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(chǎn)產(chǎn)業(yè)重要的二次加工處理技術，是提高石油化工產(chǎn)物質(zhì)量、提高產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)生廉價副產(chǎn)物的關鍵，能夠有效保證煉油化工企業(yè)提高競爭力，降低企業(yè)生產(chǎn)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(fā)了鉑-錸雙金屬催化劑，80 年代開始建設連續(xù)再生式催化重整裝置，2000 年初建成投產(chǎn)第一套自行編制工藝包和設計的連續(xù)重整裝置，2009 年打破了國外對連續(xù)催化重整技術的壟斷局勢，成為第三個擁有連續(xù)重整工藝的國家。

1 催化重整工藝概述

煉油化工生產(chǎn)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(huán)節(jié)。不同催化劑需要不同的再生方式，在進行連續(xù)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(chǎn)過程中催化重整獲得最佳產(chǎn)品的必要環(huán)節(jié)。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(zhì)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(zhì)成分高、辛烷值低，經(jīng)過分餾、加氫、重整后才能夠保證汽油的品質(zhì)[1]。

2 煉油化工催化重整工藝技術措施

煉油化工生產(chǎn)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(huán)節(jié)。下面分別進行闡述：

2.1 預處理環(huán)節(jié)

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(huán)節(jié)。其中，預分餾處理環(huán)節(jié)能夠分餾出原料油中的一些餾分，降低原料油的雜質(zhì)；預加氫處理環(huán)節(jié)能夠轉(zhuǎn)化原料油中的硫、氮、氧化合物，分離原料油中的金屬雜質(zhì)。經(jīng)過預分餾和預加氫環(huán)節(jié)，原料油的品質(zhì)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(huán)節(jié)，可根據(jù)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(xù)提高油料的品質(zhì)和產(chǎn)量打基礎。前預分餾的優(yōu)點在于蒸發(fā)脫水的負荷小，裝置規(guī)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(yōu)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(zhì)的處理工藝，通常需要一定的溫度和壓強作為基礎環(huán)境，并借助催化劑來完成原料油與氫氣的反應。預加氫環(huán)節(jié)能夠有效實現(xiàn)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(xiàn)飽和，促使有機鹵化物轉(zhuǎn)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(jù)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(fā)塔

蒸發(fā)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(fā)除雜質(zhì)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(zhì)。在目前的煉油化工催化重整工藝生產(chǎn)中，全回流的蒸發(fā)塔是比較常見的蒸發(fā)裝置，設定科學的頂部和底部溫度、壓力能夠有效保證蒸發(fā)塔的運行，保證蒸發(fā)塔對油料的處理效果。不同油料所需要的蒸發(fā)塔運行參數(shù)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(jù)實際油料情況進行設定。在蒸發(fā)塔運行過程中，技術人員需要全面觀察塔內(nèi)的各項運行參數(shù)，避免蒸發(fā)塔回流罐內(nèi)的液位過高或過低，避免蒸發(fā)塔的負荷過高，保證蒸發(fā)塔的安全運行。

2.2 催化重整反應環(huán)節(jié)

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(jīng)過預處理環(huán)節(jié)后的催化重整正式反應，主要是針對油料中環(huán)烷、烷烴的反應，前者主要是脫氫，后者主要是環(huán)化脫氫。五元環(huán)烷烴在催化重整過程中會形成異構后的六元環(huán)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(zhì)。而且，異構化之后的烷烴更容易進行環(huán)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(huán)節(jié)中的燃料氣體。在這個環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)中的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)成本增加必然會影響到煉油化工的經(jīng)濟效益。想要控制生產(chǎn)成本，有必要提高加熱燃料的利用率，加快煉油化工的生產(chǎn)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(chǎn)經(jīng)濟效益[4]。

2.3 氫氣回路

氫氣是一種十分重要的生產(chǎn)資源，提高對氫氣的利用能夠有效降低煉油化工生產(chǎn)的生產(chǎn)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(chǎn)環(huán)節(jié)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(chǎn)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(huán)再生、半再生、連續(xù)再生，也是催化重整技術的主要區(qū)別所在。而且，催化劑也是煉油化工生產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(jù)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(chǎn)效率和質(zhì)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(diào)節(jié)反應器的進出氣均勻程度，提高煉油化工的生產(chǎn)質(zhì)量和效率[5]。

4 結語

煉油化工催化重整是石油加工產(chǎn)業(yè)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(zhì)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(chǎn)效率，控制石油煉油化工生產(chǎn)成本，更好的為石油相關領域發(fā)展奠定基礎。