第5章 催化重整

2015-4-24 石油加工工程 9
预加氢：脱除原料油中对催化剂有害的杂质，使
杂质含量达到限制要求。同时使烯烃饱和以减少 催化剂的积炭，延长运转周期。
预加氢催化剂一般采用钼酸钴、钼酸镍催化剂，
也有用复合催化剂。
脱水塔进行脱水。重整原料油要求的含水量很低，
一般的汽提塔难以达到要求，故采用蒸馏脱水法。 脱水塔实质上是一个蒸馏塔。塔顶产物是水和少 量轻烃的混合物，经冷凝冷却后在分离器中油水 对原料杂质要求： S:分层，再分别引出。 0.15～0.5 μg/g As: ≤ μg/kg Pb: <10 μg/g
度不同，使芳烃和非芳烃得到分离。
2015-4-24 石油加工工程 13
重整反应产物经过抽提后得到的是苯、甲苯、二
甲苯和重芳烃的混合物，芳烃精馏的目的就是将
它们分离成单体芳烃。
目前我国芳烃精馏的工艺流程有两种类型：一种
是三塔流程，用来生产苯、甲苯、混合二甲苯和 重芳烃；另一种是五塔流程，用来生产苯、甲苯、 邻二甲苯、间对二甲苯、乙基苯和重芳烃。
2015-4-24 石油加工工程 12
以生产芳烃产品为目的时，重整反应产物 —— 脱
戊烷油中一般含芳烃 30 ％～ 60 ％，其余是非芳烃。 这一混合物中，芳烃和非芳烃的沸点相近或有共 沸现象一般用精馏的方法很难将它们分开，通常
采用液-液抽提的方法，先分出混合芳烃，然后进
行芳烃精馏。
芳烃液-液抽提的原理是根据芳烃在溶剂中的溶解
26
石油加工工程
7．烯烃的饱和反应（不是主要反应）
C7H14 + H2
8．积炭反应（不是主要反应）
C7H16
烃类的深度脱氢，生成烯烃和二烯烃，烯烃进一步聚合

第五章原油评价及加工方案流程二四五章节一、单选题1.用原油简易蒸馏装置在常压下蒸馏得250~275℃馏分作为第一关键馏分A、250~275℃B、200~220℃C、250~275℃D、260~280℃答案：C2.残油用没有填料柱的蒸馏瓶在40mmHg残压下蒸馏，切取275～300℃馏分（相当于常压395~425℃）作为第二关键馏分。

A、250~300℃B、200~220℃C、250~275℃D、275~300℃答案：C3.石蜡基原油一般含烷烃量超过50%，其特点是密度较小、含蜡量较高、含硫和胶质较少，是属于地质年代古老的原油。

A、40%B、50%C、60%D、70%答案：B4.大庆原油是典型的石蜡基原油A、石蜡基原油B、石油基原油C、含硫基原油D、环烷基原油答案：A5.环烷基原油中的重质原油含有大量的胶质和沥青质，又称为沥青基原油，孤岛原油就属于这一类原油。

A、石蜡基原油B、石油基原油C、含硫基原油D、环烷基原油答案：D6.原油按密度分类轻质原油：API°>34，ρ20<0.852g/cm3；A、API°>34，ρ20<0.852g/cm3；B、API°=34～20，ρ20=0.852～0.930g/cm3；C、API°=20~10，ρ20=1～5g/cm3；D、API°=20~10，ρ20=3～10g/cm3；答案：A7.原油按密度分类中质原油：API°=34～20，ρ20=0.852～0.930g/cm3；A、API°>34，ρ20<0.852g/cm3；B、API°=34～20，ρ20=0.852～0.930g/cm3；C、API°=20~10，ρ20=1～5g/cm3；D、API°=34～20，ρ20=0.852～0.930g/cm3；答案：D8.原油按密度分类重质原油：API°=20~10，ρ20=0.931～0.998g/cm3；A、API°>34，ρ20<0.852g/cm3；B、API°=34～20，ρ20=0.852～0.930g/cm3；C、API°=20~10，ρ20=0.931～0.998g/cm3；D、API°=34～20，ρ20=0.852～0.930g/cm3；答案：C9.原油按密度分类特稠原油（油砂沥青）：API°<10，ρ20>0.998g/Cm3。

