第一节__催化重整概述概要
第10章 催化重整
一、催化重整的主要反应
4、异构化反应
n-C7H16 (RON 0) i- C7H16 (RON 93)
2,2-二甲基戊烷
(RON>100)
烷烃异构化反应，虽不能生成芳烃，但能提高辛烷值 烷烃环化脱氢－－显著提高辛烷值，但是反应速度慢， 转化率较低
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一、催化重整的主要反应
5、加氢裂化反应
n-C8H18 + H2 降，需要适当控制 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
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五、重整原料的选择及处理
环烷烃全部转化为芳烃时所有的芳烃量称为潜含量 芳烃潜含量% = 苯潜含量%+甲苯潜含量% +C8芳烃潜含量% 苯潜含量% = C6环烷烃%×78/84 + 苯%（原料中） 甲苯潜含量% = C7环烷烃%×92/98 + 甲苯% C8芳烃潜含量% = C8环烷烃%×106/112 + C8芳烃% 芳烃转化率或重整转化率＝实际芳烃产率/芳烃潜含量
C7H16
3
CH3 + 4H 2
4
二、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、催化裂化汽油，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：60~145 ℃馏分 2、产品
2、五员环烷烃的异构脱氢
① 强吸热反应 ② 化学平衡常数都很大，反应可充分进行 ③ 五员环烷异构脱氢反应可看作由两步反应组成
CH3
二、化学反应的热力学及动力学分析
3、烷烃的环化脱氢反应
① 环烷烃在重整原料中含量有限，使烷烃环化脱氢生成芳 烃有着重要意义 ② 热力学角度：碳原子 ≥6 的烷烃都可以转化为芳烃，而 且都可能得到较高的平衡转化率 都 能得到较高的平衡转化率 ③ 为烷烃更多转化为芳烃，关键是提高烷烃环化脱氢反应 速度和提高催化剂选择性 ④ 烷烃分子量越大，环化脱氢反应速度也越快
催化重整技术讲义
氢解与加氢裂化反应是中等程度的放热反应，其 热效应大约是-50 kJ/mol。由于其平衡常数很大，可 以看成是不可逆反应。在催化重整过程中，此类反应 会导致液体产物收率下降，并消耗较多的氢气，因而 该类反应属于不希望发生的反应。
由于在装置的开工期间，催化剂的活性较高，比 较容易发生氢解与加氢裂化反应。
催化重整的原料： 直馏的汽油馏分，又称为石脑油。 焦化汽油 加氢裂化汽油
加工原料的馏分范围：
生产高辛烷值汽油时，用80～180℃的石脑油。 生产轻芳烃为主时，用60～130℃的石脑油。
催化重整的产物：
高辛烷值汽油，RON达到95以上。 轻芳烃（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX）。 副产物为氢气。
1949美国UOP公司开发出了铂重整催化剂，并 建成了用Pt/Al2O3作催化剂的重整装置，从此 开始了催化重整大力发展的时期。 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，催化剂表面积炭 后经过再生其活性基本可以恢复到新鲜催化剂 的水平。
1967年美国雪弗隆公司发明成功了铂铼/氧化铝双 金属重整催化剂并投入工业应用， 从此开始开始了双金属和多金属重整催化剂 及其相关工艺技术发展的时期，并逐步取代了铂 重整催化剂。其突出优点就是：容炭能力强，稳 定性较高，因而可以在较高的反应温度和较低的 氢分压下操作。 催化剂还能保持良好的活性，汽油的辛烷值 与产率、芳烃与氢气的产率均比较高。
三、烷烃脱氢环化反应
分子中含有6个碳原子以上的直链烷烃都 有可能脱氢环化转化为芳烃，此反应为强吸 热反应，其热效应比六员环烷烃脱氢反应还 要大，约为250 kJ/mol左右。
表10-2-5 C6～C9正构烷烃脱氢环化为芳烃的平衡常数
反应
催化重整讲稿2013-武本成
2.4 氢解及加氢裂化反应及机理
在催化重整过程中，烷烃、环烷烃及带侧链的芳香烃均可 能发生氢解 (Hydrosenolysis) 及加氢裂化 (Hydrocracking) 反应，是重整过程中最常见的副反应。 氢解与加氢裂化的区别在于：氢解反应是被重整催化剂的 金属中心所催化的，而加氢裂化反应则是按正碳离子历程 在双功能催化剂的酸性中心上进行的。 氢解及加氢裂化均是中等程度的放热反应，其热效应约为 -50 kJ/mol。由于其平衡常数很大，所以可视为不可逆反 应。在催化重整过程中，此类反应会导致液体产物收率下 降，并消耗氢气，因而是属于不希望发生的副反应。在催 化重整装置的开工初期，催化剂的活性较高，往往容易发 生氢解及加氢裂化反应。
