石油化工技术专业《教案 5-2催化重整的催化剂》
5催化重整
①试验原料为纯组分，铂催化剂，压力0.5MPa~2.1MPa，温度450℃~550℃，氢烃比5~7；
②以此项为基准。
由表5-1可以看出，六员直链烷烃的环化脱氢反应速率仅为加氢裂化速率的1/3；六员环戊烷烃的异构化比开环快1倍；七员烷基环戊烷异构化是开环的4倍；反应速率最快的是七员环己烷，它的脱氢反应速率是基准反应（六员烷烃环化脱氢）的120倍。也就是说，烷烃生成芳香烃的相对反应速率是很低的，烷基环戊烷比烷烃高，只有烷基环己烷，不仅反应速率快，而且几乎定向的可转化为芳香烃。为了使烷烃更多地转化为芳烃，关键在于提高烷烃的环化脱氢反应速率。提高反应温度和降低反应压力有利于烷烃转化为芳烃，但是催化剂上积炭速率加快，生产周期缩短。工业过程中广泛采用比铂催化剂有更好选择性的铂铼等双金属和多金属催化剂，使许多反应的速率加快，大大地提高了芳烃的产率。
异构化反应对五员环烷异构脱氢反应生成芳烃具有重要意义。烷烃的异构化反应虽然不能生成芳烃，但却能提高汽油辛烷值。
加氢裂化反应生成较小的烃分子，而且在催化重整条件下的加氢裂化还包含有异构化反应，因此加氢裂化反应有利于提高汽油辛烷值。但是过多的加氢裂化反应会使液体产物收率和氢气产率降低，因此，对加氢裂化反应要适当控制。
化学反应类型 C6和C7碳氢化合物
直链烷烃 烷基环戊烷 烷基环己烷
C6 C7 C6 C7 C6 C7
烷烃异构化 10 13 － － － －
环烷异构化 － － 10 13 － －
环化脱氢 １.0②
4.0 － － － －
加氢裂化 3.0 4.0 － － － －
开环 － － 5 3 － －
(二)五员环烷烃的脱氢反应
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。
6.催化重整
辽宁石油化工大学 石油化工学院
1
本章主要内容
一 概述 二 基本原理 三 催化重整催化剂 四 催化重整工艺流程 五 操作参数及影响因素
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一、 概述
衡量汽油质量最重要的指标：辛烷值
当前汽油机的压缩比普遍达到10:1 这就要求汽油的辛烷值至少达到93
直馏汽油的辛烷值：<60
催化裂化汽油的辛烷值： ≤90
80-180℃生产高辛烷值汽油，小于等于C6的烷烃 本身已有较高辛烷值，生成苯后辛烷值降低，还可 能部分裂解。C6为60-80℃的馏分。
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四 工艺流程, 原料预处理
预加氢反应： （1）脱硫、脱氮和脱氧,对于双金属重整催 化剂而言,进料中的硫含量要<0.5ppm，重 整进料中氮含量的要求与对硫含量的要求一 样低于0.5ppm. （2）烯烃饱和，碘值或溴价低于1g/100g. （3）砷、铅、铜等转化成单质吸附在催化 剂上。预加氢原料砷含量低于100ppb.
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二 基本原理
金属功能：由金属铂实现，锡本身没有加氢 和脱氢功能，但是能够使铂更好的分散并且 提高铂的抗焦性能。 酸性功能：由载体Al2O3和Cl元素实现
OH Cl OH
Al O
Al O
Al O
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三 催化剂
（2）失活与再生 失活方式：
积碳：需要提高反应温度，直至需要再生 水-氯平衡：氯的高、低，水过高：洗氯；晶粒增长；腐蚀； 阻碍环化脱氢反应。
一段入口氧含量 二段出口氧含量 烧焦温度
入口≮420 ℃ 再生器内部≯520℃
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五 操作参数及影响因素
4. 重整的影响因素