40
以正庚烷为例，它在铂催化剂上的反应历程可表示如下：
在497℃、1.46MPa条件下测得上列5个反应的起始反应速率，
如下表：
41
正庚烷脱氢环化的反应速率 (γ3)很小，比六员环烷烃的脱氢
反应速率 ( γ4)要小得多，两者相差达一个数量级。烷烃分子中的 碳链越长则其脱氢环化反应的速率越大，在相同条件下，正庚烷
虽然第一步反应的△Z1>0(标准等压位)，但是由于△Z2是很大的负值， 所以总的△Z<0，而且计算得的Kp很大。因为第二步反应的平衡转化率很 高，所以环己烷的浓度很低，使第一步反应得以继续进行。
23
综上所述，五员环烷烃的异构脱氢反应与六员环烷烃的脱氢反
应在热力学规律上是很相 似的，即它们都是强吸热反应，在重整
1
4.1.1催化重整的目的
1.提高汽油的辛烷值
在催化重整过程中,发生环烷脱氢、烷烃脱氢环化等生成芳烃
的反应以及烷烃异构化等反应，都会使汽油的辛烷值提高。
2.制造芳烃
2
4.1.2催化重整的发展简史
1940年美国建成了第一套以氧化钼/氧化铝为催化剂的催化重整装
置，以后又使用氧化铬/氧化铝作催化剂的工业装置，反应在高温低压 下进行，该催化剂活性不高、积炭很快，反应进行4～8h后即需再生，
3.芳烃的异构化
在重整条件下，二甲苯能进行异构化反应：
C
+
C H H2 C C H2
+
C
C
+ +
C C
+
C
C - H+
C CH4
C
C C
+
+
C - H2 C
C H2

《化学工艺学》教学大纲课程名称：化学工艺学英文名称：Chemical engineering process课程编号：课程类型: 专业选修课学时/学分：51学时/3学分；理论学时：51学时开设学期：五开设单位：化学化工学院适用专业：应用化学说明一、课程性质与说明1．课程性质专业必修课2．课程说明化学工艺学是研究将各种原料加工成为更有价值的消费品或生产资料的过程，是应用化学专业的一门重要的专业主干课。

它的作用和任务是培养学生在化工工艺过程的理论与实践方面建立较为系统的基础，能较好地应用物理、化学、化工基础知识来分析和解决实际问题，初步掌握化工工艺过程开发的基本思路和技巧，为学生将来从事化工行业打下基础。

本课程根据化学工业的结构特点，以典型化工产品生产工艺为主线，介绍每个典型产品所涉及的化工过程。

共分9章，每一章均根据其特点侧重介绍了有关基础理论和生产方法，如分析和讨论生产工艺中工艺路线、反应原理、影响因素、工艺条件的确定、流程的组织、主要设备的结构特点等内容。

同时，对技术经济指标、能量回收利用、副产物的回收利用及废物处理也有一定的介绍和论述。

二、教学目标1．将已学的专业理论知识和专业基础知识与实际生产相结合，以处理实际生产过程问题；2．使学生了解化学工业的特点、原料资源和主要产品；理解化学工艺的共性知识中化工过程的主要效率指标，催化剂的性能及使用；3．掌握化学反应过程中的物料衡算和能量衡算；4．理解工艺流程的设计，最适宜的操作条件，生产过程所需的各种机械设备的规格、结构，产品的质量控制等内容。

三、学时分配表四、教学教法建议通过课堂讨论、师生交流、习题评讲、答疑、等环节，达到教学大纲规定的要求，较好完成教学任务。

课堂教学应力求学生弄清基本概念，熟练掌握基本内容，引导学生学会分析问题和解决问题的能力。

教学方法上通过实物、挂图、多媒体及课外实验等各种途径加深学生印象，提高教学效果。

五、课程考核及要求1．考核方式：考试（√）2．成绩评定：计分制：百分制（√）成绩构成：总成绩= 平时考核10% + 中期考核30% + 期末考核60%六、参考书目[1] 刘晓勤，吕效平编.《化工工艺学》. 南京：河海大学出版社，2010．[2] 崔英德编.《实用化工工艺学》.北京：化学工业出版社，2002.[3] 廖巧丽，米镇涛编.《化学工艺学》.北京：化学工业出版社，2001.[4] 米镇涛编.《化学工艺学》.北京：化学工业出版社，2001.[5] 陈五平编.《无机化工工艺学》. 北京：化学工业出版社，1996.本文第一章绪论教学目标：1．了解化学工艺学的研究内容，化学工业的概况。

