化工工艺学第二章化工原料及其初步加工

化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2024/3/28化工工艺学第二章化工原料及其初步加工第二章化工原料及其初步加工2.1化学矿物2.2天然气2.3石油2.4煤炭2.5生物质化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.1化学矿物化学矿物是化肥工业、化工、冶金及其他相关工业的原料，是除石油、天然气和煤外的一类重要矿物资源。2.1.1磷矿2.1.2硫铁矿2.1.3硼矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.1.1磷矿磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。磷矿是生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和磷酸盐的原料。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.1.1磷矿1.资源特点磷矿按其成因不同，可分为磷灰石、磷块岩和岛磷矿，其中有工业价值的是磷灰石和磷块岩。（1）磷灰石：是指磷以晶质磷灰石形式出现在岩浆岩和变质岩中的磷矿石。主要化学成分是磷酸钙，其中还有氟、氯等元素。分子式：[Ca5(OP4)3(F,Cl,OH)]（2）磷块岩：是指由外生作用形成、由隐晶质或显微隐晶质磷灰石及其他脉石矿物组成的堆积体。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.分布情况自然界中已知的含磷矿物大约有120多种，分布广泛。世界上磷矿资源较丰富的国家有摩洛哥、南非、美国、前苏联及中国。我国磷矿主要分布在西南和中南地区。虽然只能过过磷矿储量为世界第四位，但高品位矿储量较少。2.1.1磷矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3.加工概况85%以上的磷矿用于制造磷肥。根据生产方法，磷肥主要分为湿法磷肥（酸法磷肥）和热法磷肥两类。（1）湿法磷肥（酸法磷肥）

原理：用无机酸的化学能分解磷矿制成磷肥。无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸和磷酸，其中主要是硫酸。①硫酸分解磷矿可直接制得普通过磷酸钙。②硝酸分解磷矿可制得硝酸磷肥。③盐酸分解磷矿可得沉淀磷酸钙或磷酸。④磷酸分解磷矿可制得磷酸一钙。2.1.1磷矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（2）热法磷肥