（1）温度的影响 重整反应是强吸热反应，每台反应器之前都需要加热炉提温。 加权平均进口温度 加权平均床层温度 床层温度分布P353，催化剂装填量，1:1.5：3.0：4.5 第一反应器：六元环脱氢 速率快 强吸热 第二反应器：五元环异构脱氢 后部反应器：环化脱氢，速率慢，需要苛刻条件。 温度分布：递增
第四章催化重整催化剂ppt课件
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第四章 催化重整催化剂
3.稳定性
对重整催化剂来说，既要求具有良好的活性、
稳定性（即要求运转末期和运转初期平均反应温度
之差较小），又要求具有良好的选择性、稳定性
（即要求运转初期催化剂的选择性和运转末期催化
剂选择性之差较小）。
4.寿命
对重整催化剂，表示寿命的方式更多地是用每
公斤催化剂能处理的原料数量，即吨原料/千克催化
化剂主要用于移动床连精续选P重PT课整件 装置。
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第四章 催化重整催化剂
铂-锡重整催化剂在高温低压下具有良好的选择性
和再生性能，而且锡比铼价格便宜，新鲜剂和再生剂
不必预硫化，生产操作比较简便。
由于第二金属（如铼）有严重的加氢裂解活性和
氢解作用，在生产中造成液体收率和氢纯度比纯铂催
化剂低。为了防止铂晶粒长大以及减少氢解作用，在
催化重整的主要目的在于制取苯、甲苯 以及二甲苯等芳香烃，或生产高辛烷值汽油。
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第四章 催化重整催化剂
一、催化重整的基本原理
（一）催化重整化学反应 • 在催化重整中发生的化学反应主要有：六员环烷
烃脱氢生成芳烃；五员环烷烃脱氢异构生成芳烃； 烷烃脱氢环化生成芳烃；烷烃的异构化，各种烃 类的加氢裂化以及积炭反应。前三种生成芳香烃 的反应统称为芳构化反应。
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第四章 催化重整催化剂
三、重整催化剂的种类及性能
（一）重整催化剂的种类 1.非贵金属催化剂
主要有MoO3/AI2O3及Cr2O3/AI2O3 2.贵金属催化剂
单金属催化剂——铂催化剂、双金属催化剂如
铂铼催化剂或铂锡催化剂，以及以铂为主的三元或
四元的多金属催化剂。
石油化工技术专业《5 .13催化重整仿真概述及工艺流程简介》
按照催化剂的再生方式分非再生式、半再生式、循环再生式、连续再生式。
按照其生产的目的产物分燃料型〔生产汽油〕、化工型〔生产芳烃〕、综合型。
3、重整催化Βιβλιοθήκη 的使用性能包括哪些？答：活性、选择性、稳定性、寿命、再生性能、机械强度。
结合课本内容介绍uo
E759〕不定期向破沫网底部喷水，以溶解上面积聚的盐。
含有催化剂粉末的淘析气体进入到粉尘收集器〔ME752〕，定期将粉末通过收集器下部的粉尘收集罐〔V758〕收集后装筒送出。
在反响器底部的“L〞阀组之前及氮封罐顶部设有两处催化剂添加系统，各包括一个催化剂添加料斗〔V751〕和一个催化剂加料闭锁料斗〔V752〕。操作时可定期不停工在线将催化剂参加到再生系统中，以补充催化剂粉尘以及其淘析所带走的催化剂损失。
课后
小结
授课章节
任务/工程
催化重整
授课方式
理论课□ 实践课√理实课□ 其 他□
授课次数
第次
授课内容
连续重整仿真概述及流程简介
方案课时
2
教学目标与要求
知识目标：1 掌握连续重整的根本原理；
2掌握连续重整的工艺流程。
能力目标：通过本仿真软件的学习使同学们熟练掌握连续重整的根本原理。
素质目标：1培养同学们单独学习的能力；
练习题：
1、重整催化剂为什么要预硫化？
答：因为刚复原的催化剂，具有很高的氢解活性，如不进行硫化，将在进油初期发生强烈的氢解反响，放出大量的反响热，使催化剂床层温度迅速升高，出现超温现象。对催化剂进行硫化，目的在于抑制催化剂过度的氢解反响，以保护催化剂的活性和稳定性，改善催化剂初期选择性。
催化重整技术
UOP公司连续重整工艺再生特点