L1=
Q2
h h V L1 ,t2
L L1 ,t1
，kmol/h
塔顶冷回流量为：
L0=
hV L0
,t2
Q1
hL L0
,t0
，kmol/h
图5-26 塔顶部气、液相负荷
39
一般来说，相邻两层塔板的温降是不大的，回流热 的增长也不多，液相回流组成和蒸发潜热的变化不 会很显著。因而可近似地认为Q1≈Q2，t1≈t2。。但t0 明显地低于t1，故<，所以 L1>L0 。
的相互关系（间隙或重叠）来表示。
17
恩氏蒸馏（0～100）间隙＝t0H－t100L 恩氏蒸馏（5～95）间隙＝t5H－t95L 2、分馏精确度与回流比、塔板数的关系 常用经验的方法估计达到分馏精确度所需的回流比
及塔板数。 石油精馏塔的塔板数主要靠经验选用。
3、实沸点切割点和产品收率 切割点：（ t0H＋t100L）/2，实沸点数据 产品收率：由切割点从实沸点蒸馏曲线上查得。
26
1、塔顶气、液相负荷
隔离体系见图5-24
先不考虑塔顶回流，则
h Q入=Fe
h
V F
,t
F
+
Q出=D
h
V D
,
t1
+S
F(1-e)
h
V F
,t
F
hV S ,t1
+MhML
+S ,t M +G
V
S ,tS
hL G ,tG
，kJ/h +W hWL
,tW
，kJ/h
令 Q=Q入Q出，kJ/h
则Q显然是为了达到全塔热平衡必须由塔顶回流取 走的热量，亦即全塔回流热。

29 0.569 51
(2)汽油、轻柴油单程产率、总产率，及轻质油收率
26.4 汽油单程产率＝ 100 %＝33% 80
23
4.3 烃类的催化裂化反应
15.1 轻柴油单程产率＝ 100 %＝18.88% 80
汽油总产率＝ 26.4 100 %＝51.76% 51
轻柴油总产率＝
15.1 100 %＝29.61% 51
V0,V Voil, 20，m 3 /h Vcat，m 3 h 1
式中，Mcat——催化剂的质量藏量，t； Vcat——催化剂的体积藏量，m3。 藏量：在反应器和再生器内经常保持的催化剂的量，对流 化床指分布板（管）以上的催化剂量。 (2)假反应时间 若空速↗，则单位Cat.上通过的原料油↗，原料油分 子停留在Cat.上的时间就↙。

↗Cat.的活性有利于↗反应速度，可↗转化率，从而↗反应
器处理能力。

↗Cat.的活性有利于促进氢转移和异构化反应。 Cat.的活性取决于组成和结构。
29
4.3 烃类的催化裂化反应
2、反应温度
反应温度对反应速度、产品产率分布及产品质量影响 显著。 (1)反应速度常数与温度的变化关系：
d ln K E dT RT 2
柴油
C10－ C20
0－40％
油浆 焦炭
以稠环芳烃为主 缩合产物
5－7％不等 5－10％掺渣油高
13
4.3 烃类的催化裂化反应
H CH3 C CH3 + 思考1：为什么催化裂化产物中少C1、C2，多C3、C4？ H+(Cat.) + CH3 CH CH3
正碳离子分解时不生成＜C3、C4的更小正碳离子。 思考2：为什么催化裂化产物中多异构烃？ 伯、仲正碳离子稳定性差，易转化为叔正碳离子。 思考3：为什么催化裂化产物中多β烯烃（2-烯烃）？