中国石油大学（北京）化工2011级认识实习
催化重整
武本成
2013年8月
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主要内容 研究背景
一、概述
二、催化重整反应及其影响因素
三、催化重整催化剂 四、催化重整反应器
五、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ烃抽提
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主要内容 研究背景
一、概述
二、催化重整反应及其影响因素
三、催化重整催化剂 四、催化重整反应器
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2.5 积炭反应
在催化重整反应过程中，烃类深度脱氢会生成烯烃、二烯 烃及稠环芳烃，它们会牢固地吸附于催化剂表面，进一步 脱氢缩合为焦炭，使催化剂失活。 丙基苯、五员环烷烃是一类很容易生成积炭的物质，一般 认为环戊烷及其脱氢产物环戊烯、环戊二烯是重要的积炭 前驱体。
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综上所述，六员环烷烃的脱氢是催化重整中最基本的反应， 其平衡常数最大，反应速率最高；五员环烷烃异构成六员 环烷烃的平衡常数虽然很小，反应速率也较小，但由于六 员环烷烃一旦形成便很容易脱氢为芳烃，所以仍可达到相 当高的转化率；烷烃脱氢环化反应的平衡常数虽然很大， 但其反应速率很小，因此其实际转化率并不太高。 就反应的热效应而言，六员环烷烃脱氢及烷烃脱氢环化均 为强吸热反应，异构化是轻度的放热反应，加氢裂化是中 等程度放热反应。总体来讲，催化重整是一强吸热过程。
催化重整 (2)
催化重整一、引言催化重整是一种重要的化学反应过程，在石油化工工业中被广泛应用。
重整反应通过改变碳氢化合物的结构，提高烷烃类化合物的辛烷值，从而增加其燃料的抗爆性能和热值。
本文将详细介绍催化重整的原理、机理以及工艺条件等相关内容。
二、催化重整的定义和原理催化重整是指将低辛烷值的烷烃类化合物通过催化剂的作用，转化为高辛烷值的芳烃类化合物的反应过程。
催化重整的原理主要涉及以下几个方面：1.催化剂：催化重整反应中常使用的催化剂主要包括铂、铑、钼等负载在陶瓷或金属载体上的金属催化剂。
这些催化剂具有良好的热稳定性和活性，能够在高温和高压的条件下，提供催化活性位点，促进重整反应的发生。
2.反应物：催化重整反应中的反应物一般为低辛烷值的烷烃类化合物，如石脑油、蜡油等。
这些烷烃类化合物中的直链烷烃和环烷烃可以在催化剂的作用下发生裂解和重排，生成较高辛烷值的芳烃类化合物。
3.反应机理：催化重整反应主要涉及两个基本过程，即裂解和重排过程。
裂解过程是指烷烃类化合物中的碳碳键被断裂，产生碳氢碳烯烃。
重排过程是指碳氢碳烯烃在催化剂的作用下进行分子内重排，产生较高辛烷值的芳烃类化合物。
三、催化重整的工艺条件催化重整反应的工艺条件对于反应的效果和催化剂的寿命非常重要。
以下是常用的催化重整反应的工艺条件：1.温度：催化重整反应的温度一般在450-550摄氏度之间。
温度过低会导致反应速率较慢，而温度过高则容易引起副反应和催化剂的失活。
2.压力：催化重整反应的压力一般在1-10兆帕之间。
适度的反应压力对于提高产率和选择性有一定的影响。
3.空速：催化重整反应的空速一般在1-4小时-1之间。
空速过高会导致反应物停留时间过短，而空速过低则会增加反应时间和催化剂的用量。
4.催化剂的选择：不同的催化剂对催化重整反应有不同的催化活性和选择性。
根据不同的反应物和要求，选择适合的催化剂非常重要。
5.反应物的预处理：在催化重整反应前，需要对反应物进行预处理，通过脱硫、脱氮等步骤去除杂质，以提高反应的效果和催化剂的寿命。
第一节催化重整概述
预加氢催化剂一般采用钼酸钴、钼酸镍催化剂，
也有用复合催化剂。
脱水塔进行脱水。重整原料油要求的含水量很低，
一般的汽提塔难以达到要求，故采用蒸馏脱水法。 脱水塔实质上是一个蒸馏塔。塔顶产物是水和少 量轻烃的混合物，经冷凝冷却后在分离器中油水 分层，再分别引出。
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炼油工艺学石油炼制工程
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催化重整的原料主要是直馏汽油馏分，即石脑 油 (Naphtha) 。 根 据 生 产 任 务 的 不 同 ， 所 用 原 料的馏程也不同： ①在生产高辛烷值汽油时，一般用80～180℃ 的馏分(宽馏分）； ②当以生产BTX为主时，则宜用60～145℃的馏 分 作 原 料 ( 窄 馏 分 ） 。 生 产 实 际 中 常 用 60 ～ 130℃馏分作原料
