我國催化重整裝置發展空間的探討

張健

摘要：隨著經濟的迅速發展，汽油、柴油的應用越來越廣泛，加之環保要求越來越嚴格，因此對汽油、柴油的品質提出了更高的要求。催化重整過程的主要目的是生產高辛烷值汽油或芳烴。當生產高辛烷值汽油時，進料為寬餾分，沸點范圍一般采用80～180℃餾分。當生產芳烴時，進料為窄餾分，沸點范圍一般采用60～145℃餾分或60～165℃餾分。我國催化重整裝置雖然在原有基礎上得到很大的提升，但設備的耗能、穩定生產及產品質量方面仍有提升空間。為此，本文基于我國催化重整裝置發展空間進行分析探討。

關鍵詞：催化重整；技術特點；發展空間

1 導言

目前，工業應用的催化重整工藝有代表性的主要有三類：第一類是固定床重整工藝，包括固定床半再生和固定床末反再生或循環再生等工藝；第二類是移動床重整工藝，包括軸向重疊式（UOP）和水平并列式（IFP）工藝；第三類是組合式重整工藝，它是固定床和移動床的組合工藝，特別適用于裝置改造。催化重整工藝選擇主要依據裝置規模、原料油性質、產品要求和資金數額等因素決定。

2 催化重整工藝流程

煉油廠應用的催化重整技術是一個吸熱過程，隨著反應的進行溫度不斷降低，因此，使用3～4個反應器串聯，分別對利用加熱爐對各反應器進行加熱，以滿足反應所需熱量。催化重整能否順利進行與所用的催化劑密切相關，依據再生方式催化劑由半再生式、連續再生式之分，前者裝置運行一段時間會自動停止，反應與再生是間斷的，而后者則是同時進行。連續再生促使連續重整的進行，期間催化劑能保持較高活性，促使操作周期延長，生產效率提高。依據生產產品催化重整生產工藝不同，例如，當生產輕芳烴時，工藝流程涉及原料預處理、重整反應、芳烴分離三個重要部分；當生產高辛烷值汽油時主要涉及原料預處理、重整反應兩個重要部分。其中，原料預處理主要用于獲得雜質含量、餾分范圍滿足要求的重整原料，包括預分餾、預脫砷、預加氫處理，預分餾實現適合沸程重整原料的切取，并將原料中的部分水分脫去；預脫砷顧名思義將原料中的砷脫去；預加氫去除原料中的雜質，促使烯烴飽和，防止催化劑積碳發生。重整反應指將預處理完成的原料進入裝置，和循環氫進行混合，加熱至490～525℃，在1～2 Mpa環境下在反應器中發生反應，形成的產物進行換熱處理后送入分離器，將含氫氣75%～90%的氣體分離除，用于循環使用，而液體產物為含有30%～70%的重整汽油。芳烴分離指以二甲基亞砜、三乙二醇醚、二乙二醇醚為溶劑，以重整汽油為原料將芳烴提出，進行精餾處理后獲得二甲苯、甲苯、苯等有機化工原料。

3 我國催化重整工藝的發展及工藝選擇

目前我國煉油工業正面臨著汽油消耗量激升和環保法規日趨嚴格的挑戰，生產符合環保要求的清潔燃料是我國21世紀實施可持續發展的重要戰略。發展催化重整裝置不但可以提供低烯烴含量、高辛烷值的清潔油品，改善我國汽油組分結構，同時還能滿足芳烴和以芳烴為原料的下游石化產品的需求，為加氫工藝提供大量廉價氫源。

3.1 催化重整催化劑的發展

3.1.1 我國催化重整催化劑的發展

我國半再生催化劑在80年代以后以CB系列和39系列兩大催化劑為主，主要組成是Pt-Re/γ-AI2O3雙（多）金屬催化劑，其穩定性、抗積炭能力、液體產率和芳烴產率等方面均達到或超過國外同類催化劑的指標。2002年開發的PRT系列催化劑具有成本較低、性能優異的特點，被廣泛地應用。

連續重整催化劑的開發經歷了三個階段，分別為：第一階段：3861和GCR-10催化劑，活性、選擇性、再生性能好，磨損小。第二階段：3961和GCR-100催化劑，活性和選擇性有較大提高，尤其是水熱穩定得到大幅度改善。第三階段：RC-011催化劑，在保持3961和GCR-100催化劑的水熱穩定性和活性的同時，進一步提高其選擇性，特別是催化劑的積炭大幅度降低，RC-011催化劑適用于各種類型的連續重整裝置，特別是再生能力受限制的連續重整裝置的擴能改造。

3.2 催化重整工藝的發展

近年來，催化重整工藝的發展具有如下特點：1）裝置規模增大。許多加工能力較小的重整裝置逐漸被擴能改造，新建裝置規模增大。不論半再生式重整裝置，還是連續再生重整裝置，截止2007年統計，年加工能力在Mt以上的工業裝置總數在70套以上。2）反應壓力逐漸降低。半再生式重整裝置的反應壓力變化為3.0MPa→3.5MPa→1.8～2.1mPa→1.2～1.4MPamPa.連續重整裝置的反應壓力變化為1.1MPa→0.7～0.85mPa→0.35MPa.3）氫/油摩爾比逐漸減少。半再生式重整裝置氫/油摩爾比由7.0～8.0減少至5.0～6.0；連續重整裝置氫/油摩爾比由4.0～4.5減少至1.5～2.0.4）計算機（DCS）控制廣泛應用，先進控制系統逐步推廣。5）循環再生重整工藝加工能力占有比例逐步減少。半再生式重整裝置加工能力仍占有60%以上。

3.3 催化重整工藝的選擇

催化重整工藝的選擇首先根據經濟效益和裝置勞動安全衛生評價結果來慎重選擇。一般考慮下面幾個因素：1）裝置規模。2）原料油性質。3）產品要求。催化重整主要目的產品有兩種。一種是結合聚酯等化纖生產需要，以生產輕質芳烴（BTX）為目的；一種是以生產高辛烷值汽油調和組分為目的。結果表明，采用連續重整工藝技術，在經濟效益上并未顯示出更大的優越性。4）副產氫的利用。連續重整工藝技術的優點之一是氫氣產率高（比半再生式重整工藝高30%～50%），對經濟效益起著重要作用。因此，如果重整副產氫氣不能得到充分利用，則連續重整工藝的優越性就不能充分體現，所以當選擇和評價重整工藝時，應考慮副產氫的利用價值。5）資金來源。連續重整工藝的投資較高，如果資金短缺，而固定床半再生重整工藝又能滿足要求，選擇半再生重整工藝是可取的。

4 結語

催化重整技術應用涉及較多專業知識，所受影響因素多，因此，為確保煉油廠實際生產工作的正常進行，提高生產效率及質量，有必要對催化重整技術的應用進行深入研究。在國內催化重整企業應該大力發展芳烴等石油化工行業，加快連續重整工藝國產化的推廣，形成自主知識產權，打破長期以來國外公司對連續重整技術的壟斷，將有利于催化重整行業的健康可持續發展。

參考文獻：

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[2]馬愛增.中國催化重整技術進展[J].中國科學：化學，2014.

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（作者單位：大慶石化公司）