國內外催化重整工藝技術進展

張健

摘要：催化重整是煉油與石油化生產過程中的關鍵技術之一，其工作時在一定溫度、壓力下，同時利用催化劑的作用，使汽油餾分中的烴類分子結構進行重新排列成新的分子結構，從而生成芳烴和高辛烷值重整汽油，并副產大量氫氣的工藝過程。催化重整出的芳烴、高辛烷值重整汽油以及氫氣利用價值高，利用量大，所以催化重整技術的發展直接關系到國計民生。鑒于此，本文就針對國內外催化重整工藝技術進展進行闡述。

關鍵詞：催化重整；工藝技術；研究進展

1 導言

催化重整工藝技術的發展經歷了固定床臨氫重整、流化床臨氫重整、移動床催化重整、固定床半再生催化重整（下文簡稱“半再生重整”）工藝、循環再生催化重整工藝和移動床連續再生催化重整（下文簡稱“連續重整”）工藝。但是，盡管目前催化重整工藝是非常成熟的工藝，但面臨全球運輸燃料需求增加、芳烴原料需求激增、加氫工藝發展需要廉價氫源、環保法規和條例日趨嚴格的挑戰，催化重整工藝將仍然會持續發展。

2 催化連續重整工藝發展

2.1 國外連續重整工藝

在國外，連續催化重整專利技術主要有美國環球油公司（UOP）和法國油品研究院（IFP）2家，反應條件及產品收率大致相同，工藝技術沒有大的差別，2個公司的工藝流程具有著各自的特點。

1）美國UOP連續催化重整工藝流程是反應器重疊布置，催化劑從第1個反應器靠重力依次流經重疊的第2、第3反應器。從最下面的1個反應器出來后，用N2將催化劑提升到再生器頂，除去粉塵后進入再生器。催化劑在再生器內經燒焦、氯化、干燥3個區，再經N2置換后，用H2提升到反應器頂，用H2還原后，進人第1個反應器，這樣完成1個循環。反應器與再生器之間均設有料斗。

2）法國IFP的連續催化重整工藝流程是反應器并列布置，各反應器均設有料斗和提升器，頂上設有上部料斗。催化劑從第1反應器至最后1個反應器是通過氣體輸送的。從最后1個反應器底出來的催化劑用氣體提升，定期進人再生器。再生器內催化劑在固定狀態下燒焦、氯化、焙燒。再生后的催化劑經還原后再送人第1反應器頂部。

2.2 國內連續重整工藝

我國的重整工藝技術在不斷消化吸收先進的連續催化重整技術中發展，低壓組合床重整技術開發成功后，在2000年投入生產。此后在消化吸收國外先進技術的基礎上，又成功開發出軸向和徑向2種移動床燒炭過程再生器的設計軟件，并用其設計出了3種不同催化劑循環量的軸—軸兩段組合燒炭和軸—徑兩段組合燒炭的新型軸流移動床再生器。這種再生器實現了物料氣固活塞型流動，不但使再生器的結構合理、簡單，而且在床層溫度分布和燒炭效率等方面均有優勢。

3 半再生重整工藝發展

半再生重整工藝一般被稱為半再生重整工藝。工作時，催化重整裝置連續運行，當到達一定時間后，此時催化劑由于依附在其上的積碳達到一定數量，使得催化劑的活性大大降低，裝置中的反應溫度急劇升高，從而導致產品的產量減少。為使產品產量得到保證，此時催化重整裝置立即停工，并對催化劑進行就地再生。典型的半再生重整工藝有：美國Chevron Corporation發明的Rheniforming工藝，美國UOP發明的Platforming工藝，美國Engelhard Minerals and Chemicals Corp與ARCO發明的Magnaforming工藝，美國Air Productsand Chemicals發明的Houdriforming工藝。80年代以后我國半再生重整得到一定發展，與國外重整快速發展比較起來，還是比較晚。我國半再生重整一般采用的是Magnaforming工藝。

4 催化重整催化的發展

4.1 半再生重整催化劑

目前，含鉑錸的多金屬或雙金屬催化劑基本應用在世界上大多數半再生重整裝置中。UOP公司生產的催化劑，如R-50，R-56，R-60，R-62，R-72，R-86，R-98等，它們屬于鉑錸系列。而我國半再生重整催化劑主要是由中國石化石油化工科學研究院（RIPP）和中國石化撫順石油化工研究院（FRIPP）研制。其中RIPP發明的PR-A/B、PR-C/D、PRT-A/B和PRT-C/D類型催化劑，它們的特點是制備方法先進、可靠，比表面積和孔結構適宜以及載體純度高。FRIPP研制的CB-5、CB-5B、CB-8、CB-11等多種重整催化劑，在工業裝置上使用取得了良好的經濟效益和社會效益，使我國的半再生重整催化劑及工藝技術上了一個新臺階。

4.2 連續重整催化劑

目前國際上連續重整催化劑主要以雙金屬（Pt-Sn）催化劑為主。美國UOP公司生產的連續重整催化劑主要有第一代R-16和R-20，它們的活性組分是Pt-Re和Pt-Ge，特點是低水熱穩定性、低選擇性；第二代R-30、R-32和R-34，較第一代的選擇性有所改善；第三代R-132、R-134、R-174和R-162，解決了水熱穩定性較低問題，提高了選擇性，并且開發了高活性、高水熱穩定性；第四代R-234、R-273和R-264，解決了歷代催化劑積炭速率較高的問題，同時活性有所下降。從第二代到第四代催化劑的活性組分都是Pt-Sn。目前，我國連續重整催化劑的研制技術已經基本成熟，也是以雙金屬催化劑Pt-Sn為主，主要由中國石化石油化工科學研究院（RIPP）進行研制。RIPP研制的連續重整催化劑按照催化劑的特點分為四代。第一代PS-Ⅱ和PS-Ⅲ，特點是活性高，選擇性和磨損性較好；第二代PS-Ⅳ和PS-Ⅴ，較第一代活性和選擇性有所提高，水熱穩定性較好；第三代PS-Ⅵ，選擇性進一步提升，積炭速率下降；第四代PS-Ⅶ，選擇性更進一步提升，積炭速率大幅下降，并有更高的水熱穩定性和抗磨損能力。由此可見，我國連續重整催化劑的研制基本可與國外研制技術相媲美。

5 結語

隨著中國對高標號汽油、芳烴及衍生物消費、加氫工藝氫源需求的日漸增加，拓寬重整原料的來源顯得尤為重要。催化重整工藝則扮演著重要角色，將成為油品升級的重要手段，同時也將迎來新一批重整項目的建設，從而促進了催化重整技術的進一步研究和發展。能否突破現有重整反應途徑和傳統催化重整碳原子數不變的原則，設計新型催化重整反應途徑，開發出新型催化反應所需的工藝和催化劑將成為未來發展的方向。

參考文獻：

[1]張世方.催化重整工藝技術發展[J].中外能源，2012.

[2]苗興東.催化重整工藝技術進展分析[J].廣東化工，2012.

[3]李本柱.煉油催化重整工藝技術探析[J].中國化工貿易，2014.

（作者單位：大慶石化公司）