煉油化工催化重整工藝技術措施

延廷軍，王姣姣（山東勝星化工有限公司，山東 東營 257335）

0 引言

催化重整工藝技術是煉油化工生產產業重要的二次加工處理技術，是提高石油化工產物質量、提高產品產量、產生廉價副產物的關鍵，能夠有效保證煉油化工企業提高競爭力，降低企業生產成本。中國的催化重整技術起步于上世紀50 年代，1955 年實驗室研制了鉑催化劑，1974 年自主研發了鉑-錸雙金屬催化劑，80 年代開始建設連續再生式催化重整裝置，2000 年初建成投產第一套自行編制工藝包和設計的連續重整裝置，2009 年打破了國外對連續催化重整技術的壟斷局勢，成為第三個擁有連續重整工藝的國家。

1 催化重整工藝概述

煉油化工生產過程中，催化重整工藝包括預處理、重整反應、反應物處理、催化劑再生等多個環節。不同催化劑需要不同的再生方式，在進行連續催化重整的過程中，催化劑的再生工藝十分重要，是石油煉油化工生產過程中催化重整獲得最佳產品的必要環節。芳烴型油料的重整效率遠高于乙烯的裂解和催化裂解，乙烯裂解原料的輕質化趨勢越來越明顯，重整會成為未來石油煉油加工的主流趨勢。汽油型油料的流程范圍較大，但雜質成分高、辛烷值低，經過分餾、加氫、重整后才能夠保證汽油的品質[1]。

2 煉油化工催化重整工藝技術措施

煉油化工生產過程中，石油的二次加工催化重整大致可分為預處理、重整反應、反應物處理、催化劑再生等環節。下面分別進行闡述：

2.1 預處理環節

預處理是指石油二次加工過程中對石腦油、汽油等原料進行預分餾、預加氫等處理的環節。其中，預分餾處理環節能夠分餾出原料油中的一些餾分，降低原料油的雜質；預加氫處理環節能夠轉化原料油中的硫、氮、氧化合物，分離原料油中的金屬雜質。經過預分餾和預加氫環節，原料油的品質上升為精制油，可以進行重要的催化重整加工。

2.1.1 預分餾

煉油化工催化重整加工前，預處理階段對原料油的預分餾環節，可根據需要加工的原料油劃分為前預分餾和后預分餾。其中前預分餾是一種主要應用在低硫原料油預處理環節中的處理方式，在精制前對原料油進行餾分切割；后預分餾則是一種主要應用在高硫原料油預處理環節中的處理方式，在精制后對原料油進行餾分切割。前預分餾和后預分餾的目的是一致的，都是對原料油分出拔頭油、塔底油，再通過預加氫、汽提，為后續提高油料的品質和產量打基礎。前預分餾的優點在于蒸發脫水的負荷小，裝置規模小，能夠有效脫出硫化氫、氨、鹽酸、水，提高油料的純度，且只需要全回流操作。后預分餾的優點在于先進行預加氫后進行分餾，溫度控制在65 ℃左右即可[2]。

2.1.2 預加氫

加氫是一種使原料油與氫氣反應提高品質的處理工藝，通常需要一定的溫度和壓強作為基礎環境，并借助催化劑來完成原料油與氫氣的反應。預加氫環節能夠有效實現脫硫、脫氧、脫氮、脫有機金屬化合物的處理需求，并在油料與氫氣的反應中促使烯烴實現飽和，促使有機鹵化物轉化為鹵化氫。預加氫裝置主要包括原料緩沖罐、進料泵、換熱器、加氫加熱爐、分離器、汽提塔、塔底去重整單元。預加氫技術根據針對不同的油料進行反應，大致可分為石腦油加氫、柴油加氫等種類[3]。

2.1.3 蒸發塔

蒸發塔是煉油化工催化重整工藝中十分重要的一個部分，目的是對預分餾、預加氫后的油料進行蒸發除雜質處理，去除預處理后油料中的水、硫化氫、氨，提高精制油的品質。在目前的煉油化工催化重整工藝生產中，全回流的蒸發塔是比較常見的蒸發裝置，設定科學的頂部和底部溫度、壓力能夠有效保證蒸發塔的運行，保證蒸發塔對油料的處理效果。不同油料所需要的蒸發塔運行參數不同，需要回流量、加熱量和重新進料的比例也不同，需要根據實際油料情況進行設定。在蒸發塔運行過程中，技術人員需要全面觀察塔內的各項運行參數，避免蒸發塔回流罐內的液位過高或過低，避免蒸發塔的負荷過高，保證蒸發塔的安全運行。

