、催化重整的基本原理
（一）催化重整化学反应 • 在催化重整中发生的化学反应主要有：六员环烷
烃脱氢生成芳烃；五员环烷烃脱氢异构生成芳烃； 烷烃脱氢环化生成芳烃；烷烃的异构化，各种烃 类的加氢裂化以及积炭反应。前三种生成芳香烃 的反应统称为芳构化反应。
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第四章 催化重整催化剂
三、重整催化剂的种类及性能
（一）重整催化剂的种类 1.非贵金属催化剂
主要有MoO3/AI2O3及Cr2O3/AI2O3 2.贵金属催化剂
单金属催化剂——铂催化剂、双金属催化剂如
铂铼催化剂或铂锡催化剂，以及以铂为主的三元或
四元的多金属催化剂。

高纯度的混合芳烃
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4、芳烃精馏（生产芳烃）
芳烃精馏是将混合芳烃分离为苯、甲苯、二甲苯等单体芳烃的过 程。
根据芳烃中各组分的沸点不同，利用汽液两相多次接触，多次汽 化、多次冷凝进行传质传热，将各组分加以分离。
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通常原料油含砷量在100~200ppb时，经预加氢后砷含量可降至 1~2ppb以下。若含砷量过高，则必须先经过预脱砷。
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1.3 预脱砷
目的：砷能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入重整反应器 的原料油中砷含量不得高于1ppb。
1）加氢法
加氢法是采用加氢预脱砷反应器与预加氢精制反应器串联，两个反 应器的反应温度、压力及氢油比基本相同。预脱砷所用的催化剂是四 钼酸镍加氢精制催化剂。在一定条件下，可将原料油中的砷由 1000ppb脱至小于1ppb
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2.2 移动床连续再生式工艺流程
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反应器， 催化剂在反应器和再生器之间不断地进行循环反应和再生，一般每3~7天全部 催化剂再生一遍。
流程中有4个反应器，第一、二、三反应器叠在一起，催化剂由上而下依 次通过，然ห้องสมุดไป่ตู้提升至再生器再生。第四反应器因积碳很多，单独并列。由第 三反应器来的油气经中间加热炉加热后进入第四反应器。为减小床层压降， 采用径向反应器。
25～30% 2 BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的BTX来自催化重整 3 氢气是炼厂加氢过程的重要原料，重整副产氢气是比较廉价的氢气来源

催化重整过程介绍
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、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

21.08.2019
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一、催化重整的原料和产品
1、原料 主要是直馏汽油馏分，也称石脑油（Naphtha）。 二次加工汽油如焦化汽油，需经加氢精制除去烯烃、 硫、氮等非烃组分后掺入直馏汽油作为重整原料。 生产高辛烷值汽油为目的：80～180℃馏分； 生产BTX为目的：60～130℃馏分。
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2、产品 催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组分， 发达国家占车用汽油的25～30%。 BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的 BTX来自催化重整。 氢气是炼厂加氢过程的重要原料，重整副产氢 气是比较廉价的氢气来源。
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二、催化重整技术发展概况
催化重整工艺技术的发展与催化剂发展紧密相
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1967年铂铼重整： 催化剂：铂-铼/氧化铝 反应器：固定床
特点：容炭能力强，稳定性高，在较高的温度 和较低的氢分压下活性良好，提高了汽油的辛烷值， 汽油、芳烃和氢气的产率高。
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近年来发展连续重整： 催化剂：铂－锡催化剂 反应器：移动床连续再生式 特点：催化剂连续再生；反应条件苛刻：低 反应压力、低氢油比和高反应温度；重整生成油 的辛烷值高（RON=100），液体和氢气产率高； 投资也高30％。
反应类型 环烷脱氢
C6
C7
100
120
异构化
10
13
烷烃加氢裂化
3
4
烷烃脱氢环化
1
4
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速度比较 最快 快 慢 最慢
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二、影响重整反应的重要操作因素
催化剂性能、反应温度、反应压力、氢油比、空 速等。