原理：将磷矿石与配料混合，进行高温加工所得可被作物吸收的磷酸盐或含磷的玻璃体物质，统称为热法磷肥。主要品种有：钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙。2.1.1磷矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.1.2硫铁矿又称黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿，主要用于制造硫酸。1.资源特点硫铁矿最常见的晶体是六方体、八面体及五角十二面体。2.分布情况我国硫铁矿主要集中在广东、内蒙、安徽和四川等地，其储量占全国总储量的85%。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3.加工概况以硫铁矿为原料制取硫酸，其矿渣可用来炼铁、炼钢。若炉渣含硫较高，含铁量不高时，可以用作水泥的附属原料——混合料。2.1.2硫铁矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.1.3硼矿硼是一种典型的非金属元素。硼在自然界中以化合物形式存在，但在地壳中分散状态的硼却分布广泛。1.资源特点世界上含硼矿物很多，根据含硼矿物的化学组成，可将其分为三类：①硼硅酸盐矿物：主要是硅钙硼石和赛黄晶。②硼铝硅酸盐矿物：主要有电气石和斧石③硼酸盐矿物：硼工业原料的主要来源。这类矿物有100多种，但作为工业硼资源开发利用的仅有10余种，如天然硼砂、遂安石、硼镁石、硬硼钙石、天然硼酸、纳硼解石、柱硼镁石。这两类硼矿物中，除了硅钙硼石尚具工业价值外，其他或是难以加工，或因大量聚集成工业矿床而意义不大。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.分布情况目前，主要硼矿床仅在少数几个国家和地区分布，大部分集中在美国和土耳其，其产量约占世界产量的90%。我国可以利用的硼酸盐型硼矿资源主要是辽东地区的镁硼酸盐型硼矿（俗称白硼）和青藏高原的盐湖卤水硼砂矿，其次在湖南长宁地区有少量矽卡岩型硼矿产出。2.1.3硼矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3.加工概况（1）由硼镁矿制硼砂（又称硼酸钠、月石粉）的工艺A碳碱法工艺：将预处理的硼镁矿粉与碳酸钠溶液混合加温，通二氧化碳升压后反应制取。B碱法工艺：又分为常压碱解法和加压碱解法。是用NaOH溶液加热分解硼镁矿粉制取，亦可由天然硼砂直接制取。由于碱法工艺不适宜加工品位低的矿粉，且工艺流程长，设备多，现已逐步被碳碱法取代。2.1.3硼矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（2）由硼镁矿制硼酸工艺A盐酸法：先用盐酸分解硼镁矿，再利用氯化镁使硼酸有效地萃取入溶剂，经水反萃取得硼酸。萃取余液中含有氯化镁，经除去少量的钙、脱水、煅烧，可制得氧化镁和盐酸，盐酸再用于矿石分解，氧化镁可作为耐火材料。MgO•B2O3+2HCl+2H2O=2H3B2O3+MgCl2B硫酸中和法：以硼镁矿为原料，采用碳碱法制取硼砂，再由硼砂生产硼酸。Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO42.1.3硼矿化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化学矿产绝大部分为非金属矿物，在化学工业中主要用于制硫酸、磷肥、钾肥、纯碱及其他无机盐化工、精细化工的原料，还可作为其他工业领域（如冶金、轻工、石油、电子、金属陶瓷、医药、水泥、玻璃、饲料及食品等）中的基本原料和配料。因此，其加工利用方法众多，工艺过程繁简不一，比较庞杂。但粗略划分，可分火法工艺和湿法工艺。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.2天然气天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外，一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。2.2.1天然气的定义2.2.2天然气的分类2.2.3天然气的主要用途化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.2.1天然气的定义1、广义的定义天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。2、从能量角度出发的狭义的定义天然气是指蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山和生物生成气中。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.2.2天然气的分类1、根据成因不同，天然气可分为伴生气和非伴生气。（1）伴生气：伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气。（2）非伴生气：包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、根据组成及性质差别，天然气可分为干气和湿气。（1）干气：干气中甲烷含量高于90%，还含有C2-C4的烷烃及少量C5以上重组分，稍加压缩不会有液体析出，所以称为干气。（2）湿气：湿气中除含有甲烷外，还含有15%~20%或以上的C2-C4的烷烃及少量轻汽油，稍加压缩有汽油析出，故称湿气。2.2.2天然气的分类化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.2.3天然气的主要用途天然气中的甲烷等低碳烷烃，燃烧时热值高污染少，因此是一种清洁能源，既可作为工业燃料，也可作为民用燃料，如民用液化石油气等；同时这些低碳烷烃又是石油化工的重要原料。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工一、天然气发电利用天然气燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能。

