重整催化剂优化进展

据报道，在能源转型背景下，汽油需求将下降，但催化重整仍将是全球炼厂生产高辛烷值汽油和芳烃的关键过程。高辛烷值汽油满足高压缩比发动机需求，可以提高燃油车效率。炼厂将面临处理更困难的挑战，需要更高精确度并改进催化剂配方。此外，通过催化重整装置产生芳烃作为石化原料可为减小炼厂范围排放提供可行的减排方案。重整装置的副产氢气仍将是加氢装置的重要原料，特别是当更难处理的生物柴油混合在汽油中。增加辛烷值和芳烃的主要方法是将石蜡和环烷烃转化为芳烃。为了实现该目标，在固定床或移动床反应器中采用了专用的多功能贵金属催化剂。

连续催化重整（CCR）催化剂初步优化提高经济效益的关键是使用添加剂（改性剂）减少加氢裂化等副反应。但关键挑战是将实验室配方扩大到工业规模，同时确保添加剂在整个载体中的均匀分布。铂/锡催化剂研究成果用于改进和开发新一代重整催化剂，包括对固定床铂/铼催化剂和CCR型铂/钛催化剂的影响。

固定床/循环催化剂制造工艺优化显微探针分析表示，改性剂的添加方式将显著影响其分布，进而影响装置性能。结果显示，反应温度优化了4～5 ℃，失活率降低了近25%。这种改进是在选择性略有提高的情况下实现的。在催化剂改进中，活性和选择性需要平衡，活性越高，选择性越低，通过控制改性剂在整个载体中的分布，实现同时提高活性和选择性。

催化剂生产规模扩大和配方优化低活性和低稳定性的催化剂将直接影响装置盈利能力，由于连续工作时间或产能降低，即使选择性很高，也无法占有市场。随着制造方案优化，有可能在保持相同选择性的同时将反应温度优化10 ℃，并通过降低失活率提高稳定性。与未添加改性剂的铂/铼重整催化剂相比，优化后的制备方案使在达到相同稳定性的同时，选择性提高了约1.6%。对于相同的配方，通过优化制备方案，实现了活性和稳定性的优化，推动开发新系列重整催化剂，满足客户个性化需求。

经济效益影响与上一代催化剂相比，新催化剂可以增加产能，改善催化剂活性，提高装置盈利能力。

CCR催化剂进展与基础催化剂相比，CCR催化剂几乎在所有活性下都有更高的选择性。与固定床反应器中使用的铂/铼催化剂类似，一些装置在活性方面有边际效益，其中催化剂设计的优化是至关重要的。如果配置调整后，初始活性差别很大，可能将在反应温度优化5 ℃的同时保持相同选择性。

预计新一代催化剂焦炭量将略有增加，应该与过度设计焦炭燃烧能力匹配，特别是考虑到新催化剂的高水热稳定性，使再生器入口氧含量升高，催化剂表面积损失最小。在某些情况下，在低于设计刻度、非连续再生状态下运行的装置可以利用增加焦炭来恢复连续再生运行。除了选择性提高，更高的氢气产量对二氧化碳排放有直接的影响。目前，氢气的主要来源是蒸汽甲烷转化（SMR），每吨纯氢气产生8～12吨二氧化碳，属于灰氢。

结论为提高铂、铂/铼和铂/钛等重整催化剂选择性，制造商添加了改性剂，选择性提高但活性降低，而且制造方案更复杂。优化配方可以在提高某种性能的同时保证另一种性能不降低，因此，此前受低稳定性和低活性限制的高选择性配方可以被重新考虑。