2.2 催化重整反應環節

精制油直接進入到催化重整工藝后，可以作為基礎原料參與催化重整，在催化劑和氫氣的反應下完成石油化工的二次加工。煉油化工中，經過預處理環節后的催化重整正式反應，主要是針對油料中環烷、烷烴的反應，前者主要是脫氫，后者主要是環化脫氫。五元環烷烴在催化重整過程中會形成異構后的六元環烷烴，這是一種正構烷烴的異構化反應，這種反應能夠有效提高汽油的辛烷值，提高汽油的品質。而且，異構化之后的烷烴更容易進行環化脫氫。烷烴反應過程中通過裂解生成小分子的烷烴，小分子的烷烴相當于催化重整反應環節中的燃料氣體。在這個環節中，油料需要吸收大量的熱來完成反應，因此，技術人員需要保證反應環節的溫度，給催化重整反應提供必要的熱量，避免因熱量不夠而導致反應不充分的問題。通常情況下，需要在催化重整反應環節的反應器前安裝加熱裝置，相應地提高燃燒帶來的溫度。加熱裝置的型號需要與反應環節的型號進行匹配，避免因型號不匹配導致的溫度不達標問題。加熱裝置的安裝，不可避免提高了煉油加工催化重整環節中的生產成本，生產成本增加必然會影響到煉油化工的經濟效益。想要控制生產成本，有必要提高加熱燃料的利用率，加快煉油化工的生產效率。而增加催化劑的催化效率就是提高燃料利用率的有效方法，能夠有效保證煉油化工的生產經濟效益[4]。

2.3 氫氣回路

氫氣是一種十分重要的生產資源，提高對氫氣的利用能夠有效降低煉油化工生產的生產成本支出，增加對原材料的利用率。為氫氣建設一條回路是比較有效地提高氫氣利用率的方式。氫氣回路可以將罐頂抽出的含氫氣體通過壓縮機進行升壓處理，通過換熱器進行氫氣與原料油的混合換熱，降低含氫氣體的熱能，通過空冷或水冷進行含氫氣體降溫，讓降溫后的含氫氣體能夠重新回到生產環節中，替換一部分清潔氫氣，能夠有效降低氫氣的消耗量，降低煉油化工的催化重整生產成本。

2.4 催化劑的再生工藝

在煉油化工催化重整工藝過程中，催化劑的再生技術十分重要，催化劑的再生方式包括循環再生、半再生、連續再生，也是催化重整技術的主要區別所在。而且，催化劑也是煉油化工生產過程中的消耗品，如果能夠進行有效再生，就能夠進一步控制煉油化工的生產成本。常見的催化劑的再生工藝包括燒焦、氧氯化、干燥和還原，都是促使催化劑再生的重要方式。

3 煉油化工催化重整工藝流程中設備的選擇

反應器決定了煉油化工催化重整的質量和效率，設備的選擇十分重要。通常情況下，軸向或者徑向的反應器的選擇需要根據石油的種類不同、工藝不同來進行。其中，軸向反應器為空筒式構造，反應物料豎向通過反應器，設備占地面積較小；徑向反應器包括分氣管、中心管等結構，反應物料從四周到中心通過反應器，物料反應較軸向反應器更加均勻，反應效率也高于軸向反應器。想要保證工藝流程的生產效率和質量，技術人員可以考慮擴大分氣管等結構的截面面積，或開具不同的小孔，調節反應器的進出氣均勻程度，提高煉油化工的生產質量和效率[5]。

4 結語

煉油化工催化重整是石油加工產業中十分重要的二次加工工藝，工藝流程和技術措施是提高催化重整質量和效率的關鍵。在煉油加工催化重整過程中，影響工藝技術的因素包括預處理工藝、催化重整工藝、氫氣回流、催化劑再生等多種，控制好這些因素就能夠有效保證催化重整工藝的生產效率，控制石油煉油化工生產成本，更好的為石油相關領域發展奠定基礎。