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董松祥至尊木蟲(chóng) (著名寫手)
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催化重整技術(shù) 已有9人參與
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催化重整：在有催化劑作用的條件下,對(duì)汽油餾分中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程叫催化重整 石油煉制過(guò)程之一，加熱、氫壓和催化劑存在的條件下，使原油蒸餾所得的輕汽油餾分（或石腦油）轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過(guò)程。重整汽油可直接用作汽油的調(diào)合組分，也可經(jīng)芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯。副產(chǎn)的氫氣是石油煉廠加氫裝置（如加氫精制、加氫裂化）用氫的重要來(lái)源。 沿革 20世紀(jì)40年代在德國(guó)建成了以氧化鉬（或氧化鉻）／氧化鋁作催化劑（見(jiàn)金屬氧化物催化劑）的催化重整工業(yè)裝置，因催化劑活性不高，設(shè)備復(fù)雜，現(xiàn)已被淘汰。1949年美國(guó)公布以貴金屬鉑作催化劑的重整新工藝，同年11月在密歇根州建成第一套工業(yè)裝置，其后在原料預(yù)處理、催化劑性能、工藝流程和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等方面不斷有所改進(jìn)。1965年，中國(guó)自行開(kāi)發(fā)的鉑重整裝置在大慶煉油廠投產(chǎn)。1969年，鉑錸雙金屬催化劑用于催化重整，提高了重整反應(yīng)的深度，增加了汽油、芳烴和氫氣等的產(chǎn)率，使催化重整技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平。 化學(xué)反應(yīng) 包括以下四種主要反應(yīng)：①環(huán)烷烴脫氫；②烷烴脫氫環(huán)化；③異構(gòu)化；④加氫裂化。反應(yīng)①、②生成芳烴，同時(shí)產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)是吸熱的；反應(yīng)③將烴分子結(jié)構(gòu)重排，為一放熱反應(yīng)（熱效應(yīng)不大）；反應(yīng)④使大分子烷烴斷裂成較輕的烷烴和低分子氣體，會(huì)減少液體收率，并消耗氫,反應(yīng)是放熱的。除以上反應(yīng)外,還有烯烴的飽和及生焦等反應(yīng)，各類反應(yīng)進(jìn)行的程度取決于操作條件、原料性質(zhì)以及所用催化劑的類型。 催化劑 近代催化重整催化劑的金屬組分主要是鉑，酸性組分為鹵素（氟或氯），載體為氧化鋁。其中鉑構(gòu)成脫氫活性中心，促進(jìn)脫氫反應(yīng)；而酸性組分提供酸性中心，促進(jìn)裂化、異構(gòu)化等反應(yīng)。改變催化劑中的酸性組分及其含量可以調(diào)節(jié)其酸性功能。為了改善催化劑的穩(wěn)定性和活性，自60年代末以來(lái)出現(xiàn)了各種雙金屬或多金屬催化劑。這些催化劑中除鉑外，還加入錸、銥或錫等金屬組分作助催化劑，以改進(jìn)催化劑的性能。 過(guò)程條件 原料為石腦油或低質(zhì)量汽油，其中含有烷烴、環(huán)烷烴和芳烴。含較多環(huán)烷烴的原料是良好的重整原料。催化重整用于生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，進(jìn)料為寬餾分，沸點(diǎn)范圍一般為80～180℃；用于生產(chǎn)芳烴時(shí),進(jìn)料為窄餾分,沸點(diǎn)范圍一般為60～165℃。重整原料中的烯烴、水及砷、鉛、銅、硫、氮等雜質(zhì)會(huì)使催化劑中毒而喪失活性，需要在進(jìn)入重整反應(yīng)器之前除去。對(duì)該過(guò)程的影響因素除了原料性質(zhì)和催化劑類型以外，還有溫度、壓力、空速和氫油比。溫度高、壓力低、空速小和低氫油比對(duì)生成芳烴有利，但為了抑制生焦反應(yīng)，需要使這些參數(shù)保持在一定的范圍內(nèi)。此外，為了取得最好的催化活性和催化劑選擇性，有時(shí)在操作中還注入適當(dāng)?shù)穆然镆跃S持催化劑的氯含量穩(wěn)定。 工藝流程 主要包括原料預(yù)處理和重整兩個(gè)工序，在以生產(chǎn)芳烴為目的時(shí),還包括芳烴抽提和精餾裝置。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的原料進(jìn)入重整工段，與循環(huán)氫混合并加熱至490～525℃后,在1～2MPa下進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)器由3～4個(gè)串聯(lián)，其間設(shè)有加熱爐，以補(bǔ)償反應(yīng)所吸收的熱量。離開(kāi)反應(yīng)器的物料進(jìn)入分離器分離出富氫循環(huán)氣（多余部分排出），所得液體由穩(wěn)定塔脫去輕組分后作為重整汽油，是高辛烷值汽油組分（研究法辛烷值90以上），或送往芳烴抽提裝置生產(chǎn)芳烴。 應(yīng)用和發(fā)展 催化重整是提高汽油質(zhì)量和生產(chǎn)石油化工原料的重要手段，是現(xiàn)代石油煉廠和石油化工聯(lián)合企業(yè)中最常見(jiàn)的裝置之一（見(jiàn)彩圖）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1984年全世界催化重整裝置的年處理能力已超過(guò)350Mt,其中大部分用于生產(chǎn)高辛烷值汽油組分。中國(guó)現(xiàn)有裝置則多用于生產(chǎn)芳烴，生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的裝置也正在發(fā)展。 為了解決因強(qiáng)化操作而引起的催化劑結(jié)焦的問(wèn)題，除改進(jìn)催化劑的性能外，在催化劑再生方式上開(kāi)辟了以下三種途徑：①半再生，即經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的運(yùn)轉(zhuǎn)后，把重整裝置停下，催化劑就地進(jìn)行再生。②循環(huán)再生，設(shè)幾個(gè)反應(yīng)器，每一個(gè)反應(yīng)器都可在不影響裝置連續(xù)生產(chǎn)的情況下脫離反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行再生。③連續(xù)再生，催化劑可在反應(yīng)器與再生器之間流動(dòng)，在催化重整正常操作的條件下，一部分催化劑被送入專門的再生器中進(jìn)行再生。再生后的催化劑再返回反應(yīng)器。 |
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