1 概述
催化重整是以芳烃较高的石脑油为原料，在催化剂作用下对烃类分子结构进行重排，将正构烷烃和环烷烃进行芳构化、异构化和脱氢反应，转化为芳香烃和异构烷烃，得到高辛烷值汽油组分和苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等芳烃类产品以及氢气等。
随着石化工业的发展，催化重整在炼油和化工中发挥着越来越重要的作用。它既可以生产高辛烷值汽油组分为主，提高汽油产品质量，也可以以生产芳烃为主，提供化工基础原料，同时副产品氢气还是炼厂重要的低成本氢气的来源。
因目的产品不同，重整原料馏程范围不同。用于生产高辛烷值汽油时，进料为窄馏分，沸点范围一般为60-165℃；用于生产芳烃时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃。
催化重整过程主要有三大类反应：一是六元环的脱氢反应；二是五元环的异构脱氢反应；三是烷烃的环化脱氢反应。重整反应深度取决于原料油性质、催化剂性能和操作的苛刻度。
脱氢反应是重整工艺过程的主要反应之一，因此在生产过程中可以副产大量的氢气，重整气体中氢气的体积含量可以达到65%-90%，氢气的含量也会随着反应深度的变化而有所不同。
2 重整装置在炼油工业中的作用
2.1 大量生产清洁的高辛烷值组分
2.1.1 我国车用汽油的质量标准
我国车用汽油质量标准主要指标见表1。
2.1.2 重整汽油是汽油池中的主要组分
直馏汽油（石脑油）、催化汽油、重整汽油的典型性质见表2。从表2可以看出，直馏汽油的辛烷值只有80.9，催化汽油的烯烃含量在40%左右，都不能直接出厂。
在炼油生产中，直馏汽油因为主要组分是正构烷烃和环烷烃，辛烷值低而不能直接出厂，催化汽油也因其硫含量和烯烃含量较高而难以直接出厂。解决这二个问题可以通过二个途径：一是生产高辛烷值、低硫和低烯烃含量的汽油调合组分将直馏汽油和催化汽油调合出厂；二是将炼厂物料进行加氢处理而降低其硫含量和烯烃含量。
重整汽油作为汽油调合组分在发达国家比例较高。在欧美等国家，其车用汽油组分中，催化重整汽油约占29%-41%，而在中国重整汽油比例才只有约15%（详见表3）。中国石化各生产企业重整汽油占其汽油总量的0-50%不等，平均水平在18%-20%，今后随着汽油质量要求的提高会不断增加。
世界重整装置生产能力占原油加工量的5%-9%，其中30%左右为纯化工型重整，其余为炼油型重整和炼油化工兼顾型重整。未来重整汽油组分的数量会进一步提高。
2.1.3 重整汽油对汽油产量的带动效应
如果要将直馏汽油和催化汽油调合出厂，就需要重整汽油。通过计算，在产品满足质量要求的前提下，1吨重整汽油可调入直馏汽油和催化汽油的量及最终产品质量指标如表4。
从表4可以看出：1吨重整汽油，如果只调入直馏石脑油，可调入量为0.989万吨，如果只调入催化汽油，可调入量为3万吨，如果同时调入直馏石脑油和催化汽油，可调入量合计为10.788万吨（其中直馏石脑油调入量为1.959万吨，催化汽油量为8.829万吨）。
以上数据可以反映出，1吨重整汽油可以起到如下作用：一是对提高汽油的辛烷值有较大贡献，可以将0.989万吨辛烷值为80.9的直馏汽油调合成90#汽油出厂，可以将3万吨催化汽油的辛烷值从91调合成93#汽油出厂；二是对降低汽油的硫含量有较大贡献，可以将3万吨催化汽油的硫含量从0.05 wt%降到0.038 wt%；三是对降低汽油的烯烃含量有较大的贡献，可以将3万吨催化汽油的烯烃含量从40 v%降至30 v%。
2.1.4 重整汽油调合汽油的效益作用
目前汽油的市场价格如表5所示。从表5可知，93#汽油比不含税价90#汽油高440元/吨，90#汽油比石脑油高412元/吨。
前文述及，1吨催化汽油可将0.989吨石脑油变成90#汽油，即每吨重整汽油除了自身从石脑油变为汽油外，还可以再增效412×0.989=408元/吨；1吨重整汽油也可以将3万吨催化汽油从90#提高到93#，增加效益440×3=1320元/吨。
2.2 重整装置副产氢气是炼油用氢的主要来源
随着原油劣质化程度的提高，原油中的硫含量越来越高，而产品质量标准中要求硫含量越来越低，同时大气排放对硫含量的要求也越来越严格，这就要求炼厂在加工过程中脱除硫。目前主要应用的是加氢工艺，随之而来的是氢气需求量的大幅度增加。
在炼油化工生产中，氢气的来源有重整氢气、乙烯裂解氢气、化肥氢气、制氢氢气等，而炼油过程中重整氢气在各企业中所占比例从20%到100%不等，平均占总氢气用量的45%左右。
乙烯裂解装置氢气产率只有0.76%-0.89%，半再生催化重整装置氢气产率为2.0%-2.5%，连续重整装置纯氢产率可达3.1%-4.0%。我国目前在运行的重整装置大部分是连续重整装置。一套60万吨/年的连续重整装置所产出的氢气相当于一套能力约为3万立方米川、时的制氢装置，可供一套200-300万吨/年的柴油加氢装置用氢。重整装置副产氢气是炼油用氢的主要来源。
3 重整装置在化工生产中的作用
在化工生产中，苯、甲苯、二甲苯都是基本化工原料，主要用于生产化纤、橡胶、塑料等三大合成材料。而这些基本原料的获得途径有三个：一是通过重整装置对石油中的石脑油进行分子重排而得到，二是从乙烯裂解产物中的裂解汽油通过分离过程而得到，三是通过煤化工而获取。其中催化重整是芳烃的主要来源。
3.1 三苯市场需求持续增长
表6是世界三苯目前消费和今后需求预测情况。从表6可以看出，与2003年相比，预计2013年苯需求将增加41.9%，甲苯需求增加42.0%，对二甲苯需求增加73.3%。与2008年相比，预计2018年苯需求将增加39.1%，甲苯需求增加29.6%，对二甲苯需求增加54.6%。
表7为我国三苯消费量需求预测情况，从表7可以看出我国“十二五”期间三苯需求量仍将大幅度增长。
3.2 催化重整装置仍将是芳烃的主要生产装置
表8为重整生成油、裂解汽油以及焦化芳烃的组成，从表8可以看出重整生成油和裂解汽油的总芳烃含量相差不多，但重整装置产品中85%以上是重整生成油，而乙烯裂解装置产品中只有18%-23%是裂解汽油，因此催化重整装置生产的BTX最多，同时重整生成油中二甲苯含量相对较高，符合市场需求。
4 结语
催化重整装置是炼油与石化生产过程中十分重要的二次加工装置，在炼油生产中，不仅可以生产清洁的高辛烷值汽油组分，而且还可以提供廉价的氢气资源。在石油化工生产中，由重整装置提供的三苯比例越来越高。我国重整装置的能力逐年增加，在石化工业中起着越来越重要的作用。
