重整催化劑優(yōu)化進展

據(jù)報道，在能源轉(zhuǎn)型背景下，汽油需求將下降，但催化重整仍將是全球煉廠生產(chǎn)高辛烷值汽油和芳烴的關(guān)鍵過程。高辛烷值汽油滿足高壓縮比發(fā)動機需求，可以提高燃油車效率。煉廠將面臨處理更困難的挑戰(zhàn)，需要更高精確度并改進催化劑配方。此外，通過催化重整裝置產(chǎn)生芳烴作為石化原料可為減小煉廠范圍排放提供可行的減排方案。重整裝置的副產(chǎn)氫氣仍將是加氫裝置的重要原料，特別是當更難處理的生物柴油混合在汽油中。增加辛烷值和芳烴的主要方法是將石蠟和環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴。為了實現(xiàn)該目標，在固定床或移動床反應(yīng)器中采用了專用的多功能貴金屬催化劑。

連續(xù)催化重整（CCR）催化劑初步優(yōu)化提高經(jīng)濟效益的關(guān)鍵是使用添加劑（改性劑）減少加氫裂化等副反應(yīng)。但關(guān)鍵挑戰(zhàn)是將實驗室配方擴大到工業(yè)規(guī)模，同時確保添加劑在整個載體中的均勻分布。鉑/錫催化劑研究成果用于改進和開發(fā)新一代重整催化劑，包括對固定床鉑/錸催化劑和CCR型鉑/鈦催化劑的影響。

固定床/循環(huán)催化劑制造工藝優(yōu)化顯微探針分析表示，改性劑的添加方式將顯著影響其分布，進而影響裝置性能。結(jié)果顯示，反應(yīng)溫度優(yōu)化了4～5 ℃，失活率降低了近25%。這種改進是在選擇性略有提高的情況下實現(xiàn)的。在催化劑改進中，活性和選擇性需要平衡，活性越高，選擇性越低，通過控制改性劑在整個載體中的分布，實現(xiàn)同時提高活性和選擇性。

催化劑生產(chǎn)規(guī)模擴大和配方優(yōu)化低活性和低穩(wěn)定性的催化劑將直接影響裝置盈利能力，由于連續(xù)工作時間或產(chǎn)能降低，即使選擇性很高，也無法占有市場。隨著制造方案優(yōu)化，有可能在保持相同選擇性的同時將反應(yīng)溫度優(yōu)化10 ℃，并通過降低失活率提高穩(wěn)定性。與未添加改性劑的鉑/錸重整催化劑相比，優(yōu)化后的制備方案使在達到相同穩(wěn)定性的同時，選擇性提高了約1.6%。對于相同的配方，通過優(yōu)化制備方案，實現(xiàn)了活性和穩(wěn)定性的優(yōu)化，推動開發(fā)新系列重整催化劑，滿足客戶個性化需求。

經(jīng)濟效益影響與上一代催化劑相比，新催化劑可以增加產(chǎn)能，改善催化劑活性，提高裝置盈利能力。

CCR催化劑進展與基礎(chǔ)催化劑相比，CCR催化劑幾乎在所有活性下都有更高的選擇性。與固定床反應(yīng)器中使用的鉑/錸催化劑類似，一些裝置在活性方面有邊際效益，其中催化劑設(shè)計的優(yōu)化是至關(guān)重要的。如果配置調(diào)整后，初始活性差別很大，可能將在反應(yīng)溫度優(yōu)化5 ℃的同時保持相同選擇性。

預(yù)計新一代催化劑焦炭量將略有增加，應(yīng)該與過度設(shè)計焦炭燃燒能力匹配，特別是考慮到新催化劑的高水熱穩(wěn)定性，使再生器入口氧含量升高，催化劑表面積損失最小。在某些情況下，在低于設(shè)計刻度、非連續(xù)再生狀態(tài)下運行的裝置可以利用增加焦炭來恢復(fù)連續(xù)再生運行。除了選擇性提高，更高的氫氣產(chǎn)量對二氧化碳排放有直接的影響。目前，氫氣的主要來源是蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化（SMR），每噸純氫氣產(chǎn)生8～12噸二氧化碳，屬于灰氫。

結(jié)論為提高鉑、鉑/錸和鉑/鈦等重整催化劑選擇性，制造商添加了改性劑，選擇性提高但活性降低，而且制造方案更復(fù)雜。優(yōu)化配方可以在提高某種性能的同時保證另一種性能不降低，因此，此前受低穩(wěn)定性和低活性限制的高選擇性配方可以被重新考慮。