第一章选择：1、合成气的主要成分是A．氢气、一氧化碳B．氢气、甲烷C．氢气、二氧化碳D．甲烷、一氧化碳2、催化剂是蒸汽转化制合成气的技术关键之一，对于烃类转化，最有效的催化剂是A．铜B．铁C．镍D．钴3、在Kellogg天然气蒸汽转化制取合成氨原料气工艺中，原料气的脱硫主要采用钴钼加氢反应和下列哪种脱氢法A．改性ADA法B、氧化锌C．栲胶法D．氨水液相催化法1、干法脱硫中，能把大部分有机硫转化为无机硫的方法是A. 钴-钼加氢法；B .氧化锌法 C 活性炭法；D 氧化铁法2、低温变换催化剂的主要活性成分是A 、CoO B、MgO C 、Fe2O3 D 、Cu3、二乙醇胺（DEA）可用于脱除合成气中H2S和A．NH3 B、CH4 C．CO2 D．Ar4、改良ADA法脱硫剂的主要成分是A．K2CO3 B、Na2CO3 C．NH4OH D．、Na2SO41、合成氨反应是：A.可逆放热反应B. 放热反应C. 可逆吸热反应D. 吸热反应2、氨合成的适宜的条件是A 高温、高压；B 低温、低压；C 高温、低压；D 低温、高压解释概念题1、空间速度1、一氧化碳变换判断题1、通过CO变换可产生更多氢气和降低CO含量。

（）2、合成气干法脱硫中最典型的方法是氧化锌脱硫。

（）3、用碳酸钾水溶液吸收合成气中的CO2是目前应用最广泛的工业脱碳方法。

（）1、用于氨合成的熔铁催化剂，使用前必须升温还原活化。

（）2、氨合成中，氢氮比应略高于3。

（）3、氨合成反应是在高温高压下进行，为了适应该条件，氨合成塔通常由内件和外筒两部分组成，其中内件只承受高温，外筒只承受高压。

（）简答题1、简述合成氨生产的主要工序及其作用2、简述甲烷蒸汽二段转化的目的P353、参考图1.9天然气一水蒸气转化工艺流程示意图，简要回答问题1）1#设备的作用是什么？2）2#设备的作用是什么？3）此工艺为何要设置二段转化？4）为何要向二段转化器中引入经预热至450℃左右的空气？1、简述变换反应为什么存在最适宜反应温度？实际工业生产中常采用什么方式使变换反应温度尽可能接近最适宜反应温度线进行？2、分别从热力学和动力学角度阐述工业生产中氨合成反应的特点。

第5章催化重整知识目标：●了解催化重整生产过程的作用和地位、发展趋势、主要设备结构和特点；●熟悉催化重整生产原料要求和组成、主要反应原理和特点、催化剂的组成和性质、工艺流程和操作影响因素分析；●初步掌握催化重整生产原理和方法。

能力目标：●能根据原料的组成、催化剂的组成和结构、工艺过程、操作条件对重整产品的组成和特点进行分析判断；●能对影响重整生产过程的因素进行分析和判断，进而能对实际生产过程进行操作和控制。

5.1 概述一、催化重整在石油加工中的地位催化重整是以石脑油为原料，在催化剂的作用下，烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。

其主要目的：一是生产高辛烷值汽油组分；二是为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供原料（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX等芳烃）。

除此之外，催化重整过程还生产化工过程所需的溶剂、油品加氢所需高纯度廉价氢气（75%～95%）和民用燃料液化气等副产品。

由于环保和节能要求，世界范围内对汽油总的要求趋势是高辛烷值和清洁。

在发达国家的车用汽油组分中，催化重整汽油约占25％～30％。

我国已在2000年实现了汽油无铅化，汽油辛烷值在90(RON) 以上，汽油中有害物质的控制指标为：烯烃含量≯35％，芳烃含量≯40％，苯含量≯2.5％．硫含量≯0.08％。

