PS-VI重整催化剂运行初期与末期性能分析

蒋 项 羽

（中国石化镇海炼化分公司，浙江宁波315207）

PS-VI重整催化剂运行初期与末期性能分析

蒋 项 羽

（中国石化镇海炼化分公司，浙江宁波315207）

阐述了PS-Ⅵ型连续重整催化剂在中国石化镇海炼化分公司0.8 Mt/a连续重整装置上工业应用的情况。为全面考察该催化剂的性能，分别在催化剂运行初期（15个运行周期）和末期（541个运行周期）对装置进行了性能标定。结果表明：随着使用时间延长，催化剂比表面积从运行初期的187 m2/g下降至末期的143 m2/g，铁质量分数从运行初期的280μg/g上升至末期的2 400μg/g，从而导致运行末期催化剂活性比初期下降4.1℃，稳定汽油收率下降1.77百分点，芳烃收率下降1.13百分点，氢气产率下降0.2百分点，装置的效益下降2 813.6万元/a。从换剂的技术经济性方面考虑，连续重整催化剂的使用不应该盲目追求时间长，应以实现炼油厂的经济效益最大化为目标，结合目前装置4年一修的运行周期，建议考虑4年更换一次催化剂。

连续的 催化重整 催化剂 性能 运转周期

中国石化镇海炼化分公司0.8 Mt/a连续重整装置采用美国UOP公司开发的第二代超低压连续重整工艺，由UOP公司负责基础设计，洛阳石化工程公司负责工程设计，中国石化第三建设公司进行施工安装。装置在首次开工中采用当时较先进的从国外进口的连续重整催化剂，于1996年12月31日投料试车一次成功。在2001年5月装置大修时，换用了中国石化石油化工科学院开发的PS-Ⅵ催化剂［1-3］（工业牌号RC011）。在工业应用试验成功的情况下，2007年4月换剂时继续采用PS-Ⅵ催化剂。至2012年9月，PS-Ⅵ催化剂运转达541个周期。为全面考察该催化剂的性能，分别在催化剂运行初期（2007年6月，15个运行周期）和末期（2012年9月，541个运行周期）对装置进行性能标定。

1 原料及再生剂性质

初期和末期标定期间的原料性质见表1。从表1可知，与初期标定原料相比，末期标定原料的密度较大，初馏点温度高8℃，50%馏出温度、90%馏出温度和终馏点分别高9，12，7℃，芳烃潜含量高7.9百分点。

PS-Ⅵ催化剂是低铂含量连续重整催化剂，以γ-Al2O3为担体，含有铂、锡、氯等组分。该催化剂具有低积炭、高选择性的特点，且具有良好的耐磨性和水热稳定性。初期和末期标定期间PS-Ⅵ再生剂的理化性质见表2。从表2可知，催化剂运行541个周期后，比表面积从187 m2/g下降至143 m2/g，铁质量分数从280μg/g上升至2 400μg/g。

表1 两次标定期间的原料性质

表2 两次标定期间PS-Ⅵ再生剂的理化性质

2 操作条件

两次标定期间的操作条件见表3。由表3可知，与初期标定相比，末期标定的液时空速提高0.08 h－1，WABT提高2.3℃。

表3 两次标定期间的操作条件

3 标定结果及技术分析

3.1 标定结果

初期和末期标定期间的产品收率和性质指标见表4。由表4可知，与初期标定结果相比，末期标定的稳定汽油RON上升0.2个单位，稳定汽油芳烃质量分数上升0.50百分点，稳定汽油收率下降0.79百分点，芳烃收率下降0.10百分点，重整转化率下降26.55百分点。

表4 两次标定结果比较

3.2 技术分析

3.2.1 催化剂活性比较 “催化剂活性”是指使用一种特定的催化剂生产出满足规定质量指标要求的产品所需要的操作温度WAIT或WABT值。对于同样质量的产品（相同辛烷值的重整稳定汽油），重整催化剂所需要的WAIT或WABT值越低，说明其活性越好。但是反应空速、原料性质和其它反应条件都对反应结果有不同程度的影响。