工业化时间 再生方式 再生器结构 再生压力 烧焦区氧含量，ϕ% 氯化区氧含量,ϕ% 烧焦段 氯化区结构 氯化气体 干燥段 还原区位置 还原 常压 1971年 连续 径向圆柱 常压 1.0-1.3 15-18 一段径向 径向床 循环 轴向 反应器顶 一段 重整氢 加压 1988年 连续 径向圆柱 加压 0.5-0.8 15-18 二段径向 轴向床 不循环 轴向 闭锁料斗上 一段控温 提纯氢 CycleMax 1995年 连续 径向锥形 加压 0.5-0.8 15-18 二段径向 轴向床 不循环 轴向 反应器顶 二段控温 重整氢
72.0 102.5 97.0 -25.0 +5.0
提高辛烷值能力
在构成“提高辛烷值能力”的诸多要素中，催化重整生产 能力是首要因素。 按照“提高辛烷值能力”的概念来衡量，美国的提高辛烷 值能力最高，为32%；欧洲次之，为18%；日本排 名第三，为15%；我国的提高辛烷值能力极低，仅为 12%，不到世界平均（17%）水平。 我国必须大力发展催化重整，以使我国的提高辛烷值能 力迅速提高。
IFP公司连续重整工艺催化剂输送特点
第一代 反应器间 待生催化剂 再生催化剂 提升设备 调节手段 隔离方法 催化剂循环 循环量控制 H2输送 H2 H2 提升器 二次气 阀 有阀 再生周期 第二代 H2输送 N2 N2 提升器 二次气 压差 无阀 闭锁料斗 第三代 H2输送 N2 N2 提升器 二次气 压差 无阀 闭锁料斗
有效改善汽油辛烷值分布
大庆VGO FCC汽油 项目 MONC RONC MONC RONC 大庆宽馏分重整油
A<100°C B>100°C C全馏分 Δ1=A-C Δ2=B-C
79.9 74.7 78.2 +1.7 -3.5
石油化工技术专业《教案 5-4催化重整原料的预处理》
教学设计【新课导入】
复习旧知识。
引课：重整原料预处理的目的是切取符合重整要求的馏分和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分，满足重整原料的馏分、族组成和杂质含量的要求。
实际生产过程中是如何进行预处理呢？这节课我们就来学习催化重整原料的预处理。
【新课内容】
催化重整原料的预处理。
重整原料的预处理由预分馏、预加氢、预脱砷和汽提等单元组成。
知识点1预分馏
在预分馏局部，原料油经过精馏以切除其轻组分拔头油。
生产芳烃时，一般只切＜60℃馏分。
而生产高辛烷值汽油时，切＜90℃的馏分。
原料油的干点通常均由上游装置控制，少数装置也通过预分馏切除过重分，使其馏分组成符合重整装置的要求。
回忆并引入新课
结合预处理工艺流程图讲解
反响器的反响温度、压力及氢油比根本相同。
预脱砷所用的催化剂是四钼酸镍加氢精制催化剂。
知识点4汽提
催化重整装置更换双多金属催化剂后,催化剂对原料油中硫和水的含量要求更为严格,原来用氢气吹除硫化氢的汽提塔不能适应生产要求,因而改用新的蒸馏型汽提塔。
蒸馏型汽提塔汽提后油品的含硫量和含水量非常低。
由表中数据可以看出，预加氢油气别离器底油中硫含量41g/g、水含量为41gg，经蒸馏型汽提塔处理后硫含量为μg/g、水含量为g。
可以满足重整的要求。
结合表中数据进行分析。
石油化工技术专业《石油加工生产技术试题库D卷答案》
延安职业技术学院试题库参考答案 D卷考试科目: 石油加工生产技术命题人: 李恺翔适用专业: 石油化工技术年级审阅人:一、填空题〔每题1分，共25分〕评分细那么：不能有错字出现错字不给分1、答案:升高2、答案:自燃点低3、答案:冰点浊点凝点4、答案:马达法研究法5、答案:两头细，中间粗7、答案:芳构化；异构化；加氢裂化8、答案:吸附；氧化；加氢9、正己烷10、再生滑阀、再生器11、压力平衡、热平衡、物料平衡12、醇胺湿法脱硫13、叠合过程14、预碱洗、水洗二、选择题〔每题1分，共20211-5 DCBAA 6-10 CCAAB 11-15 CDAAC 16-2021BDAAC 三、判断题〔每题1分，共20211-5对对错对对 6-10对对错对错 11-15对对对错对 16-2021对对对四、简答〔每题3分，共18分〕1、汽提塔有什么作用？答案:1、对侧线产品用直接蒸汽汽提或间接加热的方法。
2、以除去侧线产品中的低沸点组分。
3、使产品的闪点和馏程符合规格要求。