优点：可缓解能源紧缺，降低燃煤发电比。例，减少环境污染。二、天然气作为城市燃气随着人民生活水平的提高及环境保护意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。三、天然气作为汽车用油以压缩天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。2.2.3天然气的主要用途化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、天然气化学工业目前，世界上约有80％的合成氨及尿素、80％的甲醇及甲醇化学品、40％的乙烯（丙烯）及衍生品、60%的乙炔及炔属化学品等都是以天然气为原料生产的。1、天然气制合成氨的原料气2、天然气制合成甲醇等的合成气3、天然气制羰基合成的合成气4、天然气热裂解制有机化工原料2.2.3天然气的主要用途化工工艺学第二章化工原料及其初步加工1、天然气制合成氨的原料气即采用烃类蒸气催化转化工艺将甲烷等低碳烷烃转化为氢气和一氧化碳：再引入空气进行部分燃烧转化，使残余的甲烷浓度降低至0.3%左右，同时引入氮气。N2+3H2=2NH3+46.22KJ/mol化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、天然气制合成甲醇等的合成气合成气除用于合成氨外，已广泛用于合成甲醇、费托法合成液体燃料、羰基合成法生产脂肪醛和醇等，现已发展成为碳一化学的重要原料。碳一化学：是以一个碳原子的化合物为原料来合成各种基本有机化工产品的化学体系。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（1）合成甲醇的原料早期：以煤和焦炭为原料20世纪50年代以后：以天然气为主要原料（2）合成气制甲醇的主要反应CO+2H2=CH3OH+91KJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+49KJ/mol2、天然气制合成甲醇等的合成气化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、天然气制合成甲醇等的合成气①催化剂化工工艺学第二章化工原料及其初步加工②甲醇催化反应合成与氨的催化反应合成相似之处N2+3H2=2NH3+46.22KJ/molCO+2H2=CH3OH+91KJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+49KJ/molA均为可逆放热体积缩小的反应。B反应一次转化率不高。C系统中有惰气累计。2、天然气制合成甲醇等的合成气化工工艺学第二章化工原料及其初步加工③针对以上几点，可采取的措施A加压循环合成气B冷却分离甲醇C少量施放部分循环气体D合成塔内换热2、天然气制合成甲醇等的合成气化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3、天然气制羰基合成的合成气（1）羰基合成是指不饱和化合物与一氧化碳和氢发生催化加成反应生成各种结构的醛，醛经催化加氢制各种脂肪醇的合成过程。催化剂：钴或铑的羰基络合物反应式：氢甲酰化反应（醛化反应）从氢甲酰化反应方程式可知：消耗的氢和CO的摩尔数是相等的。但实际上，由于反应过程中会发生加氢生成醇等副反应，所以，实际氢的消耗要比CO多10%~20%。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3、天然气制羰基合成的合成气（2）天然气制羰基合成的合成气①天然气部分氧化法②天然气CO2转化法③天然气水蒸气转化法化工工艺学第二章化工原料及其初步加工4、天然气热裂解制有机化工原料天然气中的低碳烷烃经热裂解可制得乙炔、乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等基本有机化工原料。例如：以天然气为原料制低碳烯烃的优缺点：①工艺简单，收率高。②来源有限，不能满足工业生产。目前，主要以液态烃为裂解原料。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.3石油石油是指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的状态。原油是指石油的基本类型，储存在地下岩层内，在常压下呈液态。天然气也是石油的主要类型，处于地下储存条件时溶解在原油内，在常温常压下呈气态。天然焦油是天然气沉积的产物，呈半固态或固态。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.3.1原油常减压蒸馏一、原油的性质与组成、分类1、原油的性质（1）颜色：原油的色泽按产地和成分不同，一般有褐色、黄褐色、深棕色和黑色。通常颜色越深则比重越大，同时含低沸点成分就越少，反之亦然。原油中纯粹烃类为无色物质，原油的颜色是石油中含有其他物质所形成的。（2）相对密度：一般在0.75~0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度介于0.9~1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工一、原油的性质与组成、分类（3）粘度：原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦力。原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。

温度升高，原油粘度降低；压力增高，粘度增大；溶解气量增加，粘度降低；轻质油分增加，粘度降低。（4）凝固点：原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在-50~35℃之间。凝固点的高低与石油中的组成含量有关，轻组分含量高，凝固点低；重组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（5）溶解性：原油很难溶于水，但能溶于有机溶剂（如苯、乙醇、四氯化碳等）。（6）含蜡量：是指常温常压下，原油中所含石蜡的百分比。石蜡是一种白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，熔点为37~76℃。石蜡在地下以胶体状溶于石油中，当压力或温度降低时，可从石油中析出。一、原油的性质与组成、分类化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（7）含硫量：是指原油中所含硫（硫化物或单质硫）的百分数。原油中含硫量较小，一般小于1%，但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用。（8）含胶量：是指原油中所含胶质的百分数。原油中含胶量一般在5%~20%之间。胶质是指原油中分子量较大（300~1000）的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，呈半固态分散状溶解于原油中。一、原油的性质与组成、分类化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（9）含盐量：原油从油井采出，其中含有大量的盐分，它们大多为纳、钙、镁等氯化物的混合物。（10）其他：原油中沥青质含量较少，一般小于1%。沥青质是一种高分子量具有多环结构的黑色固体物质，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿等。一般，沥青质含量增加时，原油质量变坏。一、原油的性质与组成、分类化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、原油的组成原油由不同碳氢化合物混合组成，其主要成分是烷烃，此外，原油中还含有硫、氧、氮、磷、钒等元素。C85%87%H11%14%S、N、O1%S:H2S,RSH,RSR,RSSR,COS2.3.1原油常减压蒸馏化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3、原油的分类（1）按组成分类石蜡基原油：含烷烃较多，最易燃烧。环烷基原油：含环烷烃、芳香烃较多。中间基原油：介于二者之间。（2）按硫含量分类超低硫原油低硫原油含硫原油高硫原油（3）按比重分类轻质原油中质原油重质原油2.3.1原油常减压蒸馏化工工艺学第二章化工原料及其初步加工汽油(50-200℃):90#、93#、95#、97#、(70#)

辛烷值----异辛烷(100)+正庚烷(0)航煤(145-230℃):1#、2#、3#、4#.

