我國催化重整裝置發(fā)展空間的探討

張健

摘要：隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，汽油、柴油的應(yīng)用越來越廣泛，加之環(huán)保要求越來越嚴格，因此對汽油、柴油的品質(zhì)提出了更高的要求。催化重整過程的主要目的是生產(chǎn)高辛烷值汽油或芳烴。當生產(chǎn)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(chǎn)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(chǔ)上得到很大的提升，但設(shè)備的耗能、穩(wěn)定生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量方面仍有提升空間。為此，本文基于我國催化重整裝置發(fā)展空間進行分析探討。

關(guān)鍵詞：催化重整；技術(shù)特點；發(fā)展空間

1 導(dǎo)言

目前，工業(yè)應(yīng)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(huán)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(jù)裝置規(guī)模、原料油性質(zhì)、產(chǎn)品要求和資金數(shù)額等因素決定。

2 催化重整工藝流程

煉油廠應(yīng)用的催化重整技術(shù)是一個吸熱過程，隨著反應(yīng)的進行溫度不斷降低，因此，使用3～4個反應(yīng)器串聯(lián)，分別對利用加熱爐對各反應(yīng)器進行加熱，以滿足反應(yīng)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(guān)，依據(jù)再生方式催化劑由半再生式、連續(xù)再生式之分，前者裝置運行一段時間會自動停止，反應(yīng)與再生是間斷的，而后者則是同時進行。連續(xù)再生促使連續(xù)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(chǎn)效率提高。依據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品催化重整生產(chǎn)工藝不同，例如，當生產(chǎn)輕芳烴時，工藝流程涉及原料預(yù)處理、重整反應(yīng)、芳烴分離三個重要部分；當生產(chǎn)高辛烷值汽油時主要涉及原料預(yù)處理、重整反應(yīng)兩個重要部分。其中，原料預(yù)處理主要用于獲得雜質(zhì)含量、餾分范圍滿足要求的重整原料，包括預(yù)分餾、預(yù)脫砷、預(yù)加氫處理，預(yù)分餾實現(xiàn)適合沸程重整原料的切取，并將原料中的部分水分脫去；預(yù)脫砷顧名思義將原料中的砷脫去；預(yù)加氫去除原料中的雜質(zhì)，促使烯烴飽和，防止催化劑積碳發(fā)生。重整反應(yīng)指將預(yù)處理完成的原料進入裝置，和循環(huán)氫進行混合，加熱至490～525℃，在1～2 Mpa環(huán)境下在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)，形成的產(chǎn)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(huán)使用，而液體產(chǎn)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(fā)展及工藝選擇

目前我國煉油工業(yè)正面臨著汽油消耗量激升和環(huán)保法規(guī)日趨嚴格的挑戰(zhàn)，生產(chǎn)符合環(huán)保要求的清潔燃料是我國21世紀實施可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。發(fā)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(jié)構(gòu)，同時還能滿足芳烴和以芳烴為原料的下游石化產(chǎn)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(fā)展

3.1.1 我國催化重整催化劑的發(fā)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(wěn)定性、抗積炭能力、液體產(chǎn)率和芳烴產(chǎn)率等方面均達到或超過國外同類催化劑的指標。2002年開發(fā)的PRT系列催化劑具有成本較低、性能優(yōu)異的特點，被廣泛地應(yīng)用。

連續(xù)重整催化劑的開發(fā)經(jīng)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(wěn)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(wěn)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(xù)重整裝置，特別是再生能力受限制的連續(xù)重整裝置的擴能改造。

3.2 催化重整工藝的發(fā)展

近年來，催化重整工藝的發(fā)展具有如下特點：1）裝置規(guī)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(guī)模增大。不論半再生式重整裝置，還是連續(xù)再生重整裝置，截止2007年統(tǒng)計，年加工能力在Mt以上的工業(yè)裝置總數(shù)在70套以上。2）反應(yīng)壓力逐漸降低。半再生式重整裝置的反應(yīng)壓力變化為3.0MPa→3.5MPa→1.8～2.1mPa→1.2～1.4MPamPa.連續(xù)重整裝置的反應(yīng)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(xù)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(yīng)用，先進控制系統(tǒng)逐步推廣。5）循環(huán)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(jù)經(jīng)濟效益和裝置勞動安全衛(wèi)生評價結(jié)果來慎重選擇。一般考慮下面幾個因素：1）裝置規(guī)模。2）原料油性質(zhì)。3）產(chǎn)品要求。催化重整主要目的產(chǎn)品有兩種。一種是結(jié)合聚酯等化纖生產(chǎn)需要，以生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴（BTX）為目的；一種是以生產(chǎn)高辛烷值汽油調(diào)和組分為目的。結(jié)果表明，采用連續(xù)重整工藝技術(shù)，在經(jīng)濟效益上并未顯示出更大的優(yōu)越性。4）副產(chǎn)氫的利用。連續(xù)重整工藝技術(shù)的優(yōu)點之一是氫氣產(chǎn)率高（比半再生式重整工藝高30%～50%），對經(jīng)濟效益起著重要作用。因此，如果重整副產(chǎn)氫氣不能得到充分利用，則連續(xù)重整工藝的優(yōu)越性就不能充分體現(xiàn)，所以當選擇和評價重整工藝時，應(yīng)考慮副產(chǎn)氫的利用價值。5）資金來源。連續(xù)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(jié)語

催化重整技術(shù)應(yīng)用涉及較多專業(yè)知識，所受影響因素多，因此，為確保煉油廠實際生產(chǎn)工作的正常進行，提高生產(chǎn)效率及質(zhì)量，有必要對催化重整技術(shù)的應(yīng)用進行深入研究。在國內(nèi)催化重整企業(yè)應(yīng)該大力發(fā)展芳烴等石油化工行業(yè)，加快連續(xù)重整工藝國產(chǎn)化的推廣，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，打破長期以來國外公司對連續(xù)重整技術(shù)的壟斷，將有利于催化重整行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[3]路守彥.我國催化重整迅速發(fā)展[J].廣東化工，2013.

（作者單位：大慶石化公司）