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第三节 重整催化剂


铼在重整催化剂中的含量一般在0.2~ 铼在重整催化剂中的含量一般在0.2~0.4% 0.2 随着低压连续重整的发展,出现了铂随着低压连续重整的发展,出现了铂-锡系列重整催 化剂,它的活性和环化选择性好, 化剂,它的活性和环化选择性好,尤其是低压稳定性 非常好,且新鲜剂和再生剂不必预硫化 非常好, 近年来, 近年来,有的重整催化剂还引入了第三种甚至第四种 金属组分, 金属组分,即所谓的多金属重整催化剂
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预硫化: 预硫化:铂铼和某些铂铱金属催化剂在开工初期 表现出强烈的氢解性能和深度脱氢性能 铂锡催化剂不需要预硫化, 铂锡催化剂不需要预硫化,因为锡能起到与硫相 当的抑制作用 预硫化时采用硫醇或二硫化碳(CS2)做硫化剂 , 做硫化剂, 预硫化时采用硫醇或二硫化碳 做硫化剂 用预加氢精制油稀释后经加热进入反应系统
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(2).非永久性毒物 (2).非永久性毒物 ① 硫
Pt + H 2 S ⇔ PtS + H 2
完全脱净原料中的硫也不好, 完全脱净原料中的硫也不好,因为有限制的硫可抑制氢 解反应和深度脱氢反应, 解反应和深度脱氢反应,对铂铼催化剂尤其如此 ② ③ ④ 氮 水 CO和 CO和CO2
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催化重整过程的原料和产品

催化重整发生的主要反应: 六员环烷脱氢反应; 催化重整发生的主要反应 : 六员环烷脱氢反应 ; 五员环 烷的异构脱氢反应; 烷烃的环化脱氢反应 ; 异构化反应 ; 烷的异构脱氢反应 ; 烷烃的环化脱氢反应; 异构化反应; 加氢裂化反应。 还有烯烃的饱和以及生焦反应等。 加氢裂化反应 。 还有烯烃的饱和以及生焦反应等 。 对生 产芳烃和高辛烷值汽油那些反应是有利的 影响重整反应的主要因素: 反应压力、 影响重整反应的主要因素:反应温度 、反应压力、空速 和氢油比
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2.氯化更新 . 氯化更新的作用是补充氯和使铂晶粒重新分散, 氯化更新的作用是补充氯和使铂晶粒重新分散,以便恢 复催化剂的活性 氯化时采用含氯的化合物,工业上一般采用二氯乙烷, 氯化时采用含氯的化合物,工业上一般采用二氯乙烷, 以空气或含氧量高的惰性气体作载体使之通过催化剂进 行氯化 经氯化后的催化剂还要在540℃ 、 空气流中氧化更新 , ℃ 空气流中氧化更新, 经氯化后的催化剂还要在 使铂晶粒的分散度达到要求
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3.干燥 . 干燥工序多在540℃左右进行。碳氢化合物会影 ℃左右进行。 干燥工序多在 响铂晶粒的分散度, 响铂晶粒的分散度 , 采用空气或高含氧量的气 体作循环气可以抑制碳氢化合物的影响, 因此, 体作循环气可以抑制碳氢化合物的影响 , 因此 , 催化剂干燥时的循环气体以采用空气为宜
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氢油比: 总压不变时, 氢油比 : 总压不变时 , 提高氢油比意味着提高 氢分压, 有利于抑制催化剂积炭, 氢分压 , 有利于抑制催化剂积炭 , 但提高氢油 比使循环氢量增大,压缩机消耗功率增加。 比使循环氢量增大,压缩机消耗功率增加。 原料的预处理包括原料的预分馏、 预脱砷、 原料的预处理包括原料的预分馏 、 预脱砷 、 预 加氢三部分, 原料预处理的目的。 加氢三部分 , 原料预处理的目的 。 催化重整的 工艺流程主要包括几部分 重整催化剂由活性组分、 重整催化剂由活性组分 、 助催化剂和酸性载体 组成。 组成。助催化剂的作用 重整催化剂的失活与再生、 重整催化剂的失活与再生、还原和预硫化等
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四、催化剂的还原和硫化
新鲜催化剂中的铂(或铂铼 是以氧化态的形式存在 新鲜催化剂中的铂 或铂铼)是以氧化态的形式存在 或铂铼 在重整反应器装填催化剂后,应先进行还原, 的,在重整反应器装填催化剂后,应先进行还原, 使铂铼的氧化态还原成金属态, 使铂铼的氧化态还原成金属态,还原过程是将催化 剂上的氧化态金属用H 剂上的氧化态金属用 2 还原成具有更高活性的金 属态 还原过程中有水生成, 还原过程中有水生成,应注意控制系统中的含水量
第三节 重整催化剂
Reforming Catalyst
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重整催化剂必须具有两种催化功能。即: 重整催化剂必须具有两种催化功能。 金属催化功能 酸性功能 重整催化剂是由金属组分、 重整催化剂是由金属组分、酸性组分和担体三部 分组成的
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相对活性 1.0 0.7 0.3 0.15 0.1 0.01
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铂具有强烈吸附氢原子的能力, 所以现在用的重整催 铂具有强烈吸附氢原子的能力 , 化剂都是以铂为主要金属组分 重整催化剂中铂的含量在0 重整催化剂中铂的含量在 0.2% ~ 0.3% , 铂含量过高会 使环烷烃开裂和脱烷基趋势加剧, 而铂含量过低则使 使环烷烃开裂和脱烷基趋势加剧 , 其对原料中毒物的抵抗能力变差。 在一定范围内, 其对原料中毒物的抵抗能力变差 。 在一定范围内 , 催 化剂的活性随其含铂量的提高而提高