2、常压蒸馏产品发生头轻尾重情况时如何调节答案:发生头轻时可提高上一侧线油品的抽出量,使塔下降回流量减少馏出温度升高或加大本侧线汽提蒸量,均可解决头轻问题分发生尾重时可降低本侧线油品馏出量,或减少下一侧线汽提量,即可解决尾重问题分3、什么是汽油的辛烷值？如何测定？ KHD:工艺根本知识答案:辛烷值是衡量汽油抗爆性的尺度。
规定抗爆性差的正庚烷的辛烷值为零，抗爆性能好的异辛烷的辛烷值为100，将正庚烷和异辛烷按一定的比例配成标准燃料，用待测定的油与某标准燃料在同一发动机中同一条件下进行抗爆性能比拟试验，假设所测汽油和某一标准燃料的抗爆性能相同时，那么标准燃料中异辛烷体积百分含量为所测汽油的辛烷值。
4、原油中所含盐的种类、存在形式及含盐对原油炼制加工和产品质量所带来的危害性？答案：无机盐。
如Nacl,Mgcl2,Cacl2等溶解在水中；这些水以乳化状态存在于原油中，原油含水含盐给原料运输，贮存，加工和产品质量都会带来危害5、分子筛催化剂的担体是什么？它的作用是什么？担体通常采用无定型硅酸铝、白土等具有裂化活性的物质；担体除了起居性组分稀释作用外，还起到对分子筛的分散作用，增强催化剂强度作用及提高经济效益。
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知识点 2 催化剂的失活控制
催化剂失活控制的方法有三类： 1 抑制积炭生成，具体措施如下：A、催化剂制备时在金属铂以外参加第二金 结 合 工 艺 操 属如铼、锡、铱等，可大大提高催化剂的稳定性。 B、提高氢油比有利于加氢反 作 分 析 载 体 响的进行，减少催化剂上积炭前身物的生成。C、提高反响压力可抑制积炭的生 的作用 成，但压力加大后，烷烃和环烷烃转化成芳烃的速度减慢。D、对铂-铼及铂-铱 双金属催化剂在进油前进行预硫化，以抑制催化剂的氢解活性，也可减少积炭。 2、抑制金属聚集，具体措施如下：A、在高温下，催化剂载体外表上的金属 粒子聚集很快，金属粒子变大，外表积减少，以致催化剂活性减小。所以对提高 反响温度必须十分慎重。 同时很好地控制烧炭温度。 B、烧炭时注入一定量的
载体：一般来说，载体本身并没有催化活性，但是具有较大的比外表积和较 好的机械强度，它能使活性组分很好地分散在其外表，从而更有效的发挥其作用， 节省活性组分的用量，同时也提高催化剂的稳定性和机械强度。目前，作为重整 催化剂的常用载体有η-Al2O3 和γ-Al2O3 。η-Al2O3 的比外表积大，氯保持能 力强，但热稳定性和抗水能力较差，因此目前重整催化剂常用γ-Al2O3 作载体。
C、提高催化剂稳定性 D、 抑制催化剂初期过高的加氢裂化活性
4、催化剂再生烧焦是从〔 C 〕开始。
Ａ、低温、高氧
Ｂ、高温、高氧
Ｃ、低温、低氧
5、重整催化剂预硫化是在 A 进行的。
A、重整升温后、进料前 B、重整进料后
C、重整点炉前
D、重整装剂后、系统置换前
通过练习检 验对根底知 识的掌握
课后 小结
提到 510℃，循环气中氢在高温下与硫及硫化铁作用生成硫化氢， 并通过分子
筛吸附除去，当油气别离器出口气中 H2S 小于 1 μg/g 时，热氢循环即可结束。
氧化脱硫：是将加热炉和热交换器等有硫化铁的管线与重整反响器隔断， 在
加热炉炉管中通入含氧的氮气， 在高温下一次通过， 将硫化铁氧化成二氧化硫
而排出。
授课章节 催化重整
任务/工程
授课方式 理 论 课 ✅ 实 践 课 □ 授课次数 理实课□ 其 他□
授课内容 5-2 催化重整的催化剂
方案课时
知识目标：1、了解催化剂的分类与组成；
2、掌握催化剂的失活控制的方法及再生方法；
教学目标与 要求
能力目标：1、能够用所学的知识分析催化剂失活的原因； 2、能够掌握催化剂的再生方法；
1 活性组分，要求重整催化剂具备脱氢和裂化、异构化两种活性功能，即 分 类 进 行 分
重整催化剂的双功能。一般由一些金属元素提供环烷烃脱氢生成芳烃、烷烃脱氢 析并讲解
生成烯烃等脱氢反响功能，也叫金属功能；由卤素提供烯烃环化、五员环异构等
异构化反响功能，也叫酸性功能。
活性组分是铂和卤素，接下来我们详细分析一下，A．铂，活性组分中提供
