不同運行周期重整催化劑性能對比

邵會生，高英超，李班

不同運行周期重整催化劑性能對比

邵會生，高英超，李班

（中國石油大連石化分公司，遼寧 大連 116033）

大連石化公司220萬t·a-1連續(xù)重整裝置分別于2014年和2017年更換中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院研發(fā)的PS-Ⅵ型重整催化劑。選取了催化劑使用時間基本相同的兩組數(shù)據(jù)，從催化劑活性、催化劑選擇性和催化劑再生性3方面進行對比。結(jié)果表明：本周期催化劑綜合性能好于上周期。最后，提出優(yōu)化催化劑性能的幾點措施。

連續(xù)重整；重整催化劑；活性；選擇性

大連石化公司220萬t·a-1連續(xù)重整裝置分別于2014年和2017年更換中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院研發(fā)、中國石油天然氣股份有限公司撫順石化分公司催化劑廠生產(chǎn)的PS-VI型重整催化劑，本文簡稱上周期和本周期。2017年7月下旬和8月初，重整催化劑連續(xù)受到硫、氮等雜質(zhì)沖擊，造成了催化劑顏色發(fā)灰、活性下降，2019年7月裝置通過調(diào)整氯化區(qū)溫度、加大注氯量等措施，催化劑性能得到較好恢復(fù)。本文為了對比上周期和本周期催化劑末期性能，選取了催化劑使用時間基本相同的兩組數(shù)據(jù)，分別為2016年9月至2017年3月和2019年9月至2020年3月。

1 重整原料芳潛和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)對比

重整原料芳烴潛質(zhì)量分數(shù)（簡稱芳潛）和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)是描述重整原料質(zhì)量的具體指標。除催化劑性能外，原料芳潛和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)對產(chǎn)品產(chǎn)率和辛烷值影響較大。想要對比催化劑性能，原料芳潛和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)應(yīng)盡量相同。

如圖1所示，本周期原料芳潛和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)與上周期基本相同，無明顯變化。

2 催化劑活性對比

2.1 反應(yīng)溫度

催化劑活性是指使用一種特定的催化劑生產(chǎn)出滿足規(guī)定質(zhì)量指標要求的產(chǎn)品所需要的操作溫度，即加權(quán)平均入口溫度WAIT或加權(quán)平均床層溫度WABT[1]。對于生產(chǎn)同樣質(zhì)量的產(chǎn)品，重整催化劑所需要的WAIT或WABT值越低，說明其活性越好。

圖1 原料芳潛和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)

如圖2所示，本周期和上周期脫戊烷塔底汽油辛烷值基本相同。如圖3所示，重整處理量本周期較上周期多約20 t·h-1，但WAIT（紅色區(qū)域）卻基本相同，本周期WABT值較上周期低約2 ℃。

如圖3黃色區(qū)域所示，相同重整處理量下，本周期WABT值較上周期低1.31 ℃。

圖3 重整進料量和WAIT/WABT值

2.2 芳烴轉(zhuǎn)化率

重整催化劑活性越好，芳烴轉(zhuǎn)化率越高，但芳烴轉(zhuǎn)化率受原料影響較大，原料N+A低，轉(zhuǎn)化率相對提高。

圖4 芳烴轉(zhuǎn)化率

本周期芳烴轉(zhuǎn)化率和上周期基本相同。

2.3 脫戊烷塔底油C8+非芳質(zhì)量分數(shù)

雖然重整反應(yīng)WAIT或WABT值以及芳烴轉(zhuǎn)化率可反映催化劑活性，但是反應(yīng)空速、原料性質(zhì)和其他反應(yīng)條件都對反應(yīng)結(jié)果有不同程度的影響。一般以重整脫戊烷油中C8+非芳質(zhì)量分數(shù)作為衡量催化劑活性的另一種方法，通常脫戊烷塔底油C8+非芳質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不大于2.5%。

如圖5所示，本周期脫戊烷塔底油C8+非芳質(zhì)量分數(shù)均不大于2.5%，說明目前催化劑活性較好。

3 催化劑選擇性對比

3.1 C5+液收

重整催化劑選擇性可分為催化劑穩(wěn)定汽油選擇性和催化劑芳烴選擇性。催化劑穩(wěn)定汽油選擇性是指該催化劑生產(chǎn)C5+液體（重整汽油）的能力。反應(yīng)產(chǎn)物中C5+液體收率越高，說明催化劑的穩(wěn)定汽油選擇性越好[2]。

圖5 脫戊烷塔底油C8+非芳質(zhì)量分數(shù)

圖6 C5+液收

從圖6可見，上周期和本周期的C5+液收基本相同。原料性質(zhì)接近時，反應(yīng)壓力對液收的影響最大，而兩個周期反應(yīng)壓力基本一致，因此可排除反應(yīng)壓力對液收的影響。

