我国催化重整装置发展空间的探讨

张健

摘要：随着经济的迅速发展，汽油、柴油的应用越来越广泛，加之环保要求越来越严格，因此对汽油、柴油的品质提出了更高的要求。催化重整过程的主要目的是生产高辛烷值汽油或芳烃。当生产高辛烷值汽油时，进料为宽馏分，沸点范围一般采用80～180℃馏分。当生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围一般采用60～145℃馏分或60～165℃馏分。我国催化重整装置虽然在原有基础上得到很大的提升，但设备的耗能、稳定生产及产品质量方面仍有提升空间。为此，本文基于我国催化重整装置发展空间进行分析探讨。

关键词：催化重整；技术特点；发展空间

1 导言

目前，工业应用的催化重整工艺有代表性的主要有三类：第一类是固定床重整工艺，包括固定床半再生和固定床末反再生或循环再生等工艺；第二类是移动床重整工艺，包括轴向重叠式（UOP）和水平并列式（IFP）工艺；第三类是组合式重整工艺，它是固定床和移动床的组合工艺，特别适用于装置改造。催化重整工艺选择主要依据装置规模、原料油性质、产品要求和资金数额等因素决定。

2 催化重整工艺流程

炼油厂应用的催化重整技术是一个吸热过程，随着反应的进行温度不断降低，因此，使用3～4个反应器串联，分别对利用加热炉对各反应器进行加热，以满足反应所需热量。催化重整能否顺利进行与所用的催化剂密切相关，依据再生方式催化剂由半再生式、连续再生式之分，前者装置运行一段时间会自动停止，反应与再生是间断的，而后者则是同时进行。连续再生促使连续重整的进行，期间催化剂能保持较高活性，促使操作周期延长，生产效率提高。依据生产产品催化重整生产工艺不同，例如，当生产轻芳烃时，工艺流程涉及原料预处理、重整反应、芳烃分离三个重要部分；当生产高辛烷值汽油时主要涉及原料预处理、重整反应两个重要部分。其中，原料预处理主要用于获得杂质含量、馏分范围满足要求的重整原料，包括预分馏、预脱砷、预加氢处理，预分馏实现适合沸程重整原料的切取，并将原料中的部分水分脱去；预脱砷顾名思义将原料中的砷脱去；预加氢去除原料中的杂质，促使烯烃饱和，防止催化剂积碳发生。重整反应指将预处理完成的原料进入装置，和循环氢进行混合，加熱至490～525℃，在1～2 Mpa环境下在反应器中发生反应，形成的产物进行换热处理后送入分离器，将含氢气75%～90%的气体分离除，用于循环使用，而液体产物为含有30%～70%的重整汽油。芳烃分离指以二甲基亚砜、三乙二醇醚、二乙二醇醚为溶剂，以重整汽油为原料将芳烃提出，进行精馏处理后获得二甲苯、甲苯、苯等有机化工原料。

3 我国催化重整工艺的发展及工艺选择

目前我国炼油工业正面临着汽油消耗量激升和环保法规日趋严格的挑战，生产符合环保要求的清洁燃料是我国21世纪实施可持续发展的重要战略。发展催化重整装置不但可以提供低烯烃含量、高辛烷值的清洁油品，改善我国汽油组分结构，同时还能满足芳烃和以芳烃为原料的下游石化产品的需求，为加氢工艺提供大量廉价氢源。

3.1 催化重整催化剂的发展

3.1.1 我国催化重整催化剂的发展

我国半再生催化剂在80年代以后以CB系列和39系列两大催化剂为主，主要组成是Pt-Re/γ-AI2O3双（多）金属催化剂，其稳定性、抗积炭能力、液体产率和芳烃产率等方面均达到或超过国外同类催化剂的指标。2002年开发的PRT系列催化剂具有成本较低、性能优异的特点，被广泛地应用。

连续重整催化剂的开发经历了三个阶段，分别为：第一阶段：3861和GCR-10催化剂，活性、选择性、再生性能好，磨损小。第二阶段：3961和GCR-100催化剂，活性和选择性有较大提高，尤其是水热稳定得到大幅度改善。第三阶段：RC-011催化剂，在保持3961和GCR-100催化剂的水热稳定性和活性的同时，进一步提高其选择性，特别是催化剂的积炭大幅度降低，RC-011催化剂适用于各种类型的连续重整装置，特别是再生能力受限制的连续重整装置的扩能改造。

3.2 催化重整工艺的发展

近年来，催化重整工艺的发展具有如下特点：1）装置规模增大。许多加工能力较小的重整装置逐渐被扩能改造，新建装置规模增大。不论半再生式重整装置，还是连续再生重整装置，截止2007年统计，年加工能力在Mt以上的工业装置总数在70套以上。2）反应压力逐渐降低。半再生式重整装置的反应压力变化为3.0MPa→3.5MPa→1.8～2.1mPa→1.2～1.4MPamPa.连续重整装置的反应压力变化为1.1MPa→0.7～0.85mPa→0.35MPa.3）氢/油摩尔比逐渐减少。半再生式重整装置氢/油摩尔比由7.0～8.0减少至5.0～6.0；连续重整装置氢/油摩尔比由4.0～4.5减少至1.5～2.0.4）计算机（DCS）控制广泛应用，先进控制系统逐步推广。5）循环再生重整工艺加工能力占有比例逐步减少。半再生式重整装置加工能力仍占有60%以上。

3.3 催化重整工艺的选择

催化重整工艺的选择首先根据经济效益和装置劳动安全卫生评价结果来慎重选择。一般考虑下面几个因素：1）装置规模。2）原料油性质。3）产品要求。催化重整主要目的产品有两种。一种是结合聚酯等化纤生产需要，以生产轻质芳烃（BTX）为目的；一种是以生产高辛烷值汽油调和组分为目的。结果表明，采用连续重整工艺技术，在经济效益上并未显示出更大的优越性。4）副产氢的利用。连续重整工艺技术的优点之一是氢气产率高（比半再生式重整工艺高30%～50%），对经济效益起着重要作用。因此，如果重整副产氢气不能得到充分利用，则连续重整工艺的优越性就不能充分体现，所以当选择和评价重整工艺时，应考虑副产氢的利用价值。5）资金来源。连续重整工艺的投资较高，如果资金短缺，而固定床半再生重整工艺又能满足要求，选择半再生重整工艺是可取的。

4 结语

催化重整技术应用涉及较多专业知识，所受影响因素多，因此，为确保炼油厂实际生产工作的正常进行，提高生产效率及质量，有必要对催化重整技术的应用进行深入研究。在国内催化重整企业应该大力发展芳烃等石油化工行业，加快连续重整工艺国产化的推广，形成自主知识产权，打破长期以来国外公司对连续重整技术的垄断，将有利于催化重整行业的健康可持续发展。

参考文献：

[1]张世方.催化重整工艺技术发展[J].中外能源，2012.

[2]马爱增.中国催化重整技术进展[J].中国科学：化学，2014.

[3]路守彦.我国催化重整迅速发展[J].广东化工，2013.

（作者单位：大庆石化公司）