脱氢活性功能。随着载体及催化剂制备技术的改良，使得分布在载体上的金属能
够更加均匀地分散，重整催化剂的铂含量趋向于降低，一般为%～%。
B．卤素，活性组分中的酸性功能一般由卤素提供。通常有氟氯型和全氯型
两种。生产过程中多用的是全氯型。实际操作中要求氯稳定在 %~%。
助催化剂
助催化剂是指本身不具备催化活性或活性很弱，但其与主催化剂共同存在时，
回忆并列举
贵金属催化剂：主要有 Pt-Re/Al2O3、Pt-Sn/Al2O3、Pt-Ir/Al2O3 等系列， 生 产 中 的 例
其活性组分主要是元素周期表中第Ⅷ族的金属元素，如铂、钯、铱、铑等。现在 子引入新课
催化重整反响用的都是贵金属催化剂，贵金属催化剂由活性组分、助催化剂和载
体构成。
催化剂的构成：
氯化物会使金属稳定，并有助于金属的分散 。C、要选用热稳定性好的载体，如 γ-Al2O3，在高温下不易发生相变，可减少金属聚集 。
3 防止催化剂污染中毒，具体措施如下：A、防止原料油中过量水、氧及有机 分 析 催 化 剂 氧化物的存在。 B、当发现原料油中氮含量增加，首先要降低反响温度，寻找原 失 活 的 原 因 因，加以排除，不宜补氯和提温。 C、发现硫中毒，也是先降低反响温度，再找 及再生方法 出硫高的原因，加以排除。 D、必须严格控制原料油中砷和其他金属〔如 Pb、 Cu 等〕的含量，以防止催化剂发生永久性中毒。
2 氯化更新 ，重整催化剂在使用过程中，特别是在烧焦时，铂晶粒会逐渐长 大，分散度降低，同时烧焦过程中产生水，会使催化剂上的氯流失。氯化就是在 烧焦之后，用含氯气体〔通常为二氯乙烷〕在一定温度下处理催化剂，使铂晶粒 重新分散，从而提高催化剂的活性，氯化也同时可以对催化剂补充一局部氯。更 新是在氯化之后，用干空气在高温下处理催化剂。更新的作用是使铂的外表再氧 化以防止铂晶粒的聚结，从而保持催化剂的外表积和活性。
素质目标：1、培养学生分析问题解决问题的能力；
2、培养学生的团队合作意识；
第次 2
重点：催化剂的失活控制；
教学重点与
难点
难点：催化剂的再生；
处理方法：反复讲解并举例说明；
教学资源
oO3/ Al2O3 等，其主要活性组分多属元素周期表中第Ⅵ族金属元素的氧化
物。这类催化剂的性能较贵金属低得多，目前工业上已淘汰。
能改善主催化剂的活性、稳定性及选择性。目前使用的助催化剂是双金属和多金 一 一 展 开 分
属重整催化剂，主要有以下三大系列。A、铂铼系列：与铂催化剂相比，活性、 析
稳定性大大提高，且容碳能力增强，主要用于固定床重整工艺。B、铂铱系列：
在铂催化剂中引入铱可以大幅度提高催化剂的脱氢环化能力。铱是活性组分，它 的环化能力强，其氢解能力也强。C、铂锡系列：铂锡催化剂的低压稳定性非常 好，环化选择性也好，其较多的应用于连续重整工艺。
教学设计
分享两种脱 硫方法
四 、 题
1、下面 C 引起的重整催化剂中毒属于暂时性中毒。
A、砷 B、锌
C、硫
D、铅
2、重整催化剂再生的步骤：烧焦、 A 、枯燥、 。
A、氯化氧化、复原 B、复原、氯化氧化
C、氯化、氧化
D、氧化、复原
3、重整催化剂预硫化是为了 D 。
A、提高催化剂活性
B、提高催化剂选择性
3 被硫污染后的再生，催化剂及系统被硫污染后，在烧焦前必须先将临氢系
统中的硫及硫化铁除去，以免催化剂在再生时受硫酸盐污染。我国通用的脱除临
氢系统中硫及硫化铁的方法有高温热氢循环脱硫及氧化脱硫法。
结合仿真分
分析一下这两种脱硫方法
析再生方法
高温热氢循环脱硫： 是在装置停止进油后，压缩机继续循环，并将温度逐渐 及工艺
重整催化剂失活的原因主要是积碳、中毒和老化。可以再生的是积碳导致的 失活。
知识点 3 催化剂的再生
1 烧焦，烧焦在整个再生过程中所占时间最长，并且高温对催化剂上微孔 结构的破坏、金属的聚集和氯的损失都有很大影响，所以要采取措施尽量缩短烧 炭时间并很好地控制烧炭温度。烧炭前将系统中的油气吹扫干净，以节省无谓的 高温燃烧时间。烧炭时假设采用高压，那么可加快烧炭速度。提高再生气的循环 量，除了可加快积炭的燃烧外，并可及时将燃烧时所产生的热量带出