结晶点等煤油(180-310℃):灯用级、信号灯级、拖拉机级柴油(260-350℃):10、0、-10、-20、-35、-50.凝点润滑油(350-520℃):汽机油、柴机油、机械油、工艺油重油(≧520℃):锅炉级船用级石蜡:45、50、52、……、60.

熔点地蜡:67、75、80.

滴点沥青:道路--,建筑--,橡胶--,油漆--.

针入度二、石油产品及其牌号化工工艺学第二章化工原料及其初步加工从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氯化物）、含水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。1、原油含盐含水的危害（1）水会增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负荷。（2）含盐受热后易水解生成盐酸，腐蚀设备。（3）含盐会在换热器和加热炉管壁上结垢，增加热阻，降低传热效果。（4）影响油品二次加工过程及产品的质量。三、原油的预处理化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、电脱盐脱水原理及流程目前，炼油厂广泛采用的是加破乳剂和高压电场联合作用的脱盐方法，即所谓电脱盐脱水。（1）原理

在破乳剂和高压电场作用下进行破乳化过程，使水凝聚沉降分离。在原油中加破乳剂和水，使油中的水聚集，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。三、原油的预处理化工工艺学第二章化工原料及其初步加工三、原油的预处理（2）流程破乳剂一般为非离子型表面活性剂2070等，用量极少。电压一般为1635kV。典型脱盐脱水工艺流程如图2-1。注意：注水的目的是溶解原油中的结晶盐，同时也可减弱乳化剂的作用，有利于水滴的聚集。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、原油的常减压蒸馏1、工艺流程常压360~370℃；减压380~400℃采用减压操作是为了避免在高温下重组分的分解（裂解）。减压蒸馏的核心设备是减压蒸馏塔和抽真空系统。原油的常减压蒸馏流程如图2-2所示。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工图2-2原油的常减压蒸馏流程化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、汽油汽油的质量指标，最重要的是馏分组分、辛烷值和安定性。（1）馏分组分①10%馏出温度——表示汽油中所含低沸点馏分的多少。②50%馏出温度——表示汽油的平均蒸发性能。③90%馏出温度和终馏点（干点）——这两个温度表示汽油中重馏分含量的多少。四、原油的常减压蒸馏化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（2）安定性汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性。安定性不好的汽油，在储存和输送过程中容易发生氧化反应，生产胶质，使汽油颜色变深，甚至会产生沉淀。四、原油的常减压蒸馏化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（3）辛烷值辛烷值是指汽油在内燃机中燃烧时抗爆性能的量化，与汽油组分有关。认为规定抗爆性极好的异辛烷的辛烷值为100，抗爆性极差的正庚烷的辛烷值为0。两者的混合物则以其中异辛烷的体积分数值为其辛烷值。四、原油的常减压蒸馏化工工艺学第二章化工原料及其初步加工提高汽油辛烷值常采用以下办法：①添加四醋酸铅；有毒——禁用②添加高辛烷值组分如甲基叔丁基醚（MTBE）、异构化油等。

MTBE致癌——不能长久使用

③用催化裂化、催化重整方法得到的芳烃、环烷烃和异构烷烃调整汽油。提倡

相对分子量相近时，各族烃类抗爆性优劣顺序：芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃四、原油的常减压蒸馏化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2.3.2原油的二次加工二次加工是指重质馏分及渣油再进行化学结构上的破坏加工使之生成汽油、煤油、柴油和气体等轻质油品的过程。国内外常用的二次加工方法主要有：一、热裂化二、催化裂化三、加氢裂化四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工一、热裂化热裂化是在加热和加压下进行。1、分类根据所用压力的高低，可分为：①高压热裂化：2.0~7.0MPa，450~550℃②低压热裂化：0.1~0.5MPa，550~770℃化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、热裂化的目的把碳原子数多的高相对分子量烃类裂化为碳原子数少的低相对分子量的烃类，同时伴有脱氢、环化、聚合和缩合等反应。3、热裂化产品热裂化气、热裂化汽油、煤油、柴油和石油焦炭等。一、热裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工4、减粘裂化目的：将重质油轻度裂化，使所得的燃料油粘度和凝固点降低，以改善其质量，同时还可生产作为裂化原料的重油和少量轻油。操作条件：0.4~0.5MPa，400~500℃一、热裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工二、催化裂化1、催化裂化的目的将不能用作轻质燃料的常减压馏分油加工成辛烷值较高的汽油等轻质燃料，即增加汽油产量。2、催化裂化所用催化剂催化裂化是在催化剂存在下于500℃左右温度条件下进行的。