?脱除的方法有 汽提法和蒸馏脱水法 。以蒸馏脱水 法较为常用。
原料预处理工艺流程图
? 汽提塔一般在0.8~0.9MPa压力下操作，塔顶温度85~95℃，塔底温 度185~190℃，塔顶物料经冷凝器冷却后进入回流罐，冷凝液体从回 流罐抽出打回塔顶作回流，含H2S的气体从回流罐分出送入燃料气管 网。水从回流罐底部分水斗排出。
含量高的原料不仅在重整时可以得到较高的芳烃产率 和氢气产率，而且可以采用较大的空速，催化剂积炭 少，运行周期较长。
? 芳烃转化率（重整转化率）：重油生成油中的实际芳 烃含量/原料的芳烃潜含量；
? 芳烃潜含量：原料中C6~C9的环烷烃全转化为芳烃时 所能生产的芳烃量。
3. 杂质含量
? 重整原料中的少量杂质如砷、铅、铜、硫、氮等会使 催化剂丧失活性，原料中的水和氯含量不恰当也会使 催化剂失活或减活。
(1)固定床半再生式重整工艺流程
? 固定床半再生式重整的特点是当催化剂运转一定 时期后，活性下降而不能继续使用时，需就地停 工再生(或换用异地再生好的或新鲜的催化剂 )， 再生后更新开工运转，因此称为半再生式重整过 程。
典型的铂铼重整工艺流程 以生产芳烃为目的的铂铼双金属半再生式重
整工艺原理流程如图所示。
催化重整工艺原理
? 根据催化重整的基本原理，一套完整 的重整工业装置大都包括原料预处理 和催化重整两部分。
? 以生产芳烃为目的的重整装置还包括 芳烃抽提和芳烃精馏两部分。
原料预处理 以高辛烷值汽油为主
重整反应
重整原料 原料预处理
重整反应系统
重整循环氢
拔头油
副产氢气 燃料气
高辛烷值 汽油组分
? 拔头油：直馏汽油在蒸馏时所得到的沸点低于60`C的轻质馏分. ? 石油炼厂中为了提高直馏汽油中的辛烷值或将其用于催化重整以生产

• 连续重整工艺的主要特征是装置内设有 单独的催化剂连续再生循环回路，使积 炭催化剂连续不断地进行再生，催化剂 始终保持有较高的活性。
• 目前此类型工艺有美国UOP公司的CCR铂 重整工艺和法国IFP的连续重整工艺。
1、UOP公司的CCR Platforming工艺
催化剂依靠重力下移，输送磨损低， 产生粉尘少，占地少，但检修较费时。
1、壳体
又称反应器筒体，壁厚不超过40毫 米，用单层厚钢板卷焊而成。
2、中心管
由管、定距圆钢和外包丝网组成。 内管布满φ6－φ8mm的小孔，外层用不 锈钢丝包扎。国内将外包冲孔板代替外 包丝网，因为外包不锈钢丝网使催化剂 破碎较严重。
３、扇形筒
• 目的：使油 气在反应器 内形成径向 流动；
• 要求：均布 于反应器内 壁圆周为限。
施。
（4）麦格纳重整装置简介
• 采用多个反应器， 催化剂装量按反应 器顺序递增；
• 各反应器入口温度 不同，逐级递升；
• 循环气分两路，一 路从一反进入，另 一路三反或四反进 入。
2、连续再生式重整装置简介
第一、二、 三反应器叠在一 起，催化剂由上 而下通过，然后 至再生器再生， 油气经加热进入 第四反应器。
（4）流化床反应器的内部构件
• 为了提高气-固流化的单程转化率，一般 选用湍动床流化系统；
• 当固体物料的颗粒性质难以改变或一定 时，内部构件的结构十分重要；
• 内部构件分两类：横向构件，纵向构件。
1）横向构件
• 多孔板 最常见；开孔率为10-40%，每隔一
米左右安装一块挡板，床层建立在挡板 上，防止气泡成长，改善停留时间分布； 挡板的夹带量和泄漏量决定床层之间的 固体交换量，有助于建立全床合适的温 度梯度和浓度梯度。其流动特性表现在 气-固相在挡板床层内激烈混合，层间进 行有限交换。