而目前我国汽油以催化裂化汽油组分为主，烯烃和硫含量较高。

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作用。

石油是不可再生资源，其最佳应用是达到效益最大化和再循环利用。

石油化工是目前最重要的发展方向，BTX是一级基本化工原料，全世界所需的BTX有一半以上是来自催化重整。

催化重整是石油加工和石油化工的重要工艺之一，受到了广泛重视。

据统计，2004年世界主要国家和地区原油总加工能力为4090Mt／a，其中催化重整处理能力488 Mt／a，约占原油加工能力的13.7％。

二、催化重整发展简介1940年工业上第一次出现了催化重整，使用的是氧化钼一氧化铝(MoO3-AI2O3)催化剂，以重汽油为原料，在480～530℃、1～2 MPa(氢压)的条件下，通过环烷烃脱氢和烷烃环化脱氢生成芳香烃，通过加氢裂化反应生成小分子烷烃等，所得汽油的辛烷值可高达80左右，这一过程也称为临氢重整。

第三组原油蒸馏知识点第五章原油蒸馏过程第⼀节原油及其馏分蒸馏类型（陈承阳）原油的⼀次加⼯：原油常减压蒸馏原油的⼆次加⼯：催化重整、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化原油的三次加⼯：（炼⼚⽓体加⼯）烷基化、异构化、叠合、醚化（甲基叔丁基醚的⽣产）精馏过程的两个前提：1）⽓、液相间的浓度差2）合理的温度梯度实现精馏的必要条件：①精馏塔内必须要有塔板或填料，它是提供⽓液充分接触的场所。

②精馏塔内提供⽓、液相回流，是保证精馏过程传热传质的另⼀必要条件。

回流的作⽤：(⽓相回流液相回流 )①提供塔板上的液相回流，创造汽液两相充分接触的条件，达到传质、传热的⽬的；②取出塔内多余的热量，维持全塔热平衡，利于控制产品质量。

回流⽅式：1）塔顶冷回流：将塔顶蒸汽冷凝冷却为过冷液体，将其中⼀部分在塔顶送回塔内作回流；塔顶热回流：将塔顶蒸汽冷凝为饱和液体，将其中⼀部分在塔顶送回塔内作回流。

2）中段循环回流：①使汽液相负荷沿塔⾼分布均匀，可缩⼩塔径或提⾼处理量；②利于热量的回收利⽤。

第⼆节原油及原油馏分的蒸馏曲线及其换算（林昭康）1、分馏精确度的表⽰⽅法对⼆元系，可⽤产品的纯度（或某组分的浓度）表⽰。

对⽯油精馏，常⽤相邻两馏分的馏分组成或蒸馏曲线的相互关系（间隙或重叠）来表⽰。

2）减压1.33kPa(10mmHg)蒸馏曲线相互换算①恩⽒蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的互换假定恩⽒蒸馏50％点温度=实沸点蒸馏50％点温度；3.常压平衡汽化曲线换算为压⼒下平衡汽化曲线第三节原油蒸馏塔内⽓液负荷分布规律（何天儒，李永辉）塔顶回流量: L t L V t L h h QL 0kmol/h塔顶⽓相负荷： V1=L0+D+S ，kmol/h从第m-1板流⾄第m 板的液相回流量为：⾃第n 板上升的⽓相负荷应为：Vn=D+M+G+S+Ln-1, kmol/h⾃第m 板上升的⽓相负荷为：Vm=D+M+G+S+Lm-1, kmol/h因为 Ln-1Vn与液相回流的变化规律⼀样，以摩尔流量表⽰的⽓相负荷也是沿塔⾼的⾼度⾃下⽽上渐增。

Reduction of nitroarenesus ing hydrazine hydrate over nickel-iron mixed oxide catalyst prepared from a nickel-iron hydrotalcite-like precursor.
腈的还原
OH
O
Pd
Ni, Pt
Rh, Ru OH
苯酚加氢 OH
OH
OH
OH
OH
+ 3 H2 phenol
+ 2 H2
+
+
cyclohex-1-enol cyclohex-2-enol cyclohex-3-enol
O OH
+ 2 H2
+ H2
OH
+ 2 H2O
cyclohexanol
cyclohexanone
Regioselective hydrogenation of p-phenylphenol (p-PP) to p-cyclohexylphenol (p-CP) was performed over 10 wt.% Pd/C catalyst in THF solvent. The selectivity of pCP was up to 92.3% at 413 K under 3.5 MPa with 100% conversion of p-PP. The desired product could be easily separated from the reaction mixture by washing with aqueous NaOH following extraction by toluene.