催化剂主要有：无定性硅酸铝、Y型分子筛、ZSM-5型沸石、用稀土改性的Y（或X）型分子筛。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3、反应器固定床、移动床和流化床3种。4、催化裂化工艺流程如图2-3。二、催化裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化工工艺学第二章化工原料及其初步加工三、加氢裂化1、目的在较高压力下，烃分子与氢气在催化剂表面进行裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程。在加氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时发生的脱氢缩合反应，也避免了焦炭的生成。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、催化剂加氢裂化催化剂是具有加氢活性和裂化活性的双功能催化剂。主要有非贵金属（Ni、Mo、W）催化剂和贵金属（Pd、Pt）催化剂两种。这些金属的氧化物与氧化硅-氧化铝或沸石分子筛组成双功能催化剂。其中加氢活性功能由金属或金属氧化物提供，裂化活性功能由氧化硅-氧化铝或沸石分子筛提供。三、加氢裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工3、反应器固定床、沸腾床（流化床）和悬浮床（浆液床）。4、工艺流程固定床有3中工艺流程。（1）一段加氢裂化流程流程中只有一个反应器，上段为加氢精制，下段为加氢裂化。

加氢精制的目的：是脱除原料油中的氧、硫、氮等杂原子化合物和二烯烃，以改善加氢裂化所得油品的质量。催化剂一般具有抗氮能力。常用于由粗汽油生成液化气、由减压蜡油生成航空煤油和柴油的过程。如图2-4所示。三、加氢裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（2）两段加氢裂化流程流程中有两个反应器，分别装有不同性能的催化剂。第一个反应器为加氢精制，第二个反应器为加氢裂化。如图2-5所示。三、加氢裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（3）串联加氢裂化流程取消了两段流程中的脱氨塔，使加氢精制和加氢裂化两个反应器串联起来，省掉了一套换热、加热、加压、减压等分离设备。如图2-6所示。三、加氢裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化工工艺学第二章化工原料及其初步加工5、沸腾床加氢裂化工艺流程（1）沸腾床加氢裂化工艺是借助于流体流速带动一定颗粒粒度的催化剂运动，形成气、液、固三相床层，从而使氢气、原料油和催化剂充分接触而完成加氢裂化反应。（2）该工艺可以处理金属含量和残炭值较高的原料（如减压渣油），并可使中有深度转化。但是该工艺的操作温度较高，一般在400~450℃三、加氢裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工6、悬浮床（浆液床）加氢裂化工艺流程（1）基本流程：以细粉状催化剂和原料预先混合，再与氢气一同进入反应器自下而上流动，并进行加氢裂化，催化剂悬浮于液相中，且随着反应产物一起从反应器顶部流出。（2）悬浮床加氢裂化工艺可以使用非常劣质的原料。三、加氢裂化化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、催化重整重整是将轻质原料油，如直馏汽油、粗汽油等经热或催化剂的作用，使油料中的烃类重新调整结构，生成大量芳烃的工艺过程。目的：提高汽油的辛烷值或制取芳烃。重整可分为热重整和催化重整两种。工业上常用的主要是催化重整。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工1、热重整（1）目的在高压下，使低辛烷值汽油变成高辛烷值汽油。（2）工艺条件不用催化剂，用轻度热裂化方法来调整原料油中烃类的结构。（3）与催化重整相比所得汽油收率低，辛烷值低，稳定性差。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工2、催化重整（铂重整）（1）催化重整技术发展概况大体上经历了三个阶段。①1940年~1949年1940年，美国建成了第一套以氧化钼/氧化铝作催化剂的催化重整装置，以后又使用氧化铬/氧化铝催化剂的工业装置。这类过程亦称为临氢重整过程，可以生产辛烷值达80左右的汽油。