器都是采用移动床反应器，催化剂在反应器和再生器之 间不断地进行循环反应和再生，一般每3～7d全部催化 剂再生一遍。
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移动床反应器连续再生式重整反应系统，有美国UOP和法国
IFP的专利技术，是目前世界上工业应用主要的两家技术。
UOP和IFP连续重整采用的反应条件基本相似，都用铂锡催
②1949年美国环球油公司(UOP)开发出了铂重整催化
剂；
Pt-Re Reforming
③1967年雪弗隆研究公司研究成功铂铼/氧化铝双金
属重整催化剂并投入工业应用，称为铂铼重整
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三、催化重整工艺流程
原料预处理 以高辛烷值汽油为主
重整反应
重整原料 原料预处理
第五章 催化重整
第五章催化重整第一节概述催化重整是以石脑油为原料生产高辛烷值汽油、轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯，简称BTX)，同时副产氢气的重要炼油过程。
一、催化重整在炼油厂中的地位和作用随着对高辛烷值汽油组分和石油化工原料芳烃需求的增加，催化重整加工能力呈稳步发展态势。
2006年，全世界催化重整装置加工能力为488.85Mt/a，占原油蒸馏加工能力之比为11.48%。
随着车用燃料的低硫化，加氢工艺得到快速发展，同时也促进了能够提供廉价氢源的催化重整工艺的发展，催化重整已成为炼油工业中主要加工工艺之一。
随着环境保护的严格，对汽车和燃料提出了更高的要求。
要求汽油具有较低的硫含量、苯含量、芳烃含量和烯烃含量，并具有较高的辛烷值；要求柴油具有较低的硫含量和较高的十六烷值。
催化重整汽油是汽油主要的调合组分。
它的辛烷值高达RON为95～105，是炼油厂生产高标号汽油（如93号和97号）的重要调合组分，是调合汽油辛烷值的主要贡献者；催化重整汽油的烯烃含量少（一般在0.1%～1.0%之间）、硫含量低（小于2μg/g），作为车用汽油调合组分可大幅度地降低成品油中的烯烃含量和硫含量；催化重整过程副产氢气产率较高，一般为2.5%～4.0%。
是催化加氢装置氢气的主要来源。
二、催化重整的发展概况催化重整技术的核心是重整催化剂，催化重整工艺的发展与催化重整催化剂的发展密切相关，二者相辅相成，互相促进。
催化重整催化剂决定了催化重整反应速率和深度，催化剂的发展支持了催化重整工艺的发展，催化重整工艺的发展反过来又推动了催化重整催化剂的进一步发展。
（一）催化重整催化剂的发展催化重整催化剂的发展经历了铬、钼金属氧化物重整催化剂、铂重整催化剂、双（多）金属催化剂与高铼/铂比Pt-Re催化剂和Pt-Sn系列双（多）金属催化剂的四个阶段。
目前，催化重整催化剂的发展正处于一个相对稳定的时期，Pt-Re催化剂主要用于固定床重整工艺，Pt-Sn催化剂主要用于移动床连续重整工艺。
催化重整培训资料
原料
大庆原油轻油 鲁宁管输原油轻油
脱戊烷油收率/w%
86.8
85.4
芳烃产率/ w%
31.75
43.54
苯/w%
6.56
8.37
甲苯/w%
14.39
18.56
二甲苯/w%
10.8
14.17
芳烃转化率/w%
96.5
115.7
纯氢收率/w%
2.3
―
重整氢纯度/φ%
82.1
81.3
第二节 催剂在反应过程中会因积炭而逐 渐失活，经再生后可以恢复其活性，根据催 化剂的再生方式的不同可以分为：
半再生重整 连续再生重整
第一节 概述
图10-1-1 半再生催化重整工艺流程示意图 1－反应器；2－加热炉；3－稳定塔； 4－压缩机；5－分离器
第一节 概述
半再生重整的特点： 一般采用固定床反应器型式，并列布置，
原料预处理和重整反应两部分。 以生产轻芳烃为主要目的，工艺流程包括原
料预处理、重整反应、芳烃分离三部分。
第一节 概述
原料预处理部分，其主要目的就是得到馏分范 围、杂质含量都符合要求的重整原料，包括三 部分： 预分馏，其作用就是切取适合沸程的重整原
料，同时脱去原料中的部分水分。 预脱砷，脱去原料中的砷。 预加氢，脱除原料中的杂质，使烯烃饱和以
第一节 概述
连续重整的特点： 连续重整是指在装置运转期间反应与再生同
时进行，其反应以及催化剂的再生分别在移 动床中进行。 连续重整工艺由于连续进行催化剂的再生， 使得系统中催化剂的活性始终维持在较高水 平，可使操作周期延长，生产效率提高。
第一节 概述
目前世界上的连续重整工艺： UOP公司的重叠式工艺，反应器采用重叠式
催化重整工艺生产过程概述