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2.水、氯含量的变化 . 为了严格控制系统中的氯和水的量, 为了严格控制系统中的氯和水的量, 国内重整装置限制 原料的氯含量和水含量均不得大于5µg/g 原料的氯含量和水含量均不得大于 生产过程中应使催化剂上的氯和氟的含量维持在适宜的 范围之内,可采用注氯、 范围之内 , 可采用注氯、 注水等方法来保证最适宜的催 化剂含氯量, 化剂含氯量,即所谓的水氯平衡方法 工业装置上的注氯通常是用二氯乙烷、 工业装置上的注氯通常是用二氯乙烷 、 三氯乙烷和四氯 乙烷等氯化物;注水通常是用醇类,例如异丙醇等, 乙烷等氯化物 ; 注水通常是用醇类, 例如异丙醇等, 因 为用醇类可以避免腐蚀, 为用醇类可以避免腐蚀,醇的用量按生成的水分子折算
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一、重整催化剂的组成
1.金属组分 . 各种载在氧化铝上的活性组分的相对活性如下: 各种载在氧化铝上的活性组分的相对活性如下: 活性组分 铂(Pt) 铱(Ir) 铑(Ra) 钯(Pd) 氧化钼(MoO3) 氧化钼 氧化铬(CrO3) 氧化铬
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含量,% 含量 0.6 0.6 0.6 0.6 14.5 27.2
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3.担体(氧化铝载体 .担体 氧化铝载体 氧化铝载体) 担体本身不具有催化活性, 担体本身不具有催化活性, 但它具有较大的比表面积和 较好的机械强度,能使活性组分很好的分散在其表面上, 较好的机械强度, 能使活性组分很好的分散在其表面上, 从而更有效的发挥其作用,节省活性组分, 从而更有效的发挥其作用, 节省活性组分, 同时也提高 了催化剂的稳定性和机械强度 重整催化剂的担体, 通常是γ-Al2O3 或 η-Al2O3 , 由于 由于η重整催化剂的担体 , 通常是 Al2O3的水、热稳定性较差,目前重整催化剂几乎都是采 的水、热稳定性较差, 用γ-Al2O3作为担体 已工业化的双金属和多金属催化剂主要有三大系列: 已工业化的双金属和多金属催化剂主要有三大系列: ① 铂铼系列; 铂铱系列; 铂铼系列;②铂铱系列;③铂-Ⅳ族金属系列 Ⅳ
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二、重整催化剂的失活
目前工业上应用的重整催化剂主要有两类: 目前工业上应用的重整催化剂主要有两类 : 即 主要用于固定床重整装置的铂铼催化剂和主要 用于连续重整装置的铂锡催化剂 可从以下三个方面来考虑选择催化剂: 可从以下三个方面来考虑选择催化剂: ①反应性能 ②再生性能 ③其它理化性质
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在卤素使用上通常有氯-氟型和全氯型两种: 在卤素使用上通常有氯-氟型和全氯型两种: 氟在催化剂上较稳定, 操作时不易被水带走, 故 Cl-F型 氟在催化剂上较稳定 , 操作时不易被水带走 , 型 催化剂酸性功能受原料含水量的影响较小。 一般Cl-F型 催化剂酸性功能受原料含水量的影响较小 。 一般 型 新鲜催化剂含Cl-F约1%(w)。但是氟的加氢裂化性能较强, 约 新鲜催化剂含 。但是氟的加氢裂化性能较强, 使催化剂的选择性变差 另一种全氯型催化剂,氯在催化剂上不稳定, 另一种全氯型催化剂 , 氯在催化剂上不稳定 , 容易被水 带走; 一般新鲜全氯型催化剂含氯0.6~ 带走 ; 一般新鲜全氯型催化剂含氯 ~ 1.5%(w), 实际 , 操作中要求维持含氯量稳定在0.4~ 操作中要求维持含氯量稳定在 ~1.0%(w)
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Байду номын сангаас
三、催化剂的再生
半再生式固定床重整装置的再生时间一般是0.5~ 半再生式固定床重整装置的再生时间一般是 ~ 2a,移动床连续重整装置的再生时间一般是3~7d ,移动床连续重整装置的再生时间一般是 ~ 重整催化剂的再生过程包括烧焦、氯化更新和干 重整催化剂的再生过程包括烧焦 、 燥三个程序。一般来说,经再生后,重整催化剂 燥三个程序。 一般来说, 经再生后, 的活性基本上可以完全恢复
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2.酸性组分 为促进异构化等正碳离子反应, 为促进异构化等正碳离子反应 , 重整催化剂必须具有酸 性中心,这一般用添加卤族元素氯或氟来实现 性中心, 改变卤素含量可调节催化剂酸性功能, 改变卤素含量可调节催化剂酸性功能 , 随卤素含量的增 加 , 催化剂对异构化和加氢裂化的酸性反应的催化作用 也增强 卤素含量太多,催化剂酸性太强, 裂解活性太高, 卤素含量太多 , 催化剂酸性太强 , 裂解活性太高 , 则会 导致液体产物收率下降。 若卤素含量不足, 导致液体产物收率下降 。 若卤素含量不足 , 则五员环烷 烃和烷烃的异构化反应减弱, 烃和烷烃的异构化反应减弱 , 会使芳烃产率和产物的辛 烷值下降
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