催化加氢、裂化及重整目录第一章催化加氢 (2)一、加氢处理反应 (2)二、烃类加氢反应 (3)三、加氢处理工艺流程 (8)四、加氢裂化工艺流程 (8)五、影响加氢的因素 (9)第二章催化裂化 (9)一、催化裂化 (10)二、催化裂化的化学反应 (10)三、原料、产品 (12)四、装置类型 (18)第三章催化重整编辑 (19)一、催化重整 (19)二、化学反应 (19)三、催化剂 (19)四、过程条件 (19)五、工艺流程 (20)六、应用和发展 (20)第四章加氢反应器和催化裂化反应器 (21)一、加氢反应器 (21)二、催化裂化反应器 (26)第一章催化加氢一、加氢处理反应1.加氢脱硫反应（HDS）石油馏分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及杂环硫化物，在加氢条件下发生氢解反应，生成烃和H2S，主要反应如：RSH +H2RH+H2SR S R+2H2+H2S(RS)2+3H22RH+2H2SS +4H2R C4H9+H2SRS +2H2+H2S各种硫化物在加氢条件下反应活性因分子大小和结构不同存在差异，其活性大小的顺序为：硫醇＞二硫化物＞硫醚≈四氢噻吩＞噻吩。

噻吩类的杂环硫化物活性最低。

并且随着其分子中的环烷环和芳香环的数目增加，加氢反应活性下降。

2.加氢脱氮反应（HDN）石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺。

在加氢条件下，反应生成烃和NH3主要反应如下：R CH2NH2+H2R CH3+NH3N+5H2C5H12+NH3N+7H2C3H7+NH3NH+4H24H10+NH3加氢脱氮反应包括两种不同类型的反应，即C=N 的加氢和C－N键断裂反应，因此，加氢脱氮反应较脱硫困难。

加氢脱氮反应中存在受热力学平衡影响的情况。

馏分越重，加氢脱氮越困难。

主要因为馏分越重，氮含量越高；另外重馏分氮化物结构也越复杂，空间位阻效应增强，且氮化物中芳香杂环氮化物最多。

3.加氢脱氧反应（HDO ）石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮。

缺点：结构较复杂，设备费用高。 适用: 能适用于热效应大的反应。原料成本高，副 产物价值低以及分离不是十分容易的情况。
加压热水作载热体的反应装置
以加压热水作载热体的固定床反应装置示意图
1-列管上花板；2-反应列管；3-膨胀圈；4-汽水分离器；5-加压热水泵
用有机载热体带走反应热的反应装置：
反应器外设置载热体冷却器，利用载热体移出的反 应热副产中压蒸汽。 1-列管上花板； 2、3-折流板； 4-反应列管；
（1）列管式固定床反应器 这种反应器由多根管径通常为25~50㎜ 的反应管并联构成，但不小于25mm。管数可 能多达万根以上。管内装催化剂，催化剂粒 径应小于管径的8倍，通常固定床用的粒径 约为2～6mm，不小于1.5mm。载热体流经管 间进行加热或冷却。在管间装催化剂的很少
见。
列管式固定床反应器外冷列管式、外 部供热管式二种。
外部供热管式催化床
用于吸热反应，催化剂装 载在管内，管外用热载体，如 烟道气，温度可高达600～ 700℃左右。
列管式固定床反应器：外冷列管式
原料 催化剂
蒸汽 调节阀
补充水
产物
外部供热管式
列管式反应器优点
①传热面积大，传热效果好，易控制催化剂床层 温度，反应速率快，选择性高。 ② 返混小、选择性较高； ③ 只要增加管数，便可有把握地进行放大； ④ 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰 性物料来稀释催化剂
（2）多段固定床绝热反应器
由多个绝热床组成，段间可以进行间接换热，或 直接引入气体反应物（或惰性组分）以控制反应器 内的轴向温度分布。对于可逆放热反应过程，可通 过段间换热形成先高后低的温度序列利于提高转化 率。 多段绝热催化床可以分为间接换热式和冷激式。

