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催化重整是以C₆～C₁₁石脑油馏分为原料，在一定的操作条件和催化剂的作用下，烃分子发生重新排列，使环烷烃和烷烃转化成芳烃或异构烷烃，同时产生氢气的过程。催化重整的化学反应主要有下述几种（式中M为金属功能，A为酸性功能）。

• 六员环烷烃脱氢

在所有重整反应中，六员环烷烃脱氢反应速度最快，而且能充分转化成芳烃，是重整的最基本反应。

• 异构化反应

五员环烷烃异构化成六员环烷烃。

直链烷烃异构化。

• 烷烃的脱氢环化反应

• 加氢裂化反应
  
  

• 脱甲基反应
  
  
  

• 芳烃脱烷基反应

• 积炭反应

烃类的深度脱氢，生成烯烃和二烯烃，烯烃进一步聚合及环化，形成稠环芳烃，吸附在催化剂上，最终转化成积炭，而使催化剂失活。
上述反应中芳构化反应和异构化反应是所希望的，而加氢裂解反应、脱甲基反应和积炭反应是不希望的，应尽量减小或避免。