催化重整工艺生产过程概述催化重整是一种常见的炼油工艺，用于转化低价值的石油轻质馏分，如石脑油、轻柴油和液化石油气，以生产高辛烷值的汽油和煤油。
1.塔内预热：进入催化重整塔的馏分首先需要通过预热器进行热交换，以达到适宜的反应温度。
预热器通常使用烟气或再热蒸汽作为加热介质。
2.催化重整塔反应：预热过的馏分进入催化重整塔，在催化剂的存在下进行重整反应。
催化剂通常是由贵金属（如铂、铑等）和载体（如氧化铝、硅铝酸盐等）组成的颗粒形态，具有较大的表面积和较好的催化活性。
在高温和高压条件下，馏分中的碳氢化合物经过催化剂表面上的化学反应，发生重排、异构和裂化等反应，生成高分子量的芳烃和脂肪烃。
3.冷却和分离：经过重整反应的气体从催化重整塔的顶部排出，并经过冷却塔进行冷却，以便进一步分离芳烃、脂肪烃和不饱和烃。
芳烃和脂肪烃相对较重，在冷却塔中冷却后变成液体，而不饱和烃则保持为气态。
4.分离和精制：冷却后的气体进入分离器，根据不同组分的沸点差异，通过分馏装置进行进一步分离。
其中，较重的芳烃和脂肪烃被提纯成汽油和柴油，而较轻的不饱和烃则进一步处理以去除杂质。
5.催化剂再生：在催化重整反应过程中，催化剂会被一些不良反应物质污染和积碳。
因此，需要通过催化剂再生装置进行催化剂的再生，以恢复其催化活性。
这一步骤通常包括催化剂的焙烧、还原和脱硫等工序。
6.产品处理和成品制备：经过分离和精制得到的汽油和柴油需要进行一系列的处理，如脱除硫、脱色、脱氧、添加剂等，以满足市场需求。
最终，经过各项工艺处理的产品成为具备一定辛烷值和粘度的高质量汽油和柴油，可以投入市场销售。
总的来说，催化重整工艺生产过程包括预热、重整反应、冷却和分离、分离和精制、催化剂再生以及产品处理和成品制备等环节。
这个工艺能够将低价值的石油轻质馏分转化为高质量的汽油和柴油，从而提高石油产品的附加值和利润。
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芳烃液-液抽提的原理是根据芳烃在溶剂中的溶
解度不同，使芳烃和非芳烃得到分离。
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炼油工艺学石油炼制工程
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预加氢：脱除原料油中对催化剂有害的杂质，使
杂质含量达到限制要求。同时使烯烃饱和以减少 催化剂的积炭，延长运转周期。
预加氢催化剂一般采用钼酸钴、钼酸镍催化剂，
也有用复合催化剂。
脱水塔进行脱水。重整原料油要求的含水量很低，
一般的汽提塔难以达到要求，故采用蒸馏脱水法。 脱水塔实质上是一个蒸馏塔。塔顶产物是水和少 量轻烃的混合物，经冷凝冷却后在分离器中油水 分层，再分别引出。
化剂。
UOP连续重整的三个反应器是叠置的。
IFP连续重整的三个反应器则是并行排列。胜炼
连续重整技术提供了更为适宜的反应条件，取得了较高的芳
烃产率、较高的液体收率和氢气产率，突出的优点是改善了 烷烃芳构化反应的条件
规模小的装置来用连续重整是不经济的
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铂铼重整的其他操作条件如下：
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重整反应产物经过抽提后得到的是苯、甲苯、二
甲苯和重芳烃的混合物，芳烃精馏的目的就是将 它们分离成单体芳烃。
器都是采用移动床反应器，催化剂在反应器和再生器之 间不断地进行循环反应和再生，一般每3～7d全部催化 剂再生一遍。
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移动床反应器连续再生式重整反应系统，有美国UOP和法国
IFP的专利技术，是目前世界上工业应用主要的两家技术。
UOP和IFP连续重整采用的反应条件基本相似，都用铂锡催
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2．重整反应部分
重整反应是强吸热反应，为了维持较高的反应温度，
一般采用三至四个反应器串联，反应器间有加热炉加 热原料至所需的反应温度，通常在四个反应器中加入 的催化剂量之比为1:1.5:2.5:5，反应器的入口温度一 般为480～520℃
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以生产芳烃为主
原料预处理
重整反应 芳烃抽提和分离部分
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1、 原料预处理部分
原料预处理
预分馏
预脱砷
钴钼镍 预加氢
切取合适沸 程的重整原
料 钼酸镍