系列：①铂铼系列；②铂铱系列；③铂 -Ⅳ族
金属系列
第四节
催化重整工艺流程
原料预处理
●以高辛烷值汽油为主
重整反应
拔头油 重整原料 副产氢气 原料预处理 重整反应系统 燃料气 高辛烷值 汽油组分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ重整循环氢
原料预处理
●以生产芳烃为主 重整反应 芳烃抽提和分离部分
1、 原料预处理部分
原料预处理 钴钼镍 预分馏 预脱砷 预加氢
第二节
催化重整的化学反应
● 六员环烷烃的脱氢反应 ● 五员环烷烃的异构脱氢反应 ● 直链烷烃的异构化反应
● 烷烃的环化脱氢反应
● 烯烃的饱和反应
● 积炭反应
1．六员环的脱氢反应
CH3
M
CH3
+
3 H2
2．五员环烷烃的异构脱氢反应
R A R'
+ 3 H2
CH3
CH3 CH3
+ 3 H2
3．直链烷烃的异构化反应
预分馏：切取合适沸程的重整原料。
生产高辛烷值汽油：干点＜180℃； 生产轻芳烃：干点＜130℃ 预分馏塔，切去＜80℃或＜60℃的轻馏分。
预加氢：脱除原料油中对催化剂有害的杂质，
使杂质含量达到限制要求。同时使烯烃饱和 以减少催化剂的积炭，延长运转周期。
◆预加氢催化剂:
钴-钼、镍-钼、镍-钨催化剂
◆族组成
环烷烃含量高，产品产率和辛烷值高，催化剂积炭
少、失活慢 ◆杂质含量 杂质名称 含量 杂质名称 含量
硫
氮 氯
﹤0.5ppm
﹤0.5ppm ﹤1ppm
水
砷 铅\铜等
﹤5ppm
﹤1ppb ﹤20ppb

第一章绪论1、我国石油能源面临的形势和对策答：形势：我国石油消费不断增长，大大超过了同期原油生产的增长速度，致使石油共需缺口逐年扩大，不得不进口以补充国内资源不足对策：加大国内石油勘探开发力度，加强国际间的合作多渠道进口石油资源和增加石油的战略储备，加强对煤炭资源的利用。

2、简述煤炭液化的发展史答：1913年，德国人Bergius发明煤炭在高温高压下加氢能转化成液体油品；1931年，德国IG公司的煤直接液化厂投入运转，生产能力为产油10万吨/年第二次世界大战期间，德国有12家生产厂，总生产能力423万吨/年；40年代，日本、英国、美国也有试验装置。

1949年，美国矿业局建立了煤炭处理量为50~60 t/d中试装置；1952年，美国矿业局制定了煤炭液化的发展计划，规划建设2座煤直接液化厂联合碳化物公司；从1935年开始就研究煤炭直接液化技术，到五十年代初发展到300 t/d的试验规模，试图生产各种芳香烃类化学品； 1960年，成立了煤炭研究办公室（OCR）一直支持一些公司和研究机构从事以气化、液化为重点的煤炭加工利用的研究。

3、为什么说煤炭液化是我国的战略选择答：中国有丰富的可供液化的煤炭资源；中国石油资源短缺；中国政府非常重视石油资源短缺问题，地方积极性也高；是实现煤炭资源高效洁净利用的有效途径之一，提高了煤炭转换过程中的效率及控制了污染，提供了优质替代燃料，优化终端能源结构，保障能源安全。

第二章煤炭与石油的基本性质和分类1、煤的大分子是如何构成的？答：煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成。

基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，可分为规则部分和不规则部分。

2、什么是煤的族组成？答:在一定条件下，对煤的分子结构没有破坏的情况下，进行分子分离后得到的组成3、煤的溶剂抽提有哪几种？答:普通、特殊、抽提热解、化学抽提氢解和超临界抽提4、什么是煤的容胀？答：高聚物中的高分子键通过一定数量的化学键相交联形成三维空间结构5、发动机燃料有哪几种？答：汽油、柴油、喷气燃料6、对液体燃料有哪些要求？答：蒸发性、燃烧性、安定性、腐蚀性、低温流动性7、原油及其馏分族组成表示中，N、P、O、A 分别表示什么？答：分为链烷烃<P>、环烷烃<N>、烯烃<O>、芳香烃<A>8、什么是催化重整？原料和产物是什么？答：催化重整是指在催化剂作用下，烃类分子的结构发生重排生成所需要的新的化合物的工艺过程。

