第三节 重整催化剂
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催化重整工业催化剂综述催化重整是一种重要的化学反应过程,可以将石油和天然气等碳氢化合物转化为高价值的烃类化合物。
由于其中涉及到复杂的化学反应,需要使用高效的催化剂才能实现工业化生产。
本文将就催化重整工业催化剂进行综述。
1. 催化重整反应概述催化重整是一种通过加热碳氢化合物,在催化剂的作用下发生氢气的加氢反应和碳氢键的断裂和重组来制造高质量并且高附加值的馏分的化学反应。
通过这种方法可以制造大量的芳烃和烷基芳烃,其中最常见的是苯和二甲苯。
这些化合物通常作为燃料添加剂、溶剂、塑料、香料和药物的原料等多种用途。
2. 催化重整反应机理催化重整反应的机理主要包含两个主要步骤,即加氢反应和碳氢键的断裂和重组。
在加氢反应中,催化剂作为氢气的媒介,在高温高压下使碳氢化合物发生氢气的加氢反应,生成甲烷、乙烷和乙烯等低分子量化合物。
在此基础上,通过碳氢键的断裂和重组,将低分子量化合物转化为高分子量的烃类化合物,完成催化重整反应。
3. 催化重整反应中的催化剂催化重整反应中使用的催化剂主要包括贵金属催化剂、镍基催化剂和铂基催化剂等,其中最常用的是铂碳催化剂。
3.1 铂碳催化剂铂碳催化剂是一种常见的高效催化剂,主要由铂和碳组成。
铂是一种贵重金属,具有高催化活性和选择性,而碳材料具有高比表面积和优异的传导性能,这使得铂碳催化剂在催化重整反应中具有很高的催化效率和稳定性。
3.2 镍基催化剂镍基催化剂是一种廉价且广泛使用的催化剂,通常由镍和载体组成。
镍是一种廉价金属,其在催化重整反应中具有相对较好的催化活性和选择性,因此广泛应用于工业生产中。
3.3 贵金属催化剂贵金属催化剂主要由铂、钯和钌等贵重金属组成,其在催化重整反应中具有高催化活性和选择性。
然而,由于其成本高昂,使用范围受到限制。
4. 催化重整催化剂的改进当前,针对催化重整催化剂的改进主要包括两个方向,即催化剂的开发和工艺条件的优化。
4.1 催化剂的改进为了提高催化重整反应的效率和降低成本,研究人员提出了很多新的催化剂设计方案,包括改进贵金属催化剂的配方、开发新型催化剂,以及利用纳米技术来改善催化剂的性能等。
重整装置前言催化重整装置是炼化企业生产清洁燃料的重要装置,也是企业实现炼化一体化提高经济效益的重要手段。
近年来随着人们对赖以生存的环境的要求,各种环境保护法规、条例日趋严格,运输燃料和全球对芳烃原料需求的增加,又赋予催化重整新的内涵,促进了工艺技术、设备形式、操作方式的发展和进步。
为了适应这一形势,总结生产操作经验,提高职工队伍素质,保持装置操作平稳,在宁夏石化和宁夏炼化重组的大背景下,由科技处组织编写了这套培训教材。
本教材第一章由蒋金宝编写,第二章至第三章由志玉疆编写,第四章、第十一章由徐红艳编写,第五章由王春江编写,第六至第八章、第十章由吴建军编写,第九章由冯祎编写,第十二章由李进编写,第十三章由于忠建编写,第十四章由白立新、王基宁、刘华明、王小斌、魏列民、黄生宏编写,第十五章由张远理、陈卫军、何泽辉、王松桓、蒋永峰、李中鹤编写。
在编写中力求贴近实际并结合新技术、新工艺以提高操作管理者和工程技术管理者对装置的认知能力和驾驭能力。
但限于水平,教材中难免有疏漏,甚至谬误之处,敬请广大读者批评指正。
在教材的编写过程中得到了公司各级领导的高度重视和大力支持,一些兄弟单位提供了大量资料,在此深表感谢。
催化重整装置培训教材目录第一章绪论…………………………………………………………………………第一节催化重整发展史……………………………………………………………第二节催化重整装置的组成………………………………………………………第三节催化重整装置在炼油工业中的地位和作用………………………………第二章催化重整工艺原理…………………………………………………………第一节重整烃类化学原理…………………………………………………………第二节催化剂化学…………………………………………………………………第三章工艺变量……………………………………………………………………第一节独立变量……………………………………………………………………第二节非独立变量…………………………………………………………………第三节催化剂中毒…………………………………………………………………第四章重整原料的预处理…………………………………………………………第一节重整装置对原料的要求……………………………………………………第二节重整原料的预分馏…………………………………………………………第三节重整原料的预脱砷 (106)第四节重整原料的预加氢 (110)第五节重整原料中水的脱除 (122)第六节预加氢系统的开工、停工与催化剂再生 (124)第五章重整反应过程 (136)第一节重整反应系统的工艺流程和主要设备 (136)第二节重整反应器催化剂的装填 (139)第三节重整反应系统的开工 (141)第四节重整反应系统的正常操作 (149)第五节重整反应系统的故障分析与安全停工 (156)第六节重整反应产物的分离过程…………………………………………………第六章重整催化剂的再生过程 (165)第一节固定床式重整催化剂再生 (165)第二节移动床轴向重叠式重整催化剂连续再生…………………………………第三节平行并列式重整装置催化剂连续再生……………………………………第七章重整反应产物芳烃的抽提过程 (170)第一节芳烃溶剂抽提的基本原理…………………………………………………第二节芳烃抽提过程的常用溶剂 (170)第三节芳烃抽提的主要工艺方法及设备 (176)第四节芳烃抽提系统的开、停工过程 (183)第五节芳烃抽提系统的故障分析与处理方法 (188)第八章芳烃的精制和分离过程……………………………………………………第一节芳烃的白土精制过程………………………………………………………第二节芳烃的精馏过程 (191)第三节间、对二甲苯的吸附分离过程 (193)第四节芳烃分离系统的开停工及故障分析 (194)第九章主要机械设备 (196)第一节氢压机 (196)第二节重整反应器 (208)第三节加热炉 (219)第十章催化重整装置正常开停工…………………………………第十一章催化重整装置的节能降耗 (229)第十二章安全与环保 (238)第十三章 15万吨/年催化重整装置第十四章自动控制与仪表…………………………………………………第十五章储运系统……………………………………………………………………第十六章公用工程………………………………第一章绪论催化重整是石油炼制主要过程之一。
催化重整催化剂的组成一、酸性组分酸性组分是催化重整催化剂的主要组成部分,其作用是提供反应所需的酸性环境。
酸性组分通常是以卤素或氯化物(如氯化铝)的形式添加到催化剂中,这些组分在催化剂制备过程中与其它成分相互作用,形成具有特定酸性的催化活性中心。
二、氧化铝载体氧化铝载体是催化重整催化剂的重要组分,其主要作用是为金属组分提供支撑和分散的介质。
氧化铝载体通常是以γ-Al2O3的形式存在,其具有高比表面积和良好的热稳定性,能够为金属组分提供良好的分散性和稳定性。
三、金属组分金属组分是催化重整催化剂中最为关键的组成部分,主要包含Pt、Pd、Re等贵金属以及Mn、Fe、Co等过渡金属。
这些金属组分在催化剂中起到了促进重整反应的作用,能够提高催化剂的活性和选择性。
金属组分的含量和分散度对催化剂的性能具有重要影响。
四、酸性调节剂酸性调节剂的作用是调节催化剂的酸性,以适应不同的重整反应条件。
常用的酸性调节剂包括氟化物、氯化物等,它们能够与催化剂中的其它成分相互作用,改变其酸性和反应活性。
五、抑制剂抑制剂的主要作用是控制催化剂的活性和选择性,防止副反应的发生。
常见的抑制剂包括溴化物、氯化物等,它们可以在重整反应过程中抑制某些不利的副反应,提高产品的质量和产率。
六、助剂助剂的主要作用是改善催化剂的性能和稳定性,常见的助剂包括碱金属、碱土金属、稀土元素等。
它们可以在催化剂制备过程中起到促进晶型转变、提高热稳定性等作用,从而提高催化剂的活性和寿命。
七、粘合剂粘合剂的主要作用是将催化剂的各组分粘合在一起,形成具有良好机械强度的整体。
粘合剂应与催化剂的其它组分具有良好的相容性,同时也要保证催化剂的活性。
常用的粘合剂包括硅藻土、氧化铝等。
八、载体涂层为了进一步提高催化剂的性能,有时会在氧化铝载体上涂覆一层或多层活性物质或涂层。
这些涂层可以是氧化物、卤化物、硫化物等,其主要作用是改善催化剂的表面性质和活性位点分布,从而提高催化剂的活性和选择性。
催化重整催化剂的发展简史和重整催化剂使用性能内容一、重整催化剂发展简史二、重整催化剂的使用性能三、重整催化剂的制备四、废重整催化剂的贵金属回收一、重整催化剂发展简史1、1911年泽林斯基用钯黑催化剂环己烷脱氢生成苯2、1933年拉瑟尔发现氧化铬/氧化铝环己烷脱氢3、临氢重整(1940~1949年)MoO3/Al2O3或Cr2O3/Al2O3。
固定床循环再生或流化床。
反应温度510~538℃压力 1.05MPa一、重整催化剂发展简史4、铂重整(1949~1967年)UOP公司V.汉塞尔等固定床反应压力2.5~3.5 MPa。
Pt-Cl/Al2O3Pt含量>0.75%。
发展趋势:Pt含量↘;反应压力↘一、重整催化剂发展简史5、 Pt-Re/Al2O3(1967年至今)1967年Chevron公司;反应压力1.3~2.5 MPa;Pt含量0.15~0.50%。
⑴、 等铼铂比。
⑵、 高铼铂比,Re/Pt=2.0。
⑶、 超高铼铂比,Re/Pt>2.0。
发展趋势:①Pt↘②Re/Pt↗③稳定性↗④反应压力↘。
一、重整催化剂发展简史6、Pt-Sn/ Al2O3⑴、 改进选择性;⑵、 改进再生性能;⑶、 适用于连续重整(CCR)工艺。
一、重整催化剂发展简史①、高温510~540℃;②、低压0.88~0.35MPa;③、频繁再生第一代 0.88 MPa 7~8天再生一次;第二代 0.35 MPa 3~4天再生一次。
一、重整催化剂发展简史7、 Pt-Ir/ Al2O3(埃索公司KX-130)没有得到发展的原因:⑴、 选择性差;⑵、 再生性能差;⑶、 Ir稀贵而缺少,催化剂费用高,3752,1977。
RG-451,辽化8、Pt-X/ Al2O3Pt-Ge/ Al2O3,R-20。
一、重整催化剂发展简史9、催化剂载体发展概况⑴、 η- Al2O3,1226、CB-3、3741、3752等。
⑵、 γ-Al2O3酸性适中、强度好、孔分布适中。