2025【催化重整的应用分析3000字】.docx
催化重整的应用分析综述
催化重整作为现在加工石油的主要加工手段之一。催化重整把石脑油作为原料，用以生产高辛烷值的汽油、轻芳烃(包括苯、甲苯、二甲苯，简称为BTX),以及副产物氢气[1]。催化重整是指通过将其中的烃类的结构重新组合排列，实质转变为另一种分子结构烃类的过程，其反应的核心是环烷烃脱氢转化为芳烃的反应。工业催化重整装置种类有许多，也分为了不同的类型。根据催化剂分类，催化重整可分为单金属催化剂重整（铂重整）、双金属催化剂重整（铂铼重整和铂锡重整）和多金属催化剂重整；又根据反应器的不同，催化重整可分为固定床重整、移动床重整和流化床重整；根据催化剂再生类型的不同，催化重整可分为循环再生重整、半再生重整和连续再生重整。催化重整过程还有其他不同的分类方法。，还有其他的不同方法来对催化重整过程进行分类。目前，工业应用的催化重整工艺主要是固定床重整工艺和移动床连续再生催化重整工艺,其中固定床工艺又分为固定床半再生式和固定床循环再生式或末反再生式重整工艺，移动床重整工艺又分轴向重叠式和水平并列式重整工艺[2]。
由于近几年，人们对于车用汽油的清洁化程度的要求不断的提高，以及石油化工产业对于BTX需求量的不断增加，催化重整的重要性日益提升，其在石油炼制精致、石油化工工业中也将会发挥越来越大的作用。
1.1催化重整在炼油中的地位
随着全世界范围内，对于高辛烷值汽油组分和石油化工原料芳烃需求的增加，催化重整的加工能力宏观上来看，一直呈现着稳步发展的趋势。
跟据美国《油气杂志》统计，截止2011年，全球共有炼油厂635座。而表1.1列出了世前10位的催化重整加工能力的国家。通过表1.1可以得知，2011年一年中，世界催化重整的总生产能力为0.493Gt/a，其中占第一位的是美国，为0.152Gt/a，占全世界的30.71%，而相比较我国一年的加工能力(不包括台湾省在内)为7.65Mt/a，居第12位。
可见，我国目前的催化重整处理能力还存在诸多不足。目前，我国车用汽油中重整油的比例很低，车用汽油产品的升级换代也有赖于催化重整生产的高辛烷值汽油。因此，我国催化重整工业仍有很大的发展潜力。
2010年CCR重整产能占重整总产能的47%。2001—2010年,CCR重整能力的年均增长率(CAGR)为4.5%,尤其是发展中国家和地区。同期,固定床重整能力的年均增长率(CAGR)为负值,即-4.5%[3]。
催化重整的重要性也可以从其产物的重要性中体现出来。催化重整所生产的高辛烷值的汽油，在欧美等发达国家的汽油用量中已达到33.3%，同样，催化重整生产的汽油也占到了我国所消耗汽油的约15%，并且未来还有相当大的提升空间；催化重组所生产的芳烃是化工中化纤、塑料和橡胶的重要原料，而且从产量上而言，通过催化重整生产的芳烃，占总芳烃产量的70%以上；催化重整所产生的氢气同样也是较为廉价的氢气来源，是轻油制造氢气成本的一半，是部分氧化制造氢气成本的四分之一，催化重整所生产的氢气占炼化企业氢气需求量的50%以上，并且根据能源危机和全球变暖等引发的问题来看，氢气有极强的开发使用的潜力。
催化重整研究主要包括开发性能优良、长久持续的催化剂，设计适合反应的反应器以及操作模块与方式。而在对催化重整操作工艺条件进行优化这一方面，目前成熟的方法是构建催化重整反应动力学模型[4]。
1.2催化重整动力学模型模拟
在催化重整相关的许许多多的研究工作之中，对于催化重整的模拟研究，以及软件开发一直是重要的一环。通过化工软件，不仅可以对于催化重整过程进行模拟，优化操作条件，还可以预测产品的质量，监控催化重整装置的运行状况[5]。催化重整的模拟不仅是有利于分析其反应机理及原料组成对于反应过程的影响，同时，还可以探究反应中不同的操作参数对催化重整生产装置最终的转化率、产物分布及产物质量的影响，通过以上的数据来改良优化催化重整的操作条件和设计方案。催化重整装置模拟技术是化工技术、计算机信息技术以及应用数学的共同成果，它随着相关技术的发展而不断发展[6]。
表1.12011年世界催化重整加工能力前10位排序
序号
国家和地区
炼油厂数
蒸馏能力/(Mt/a)
催化重整能力/(Mt/a)
催化重整能力占据原油加工能力%
催化重整能力占世界催化重整能力%
1
美国
125
889.39
150.17
16.88
30.45
2
日本
30
236.49
35.66
15.08
7.23
3
俄罗斯
40
271.55
32.07
11.81
6.50
4
德国
15
120.86
17.46
14.45
3.54
5
加拿大
17
95.92
15.26
15.91
3.09
6
韩国
6
137.98
14.71
10.66
2.98
7