“重整”就是重新调整之意。石油的催化重整一般是选用60~130℃馏程范围的直馏汽油为原料,借助催化剂的作用,并在490~530℃的高温及18~25个大气压力下,使汽油中所含的直链烷烃和环烷烃化合物分子经过重新调整排列,成为含较多芳烃化合物的化学过程。芳烃一般可从原来的约2%增加至30~50%。通常重整所用的催化剂为金属铂(白金),所以叫铂重整。近来还用铼金属作化剂,叫铼重整。铼重整效果较好,芳烃产率高,所以发展很快,大有后来居上之势。
在重整过程中,烷烃和环烷烃主要经过下列几种类型的反应形成芳烃:
(一)环烷烃脱氢
汽油中原来含有的环烷烃,如环己烷、甲基环己烷,经过催化剂的作用,脱去六个氢原子,形成了苯和甲苯分子:
(二)环烷烃的异构化
汽油中的环烷烃也可能发生环的改变,如甲基环戊烷在反应中生成环己烷,然后再脱氢生成苯:
由于甲基环戊烷变成环己烷时,分子中碳、氢原子数未变,仅发生结构改变,因此它们互为异构体。这种由一种结构形式变成另一种形式的异构体的反应,叫异构化反应。
(三)烷烃的环烷化
烷烃在反应中脱氢形成环烷烃,然后环烷烃再脱氢生成芳烃:
这种由烷烃或环烷烃转变为芳烃的化学反应叫做芳构化反应。
重整也是一个复杂的过程,不仅发生了芳构化反应,还包括烷烃的裂解、异构化及不饱和烃的加氢等,得到的产物是芳烃和非芳烃的混合物。为了要分离芳烃,工业上用一种叫做二乙二醇醚(HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH)的溶剂来对混合物进行抽提。这种溶剂有一个特点,就是对芳烃的溶解度很大,而对非芳烃则溶解度很小,用这种溶剂提取后,混合物中绝大部分芳烃就转移入溶剂中。然后将溶剂和芳烃分离,得混合芳烃。再将混合芳烃分馏,就得到苯、甲苯、二甲苯等重要的基本有机原料(一万吨石油,经重整后约可得700吨苯、1800吨甲苯、1800吨二甲苯),未被溶剂抽提的部分,尚含较多的侧链烷烃和环烷烃,故仍可作为高辛烷值的汽油。
近年来,由于乙烯、丙烯的产量迅速提高,在以高温裂解制取烯烃的同时,也副产一定数量的含有芳烃的裂解焦油。将这种焦油进行加工和分离后,也能得到不少芳烃。