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含砷量降到 目10的0p：pb馏以分下合 格及杂质含量 合乎原料要求
除去原料油中 的能使催化剂 中毒的毒物
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原料的预处理包括原料的预分馏、预脱砷、预加
氢三部分，其目的是得到馏分范围、杂质含量都 合乎要求的重整原料。为了保护价格昂贵的重整 催化剂，对原料中的杂质含量有严格的限制。
预分馏：切取合适沸程的重整原料。在多数情况
下，进入重整装置的原料是原油常压塔顶＜180℃ （生产高辛烷值汽油时）或＜130℃（生产轻芳烃 时 ） 汽 油馏 分 。 在预 分 馏 塔 ， 切 去 ＜ 80℃ 或 ＜ 60℃的轻馏分。
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生产芳烃和生产高辛烷值汽油时，其原料预处理和重整
反应两部分的工艺流程基本相同，不同之处在：
①因存在裂解反应，重整生成油中含有少量烯烃，在芳 烃抽提时，烯烃会混入芳烃而影响芳烃纯度，因此要经 过加氢使这些烯烃饱和
②分理出富氢气体后的重整生成油进入脱戊烷塔，塔顶 分出≤C5的轻组分，塔底为脱戊烷油，即芳烃抽提的进料
第十一章 催化重整
(Catalytic Reforming)
第一节 概 述
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炼油工艺学
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一、催化重整的原料和产品
➢ “重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构
➢ 目的：催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、
二甲苯，简称BTX)的重要石油加工过程，同时也生产相当 数量的副产氢气
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二、催化重整技术发展
Hydroforming
1940年建成第一套催化重整装置
其发展大体可以分为三个阶段：
Platforming
①从1940年至1949年为第一阶段。这个时期是以氧
化钼/氧化铝和氧化铬/氧化铝为催化剂的重整过程，
亦称为临氢重整过程；
②1949年美国环球油公司(UOP)开发出了铂重整催化
➢ 催化重整原料：直馏汽油馏分（石脑油）、目前为了扩大
原料来源，也有用焦化汽油、加氢汽油
➢ 产品：高辛烷值汽油、轻芳烃(BTX)、副产氢气和液化气
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炼油工艺学石油炼制工程
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➢ 催化重整的原料主要是直馏汽油馏分，即石脑 油 (Naphtha) 。 根 据 生 产 任 务 的 不 同 ， 所 用 原 料的馏程也不同： ①在生产高辛烷值汽油时，一般用80～180℃ 的馏分(宽馏分）； ②当以生产BTX为主时，则宜用60～145℃的馏 分 作 原 料 ( 窄 馏 分 ） 。 生 产 实 际 中 常 用 60 ～ 130℃馏分作原料
空速：1.5～2h-1 氢油比：1200:1(体)；5～10(分子比) 压力：1.5～2.0MPa
连续重整装置的反应条件一般如下：
反应压力：0.35～0.8 MPa 氢油分子比：1.5～4 反应温度：500～530℃
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以生产芳烃产品为目的时，重整反应产物——
剂；
Pt-Re Reforming
③1967年雪弗隆研究公司研究成功铂铼/氧化铝双金
属重整催化剂并投入工业应用，称为铂铼重整
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三、催化重整工艺流程
原料预处理 以高辛烷值汽油为主
重整反应
重整原料 原料预处理
重整反应系统
重整循环氢
拔头油
副产氢气 燃料气
高辛烷值 汽油组分
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目前工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分两大类：
固定床反应器半再生式工艺流程
移动床反应器连续再生式工艺流程
固定床：主要特征是采用3～4个固定床反应器串联，每
0.5～la停止过油，全部催化剂就地再生一次；
移动床：主要特征是设有专门的再生器，反应器和再生