CH2CH3 H3C CH2 H2C C H2 CH CH2 H3C CH H2C
CH + CH2
CH2 C H2
（4）烷基化 碳正离子可与烯烃或芳烃进行烷基化反应：
CH3
+ (CH3)3CH
+ H2C
C
CH3
+ (CH3)3CCH2CH(CH3)2
C(CH3)3
+ (CH3)3CH
+
C6H6
H
+
H
（5）氢转移 烯烃能接受一个质子酸中心形成碳正离子， 此碳正离子又从“供氢”分子中获得一个阴离 子生成烷烃，“供氢”分子则形成新的碳正离 子，并可继续反应下去：
CH3CH2CH3 + RH + CH3CH2CH3 + R+
（6）缩合 缩合是新的C-C键生成及分子量增加的反应， 叠合也是一种缩合反应。 焦炭生成就是一种缩合反应。单烯烃生成 焦炭的途径是经环化、脱氢生成芳烃，芳烃再 和其他芳烃缩合成焦炭。
床加氢裂化和流化床加氢裂化装置。前者在工业生产中得到较
广泛的应用,出现了许多专利技术；后者因设备昂贵，工业装置较少。

加氢裂化是重油轻质化的有效途径，也是生产清洁燃 料的重要手段，已成为现代炼油和石化工业最重要的重油 深度加工工艺之一。加氢裂化技术具有原料适应性强、产 品方案灵活、液体产品收率高且质量好的特点，但因为加 氢裂化是高压操作，条件较苛刻，需较多的合金钢材，耗 氢较多，投资较高，而没有催化裂化应用普遍。
还有换热器、油泵和抽真空设备等。
（1）蒸馏塔
常压塔的内部结构一般分为塔顶冷凝换热段、
分馏段、中间回流段和进料以下的提馏段。减 压塔多一个或两个洗涤段。 减压塔馏分一般作为催化裂化或加氢裂化的原 料，对相邻侧线馏分分离精度要求不高，故侧 线、中段回流及全塔塔板数少于常压塔。

11
二 基本原理
(一). 原料预处理（预加氢）的基本原理 1. 脱硫反应
RHS
+
H2
RH
+
H2S
CH CH HC S CH
+
4H2
C4H10
+
H2S
12
二 基本原理
(一). 原料预处理（预加氢）的基本原理 一 原料预处理（预加氢）
对于双金属重整催化剂而言,进料中的硫含 对于双金属重整催化剂而言 进料中的硫含 量要<0.5ppm，才能保证重整催化剂具有 量要 ， 良好的选择性和稳定性。 良好的选择性和稳定性。预加氢催化剂的最 佳操作温度为280－340℃，反应温度高于 佳操作温度为 － ℃ 340℃时 340℃时，由于高温而发生裂解反应生成烯 同时在此温度下， 烃，同时在此温度下，烯烃与硫化氢又将发 生反应生成硫醇， 生反应生成硫醇，从而导致生成油质量不合 格。
31
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理 二 （7）歧化 ）
+
CH3
CH3
M
+
CH3 CH3
32
二 基本原理
(二). 催化重整的基本原理 二
（8）结焦 ） 催化剂上焦炭生成是由一组很复杂的 化学反应引起的， 化学反应引起的，其详细机理三 工艺流程
催化重整装置由三部分组成： 催化重整装置由三部分组成：
18
二 基本原理
(一). 原料预处理（预加氢）的基本原理 一 原料预处理（预加氢）
脱卤反应比脱硫反应困难得多。 脱卤反应比脱硫反应困难得多。在相同的 操作条件下，卤化物的脱除率大约仅为90 操作条件下，卤化物的脱除率大约仅为 左右，甚至远远低于此值， ％左右，甚至远远低于此值，因此必须分 析精制石脑油中氯含量， 析精制石脑油中氯含量，以此来调整操作 中的注氯量。 中的注氯量。