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石油加工-催化重整54页PPT
19.06.2020
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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
连,经历了以下几个阶段:
1940~1949 临氢重整: 催化剂:氧化钼/氧化铝、氧化铬/氧化铝 反应器:固定床、移动床、流化床
特点:催化剂活性不高,汽油的辛烷值不太高,
催化剂失活快,反应周期短、处理能力小、操作费用
1、六员环烷的脱氢反应
2、五员环烷的异构脱氢 3、烷烃的环化脱氢反应 4、异构化反应
反应特征与芳烃生成、 汽油辛烷值的关系
5、加氢裂化反应
6、积炭反应
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1、六员环烷的脱氢反应
CH3 (RON 74.8)
+ 3H2
-209KJ/mol
CH3 + 3H2
(RON 120)
-202KJ/mol
铂重整:3h-1 铂-铼重整:1.5~2h-1
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4、氢油比 使用循环氢的目的:
(1)抑制生焦反应、保护催化剂; (2)热载体作用,减少反应床层的温降,提高 反应器内的平均温度;
(3)稀释和分布原料。 提高氢油比,有利于抑制催化剂积炭,但压缩机 功率消耗增加,降低了转化率。
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选择合适的反应压力,要考虑原料的性质和催 化剂性能。
铂重整:2~3MPa 铂铼重整:1.8MPa 连续再生式重整:0.35~0.8MPa
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3、空速 空速越大,处理能力越大。采用空速大小主要 取决于催化剂的活性水平和原料性质。
环烷基原料,采用较高的空速;烷基原料,采 用较低的空速。
n - C6H12
金属中心
酸中心
CH3 脱氢 脱氢
CH3 异构
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重整催化剂
基本活性组分:铂 脱氢活性中心
助催化剂:铼、锡
酸性担体:含卤 素的γ-氧化铝
本身不起作用,加入后 对活性、选择性、稳定 性有利,不易结焦
裂化、异构化中心, 卤素调节酸性强弱
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2、组分含量 (1)金属组分
n-C8H18 + H2
2 i-C4H10
加氢裂化反应有利于提高辛烷值,但会使液体 产物收率下降,要适当控制。
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6、积炭反应 烃类脱氢 烯烃 聚合环化 积炭
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催化重整相对反应速率
反应类型 环烷脱氢
C6
C7
100
பைடு நூலகம்120
异构化
10
13
烷烃加氢裂化
3
4
烷烃脱氢环化
铂催化剂 含铂量:0.2~0.3% 铂铼催化剂 铼:铂=1~2 (2)卤素 氟氯型催化剂含氟、氯约1%; 全氯型催化剂含氯0.6~1.5%。 (3)氧化铝载体
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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%。
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第二节 催化重整的化学反应
一、催化重整的化学反应类型
n-C6H14 -H2
(RON24.8)
+3H2
-266KJ/mol
(RON100)
烷烃脱氢环化—提高辛烷值显著、速度慢
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4、异构化反应
n-C7H16 (RON0)
i- C7H16 (RON 92)
烷烃异构化反应,虽不能生成芳烃,但能提高辛烷值。
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5、加氢裂化反应
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第三节 重整催化剂
一、重整催化剂的双功能及组成
重整催化剂发展经历了以下阶段: 钼、铬催化剂
贵金属铂催化剂 铂-铼双金属和多金属催化剂
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1、重整催化剂的组成和功能 重整反应中包括两类反应: 脱氢反应和裂化、异构化反应,要求重整催化剂 具有双功能。
脱氢
异构
n - C6H14
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。
大。
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1949 铂重整: 催化剂:铂/氧化铝 反应器:固定床,半再生式流程 特点:活性高、稳定性好、选择性好、液体产物 收率高、运转周期长。
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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。
六员环烷烃脱氢—生成芳烃和提高辛烷值的主要反应
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2、五员环烷的异构脱氢
CH3
CH3 CH3 (RON80.6)
CH3 (RON74.8)
+3H2 -190.5 KJ/mol
CH3 -177.1KJ/mol
(RON 120)
五员环烷烃异构脱氢—反应稍慢
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3、烷烃的环化脱氢反应
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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。
1、反应温度 催化重整的主要反应如环烷烃脱氢、烷烃环化脱 氢是吸热反应,因此采用较高的反应温度有利。
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限制因素: (1)高反应温度使加氢裂化反应加剧、液体产 物收率下降、催化剂积炭加快; (2)催化剂稳定性影响; (3)设备材质和性能。
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反应器入口温度:480~530℃。 采用多个串连反应器,倾向于前面反应器的温 度较低,后面温度较高;反应温度随催化剂活性降 低而逐步提高。
单铂催化剂反应温度较低;铂-铼、铂-锡双 金属催化剂反应温度较高。
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2、反应压力 提高反应压力对脱氢反应不利,对加氢裂化反应有 利。 低压下,可得到较高的汽油产率和芳烃产率,氢气 的产率和纯度也比较高;但低压下催化剂积炭较快,缩 短操作周期。