缺点：催化剂活性不高，汽油的辛烷值也不太高，反应积炭使催化剂活性降低较快，反应周期短，处理能力小，操作费用大。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工②1949年~1967年铂重整催化剂1949年，美国环球油公司（UOP）开发出铂重整催化剂，并建成和投产第一套铂重整工业装置。

优点：Pt/Al2O3催化剂的活性高，稳定性好，选择性好，液体产物收率高，反应运转周期长，一般可连续生产半年以上而不需要再生。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工③1967年开始双金属和多金属重整催化剂1967年雪弗隆研究公司宣布发明成功铂铼/氧化铝双金属重整催化剂并投入工业应用，称铼重整过程，国内则多称之为铂铼重整。优点：容炭能力强，有较高的稳定性，可在较高的温度和较低的氢分压下操作而保持良好的活性。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、催化重整（2）催化重整的化学反应类型①六元环烷烃的脱氢反应②五元环烷烃异构化后再脱氢化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、催化重整③烷烃环化后再脱氢④烷烃异构化⑤加氢裂化C2H18+H2→C5H12+C3H8除以上五类反应外，还有烯烃的饱和以及生焦反应等。生焦反应虽然不是主要反应，但是它对催化剂的活性和生产操作却有很大影响。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工以上五类反应中，①②③类反应都生生成芳烃，所以叫“芳构化反应”。反应①②在铂催化剂存在下，进行得非常迅速，是希望发生的反应。芳构化反应伴生大量的氢气。从主要反应是一个强吸热和体积增大的反应来判断，操作应在加热和低压下进行。但低压下易造成结焦，使催化剂很快失活，故催化重整一般在加压下进行。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（3）催化重整原料对过程和产品的影响①原料中环烷烃愈多，芳烃的产率越高。②烷烃愈多，则适用于生产高辛烷值的汽油。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工（4）催化重整工艺流程催化重整装置如图2-7，一般包括以下工序：四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、催化重整①预脱砷和预分馏A预脱砷砷能使催化剂严重中毒，必须严格控制原料砷含量<1×10-8。砷脱除过程：将重整原料油加热至200℃左右，通过含铜脱砷催化剂床层可以脱除大部分砷。所用吸附剂是浸渍有硫酸铜的硅铝小球，吸附在常温下进行。化工工艺学第二章化工原料及其初步加工四、催化重整B预分馏根据重整目的产品的要求，切割具有一定馏程馏分作为重整原料。馏程生产产品60~90℃芳烃90~180℃高辛烷值汽油<60℃除去，同时除去原料油中部分水分化工工艺学第二章化工原料及其初步加工②预加氢

目的：除去原料油中能使催化剂中毒的砷、铅、铜等金属和S、N、O杂化物，使之含量降到允许范围内，同时还使烯烃饱和，以减少催化剂积炭，延长操作周期。预加氢催化剂：一般采用钼酸钴、钼酸镍催化剂，也有用复合W-Ni-Co催化剂。预加氢反应条件：温度320~370℃，压力1.8~2.5MPa，空速2~6h-1。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工③催化重整重整反应是强吸热反应，反应时温度下降，为了维持较高的反应温度，将3个反应器的3座加热炉串联，以维持所需的反应温度。催化剂的分配：各个反应器的催化剂装入量并不相同，期间有一个合适的比例，一般是前面的反应器内装入量较小，后面的反应器的装入量较大。通常按1:2:2装入。催化重整工艺条件：空速2~5h-1，氢油比1200~1500:1（体积比），压力2.05~3.0MPa。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工④后加氢目的：当以生产芳烃为主要目的时，重整生成油还必须经过后加氢以使其中的少量烯烃饱和。后加氢催化剂：钼酸钴、钼酸镍催化剂。工艺条件：320~370℃⑤稳定系统重整反应物经高压分离器进入稳定塔，脱去气态烃及戊烷后，可作芳烃的抽提原料或做高辛烷值汽油的掺和油料。四、催化重整化工工艺学第二章化工原料及其初步加工⑥芳烃抽提用普通的分馏方法无法得到纯度很高的芳烃。工业上常用液相抽提法，即用一种对芳烃、环烷烃、烯烃等具有不同溶解能力的溶剂，将所需要的芳烃抽提出来。常用的溶剂有