3.2 芳烴產(chǎn)率

重整催化劑芳烴選擇性是指該催化劑生產(chǎn)芳烴的能力。反應(yīng)產(chǎn)物中芳烴產(chǎn)率越高，說明催化劑的芳烴選擇性越好。

圖7 芳烴產(chǎn)率

由圖7可見，本周期芳烴產(chǎn)率明顯高于上周期，說明本周期催化劑的芳烴選擇性好于上周期。

3.3 含氫氣體收率

重整反應(yīng)含氫氣體收率主要與催化劑的選擇性、原料組成以及反應(yīng)條件（反應(yīng)溫度和壓力）有關(guān)。

由圖8可見，本周期的含氫氣體收率高于上周期。而本周期反應(yīng)溫度和壓力和上周期基本相同，可排除反應(yīng)條件對收率的影響。

另外，本周期和上周期含氫氣體組分無明顯變化，因此本周期的純氫氣體收率同樣高于上周期。

圖8 含氫氣體收率

4 催化劑再生性能對比

4.1 催化劑比表面積

由于上周期催化劑比表面積下降較快，對催化劑活性、選擇性及再生性影響較大，裝置利用2017年停工檢修更換新催化劑，同時甩掉氯吸附，增設(shè)再生煙氣脫氯罐。由圖9所示，本周期甩掉氯吸附后，催化劑比表面積下降速度明顯下降，本周期催化劑再生運轉(zhuǎn)235周期時比表面積為159 m2·g-1，與上周期同期相比高了11 m2·g-1。

圖9 催化劑比表面積

4.2 再生催化劑氯質(zhì)量分數(shù)和催化劑氯差

圖10顯示了再生催化劑氯質(zhì)量分數(shù)和催化劑氯差。

圖10 再生催化劑氯質(zhì)量分數(shù)和催化劑氯差

由圖10可以看出，本周期再生催化劑氯質(zhì)量分數(shù)約高于上周期0.1%，受此影響，本周期再生催化劑氯質(zhì)量分數(shù)與待生催化劑氯差略高于上周期。

4.3 再生催化劑外觀分析

2017年7月20日，由于上游石腦油加氫裝置聯(lián)鎖停工，造成重整進料硫質(zhì)量分數(shù)超標，隨后發(fā)現(xiàn)催化劑變灰，說明催化劑鉑金屬分散度低[3]。2019年7月裝置通過調(diào)整氯化區(qū)溫度、加大注氯量等措施，催化劑性能得到較好恢復(fù)，催化劑外觀轉(zhuǎn)好，見圖11。恢復(fù)后的催化劑幾乎無灰劑，外觀也明顯好于上周期同期。

圖11 催化劑外觀

5 結(jié) 論

1）本周期原料芳潛和環(huán)烷烴質(zhì)量分數(shù)與上周期基本相同，本周期和上周期催化劑末期對比可排除原料變化的影響。

2）相同重整負荷下，本周期WAIT/WABT值低于上周期，說明本周期催化劑活性好于上周期。同時本周期脫戊烷塔底C8+非芳質(zhì)量分數(shù)均不大于2.5%，同樣說明本周期催化劑活性較好。

3）本周期芳烴產(chǎn)率和含氫氣體收率均高于上周期，說明本周期催化劑選擇性好于上周期。

4）甩掉氯吸附后，催化劑比表面積下降速度大幅降低，與上周期相比催化劑具有較高的比表面積，持氯能力良好。

5）從再生催化劑外觀來看，催化劑顏色正常，說明鉑分散較好，催化劑再生性能良好。

綜上所述，本周期催化劑綜合性能高于上周期，這得益于裝置采取了以下措施優(yōu)化催化劑性能：嚴格控制重整進料雜質(zhì)，避免硫中毒、重金屬中毒、氮中毒、高水沖擊、高干點進料等問題的影響。適當降低再生器氧質(zhì)量分數(shù)，提高催化劑循環(huán)速率，提高氧氯化區(qū)溫度，促進鉑分散，保證重整催化劑的氫鉑比不低于0.9。抓好精準注氯注硫，注氯注硫泵入口增設(shè)標定柱，保證精準注氯注硫。控制好催化劑水氯平衡，減少氯損失；選擇合理的重整反應(yīng)苛刻度，發(fā)揮催化劑最佳性能，保證重整產(chǎn)物芳烴轉(zhuǎn)化率和裝置長周期運行。

［1］徐承恩.催化重整工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2006.

［2］蔣項羽.PS-VI重整催化劑運行初期與末期性能分析[J].石油煉制與化工，2014，45(3)：66-68.

［3］王杰廣，濮仲英，馬愛增.連續(xù)重整催化劑嚴重硫中毒和積炭案例分析[J].煉油技術(shù)與工程，2015，45(9)：56-60.

Performance Comparison of Continous Reforming Catalysts in Different Operating Periods

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（PetroChina Dalian Petrochemical Company, Dalian Liaoning 116033, China）

The 2.2Mt·a-1CCR of PetroChina Dalian petrochemical company renewed the PS-VI reforming catalysts developed by Sinopec research institute of petroleum processing in 2014 and 2017 respectively. In this paper, two groups of data with basically same service time were selected and compared from three aspects of catalyst activity, selectivity and regeneration. The results showed that the overall performance of the catalyst in this cycle was better than that in the previous cycle. At the same time, several measures were proposed to optimize the catalyst performance.

Continuous catalytic reforming; Reforming catalysts; Activity; Selectivity

2021-01-27

邵會生（1987-），男，遼寧省大連市人，工程師，碩士，2012年畢業(yè)于大連理工大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)，研究方向：連續(xù)催化重整技術(shù)管理。

TE624.4+2

A

1004-0935（2021）04-0536-04