P02 通过裂化和重整实现组分提级

反应活性强的碳氢化合物要比反应活性弱的碳氢化合物实际需求量更大，因为它们能够被转化为应用 很广泛的产品，例如聚合物、合成橡胶、清洁剂、农业产品、溶剂等，而且是高质量燃料所必需的。

但是，这些组分在原油中的所占比例很小，难于被分离出来。因此人们更致力于开发将原油中不太有用的组分转化为更有用组分的过程。

在隔绝空气的条件下加热烷烃会使碳链断裂(因此称为裂化)，结果产生了含有更少碳原子的组分。如果能使分子结构发生改变而碳原子数目并不增加，例如，一个线形分子转换成一个分枝型或者环形分子，这个过程称为重整。

裂化和重整过程并不容易区分。实际上，这些过程大多同时发生。

Steam cracking

蒸汽裂化是一种热裂化操作，温度在800~850°C，压力稍高于大气压。最常用的原料是乙烷、丁烷和石脑油。蒸汽通入原料中以减少烃的分压，提高烯烃产量。通过蒸汽碳转化为一氧化碳和氢气(称作水煤气)，从而阻止碳的沉积。最后，反应物被快速冷却。石脑油的蒸汽裂化产生了1%的氢气，10%的甲烷，24%的乙烯，20%的丙烯，6%的丁烯，4%的丁二烯和25%的石油醚(一种6个或6个以上碳原子烷烃的混合物)。

催化重整

直接从原油中得到的石脑油馏分的辛烷值太低，达不到汽油的质量要求，因此需要催化重整。这是一个在有催化剂Pt/Re存在、压力4000kPa、温度500°C条件下进行的连续过程。所用的石脑油必须是不含硫的，以防止催化剂中毒(钝化)。可以通过改变压力和加入氢的量调整生成的芳香烃和脂肪烃之间的比例。这是平衡过程，能够通过调整过程参数来产生想要的混合产物。相关的反应速率也很重要，这些动态因素很大程度上决定了反应混合物的最终组成。

重整过程中发生的其他反应步骤是:环化、异构化和脱氢作用。环烷的形成是最慢的反应步骤。环烷组分一旦形成，脱氢作用产生苯、甲苯和二甲苯是很快的。环化的速度与裂解成小分子的速度大致相同。例如庚烷，很快就被转化成甲基环己烷、丁烷和丙烷，然后甲基环己烷迅速脱氢生成甲苯。己烷慢慢地转化成环戊烷 和环己烷，然后环己烷迅速脱氢生成苯，环戊烷在它脱氢之前异构化成环己烷。

石脑油组分重整的效果见下表。

可见，芳香烃组分显著增加，而环烷烃组分几乎消失。