“重整”就是重新調(diào)整之意。石油的催化重整一般是選用60~130℃餾程范圍的直餾汽油為原料,借助催化劑的作用,并在490~530℃的高溫及18~25個大氣壓力下,使汽油中所含的直鏈烷烴和環(huán)烷烴化合物分子經(jīng)過重新調(diào)整排列,成為含較多芳烴化合物的化學過程。芳烴一般可從原來的約2%增加至30~50%。通常重整所用的催化劑為金屬鉑(白金),所以叫鉑重整。近來還用錸金屬作化劑,叫錸重整。錸重整效果較好,芳烴產(chǎn)率高,所以發(fā)展很快,大有后來居上之勢。
在重整過程中,烷烴和環(huán)烷烴主要經(jīng)過下列幾種類型的反應(yīng)形成芳烴:
(一)環(huán)烷烴脫氫
汽油中原來含有的環(huán)烷烴,如環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷,經(jīng)過催化劑的作用,脫去六個氫原子,形成了苯和甲苯分子:
(二)環(huán)烷烴的異構(gòu)化
汽油中的環(huán)烷烴也可能發(fā)生環(huán)的改變,如甲基環(huán)戊烷在反應(yīng)中生成環(huán)己烷,然后再脫氫生成苯:
由于甲基環(huán)戊烷變成環(huán)己烷時,分子中碳、氫原子數(shù)未變,僅發(fā)生結(jié)構(gòu)改變,因此它們互為異構(gòu)體。這種由一種結(jié)構(gòu)形式變成另一種形式的異構(gòu)體的反應(yīng),叫異構(gòu)化反應(yīng)。
(三)烷烴的環(huán)烷化
烷烴在反應(yīng)中脫氫形成環(huán)烷烴,然后環(huán)烷烴再脫氫生成芳烴:
這種由烷烴或環(huán)烷烴轉(zhuǎn)變?yōu)榉紵N的化學反應(yīng)叫做芳構(gòu)化反應(yīng)。
重整也是一個復(fù)雜的過程,不僅發(fā)生了芳構(gòu)化反應(yīng),還包括烷烴的裂解、異構(gòu)化及不飽和烴的加氫等,得到的產(chǎn)物是芳烴和非芳烴的混合物。為了要分離芳烴,工業(yè)上用一種叫做二乙二醇醚(HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH)的溶劑來對混合物進行抽提。這種溶劑有一個特點,就是對芳烴的溶解度很大,而對非芳烴則溶解度很小,用這種溶劑提取后,混合物中絕大部分芳烴就轉(zhuǎn)移入溶劑中。然后將溶劑和芳烴分離,得混合芳烴。再將混合芳烴分餾,就得到苯、甲苯、二甲苯等重要的基本有機原料(一萬噸石油,經(jīng)重整后約可得700噸苯、1800噸甲苯、1800噸二甲苯),未被溶劑抽提的部分,尚含較多的側(cè)鏈烷烴和環(huán)烷烴,故仍可作為高辛烷值的汽油。
近年來,由于乙烯、丙烯的產(chǎn)量迅速提高,在以高溫裂解制取烯烴的同時,也副產(chǎn)一定數(shù)量的含有芳烴的裂解焦油。將這種焦油進行加工和分離后,也能得到不少芳烴。