在比较催化剂活性时，对于相同的重整原料和操作工况（反应空速、反应压力、氢油比、WAIT或WABT值等），如果使用催化剂A得到汽油产品辛烷值要高于使用催化剂B得到的汽油产品辛烷值，可以认为催化剂A的活性比催化剂B高。因此，为准确比较重整催化剂的活性，可以采用KBC重整Ref-Sim模拟软件，根据运行末期催化剂的标定数据确定模型参数，采用运行初期的原料、氢油比和稳定汽油辛烷值，计算得到在末期条件下的反应温度、液体收率、芳烃产率及氢气产率等数据。再将这些模拟数据与初期标定数据进行比较，从而得到催化剂运行末期与运行初期的各项指标差值。运行末期PS-Ⅵ催化剂活性、液体收率、芳烃收率及氢气产率的校正结果见表5。

表5 运行末期PS-Ⅵ催化剂活性、液体收率、芳烃收率及氢气产率的校正结果

从表5可知，在相同的重整原料和工况下，稳定汽油要达到相同的辛烷值，运行末期PS-Ⅵ催化剂所需要的WABT值比初期高4.1℃，即在运行541个周期后，PS-Ⅵ催化剂活性下降4.1℃。氢气产率下降0.2百分点。

3.2.2 催化剂选择性比较 “重整催化剂稳定汽油选择性”是指该催化剂生产C5＋液体（重整汽油）的能力。反应产物中C5＋液体收率越高，说明催化剂的稳定汽油选择性越好。由于催化剂的选择性受重整原料性质、产品辛烷值和平均反应压力等因素影响，有必要对相关工况进行校正，从而准确反映出两种催化剂的选择性差异。从表5可知，除去重整原料性质、稳定汽油产品辛烷值、平均反应压力和氢油比对重整汽油收率的影响后，末期PS-Ⅵ催化剂的稳定汽油体积收率较初期下降1.77百分点。

“重整催化剂芳烃选择性”是指该催化剂生产芳烃的能力。同样，重整原料性质和操作苛刻度对催化剂的芳烃选择性均有一定程度影响，需进行校正计算。从表5可知，除去重整原料性质、稳定汽油产品辛烷值（操作苛刻度）对芳烃收率的影响后，末期PS-Ⅵ催化剂的芳烃收率较初期下降1.13百分点。

3.2.3 经济效益分析 从催化剂活性和选择性对比结果来看，PS-Ⅵ催化剂的末期活性比更换初期下降4.1℃，即在相同的重整原料、反应空速和其它反应条件下，达到同样的辛烷值产品，重整反应温度需提高4.1℃，增加了重整反应炉负荷。根据此数据，可以计算得出在其它条件不变的情况下，重整四合一炉的负荷增加2 337 k W（扣除余热回收系统回收的热量），燃料消耗增加482 t/a（按8 640 h计算），如燃料成本按0.3万元/t计算，则该重整装置的燃料成本增加144.6万元/a。

另外，相对于运行初期，PS-Ⅵ催化剂在运行末期的稳定汽油收率下降1.77%，汽油产量降低15 280 t/a，如果重整汽油价格按6 319元/t（不含税）计算，液化气价格按4 572元/t（不含税）计算，则装置的经济效益下降2 669万元/a。

将上述两项合并，受催化剂性能下降的影响，该重整装置年运行效益下降2 813.6万元/a（按8 640 h计算，不包括芳烃收率下降的损失）。

4 结论及建议

（1）PS-Ⅵ重整催化剂运行541个周期后，仍然保持较高的选择性和稳定性，催化剂寿命达到协议指标（不小于400再生周期）。

（2）随着使用时间延长，PS-Ⅵ再生剂的比表面积逐步下降，铁含量上升，导致运行末期的催化剂活性比初期下降4.1℃，稳定汽油收率下降1.77百分点，芳烃收率下降1.13百分点，氢气产率下降0.2百分点。

（3）受催化剂末期活性和选择性下降的影响，重整装置在运行末期的效益较运行初期下降2 813.6万元/a（不包括芳烃收率下降的损失）。从换剂的技术经济性方面考虑，连续重整催化剂的使用不应盲目追求时间长，而应以实现炼油厂的经济效益最大化为目标，结合目前装置4年一修的运行周期，建议考虑4年更换一次催化剂。

［1］马爱增，潘锦程，杨森年，等.低积炭速率连续重整催化剂的研发及工业应用［J］.石油炼制与化工，2012，43（4）：15-20

［2］鲍伟.PS-Ⅵ催化剂与RegenCⅡ连续再生技术的配套工业应用［J］.石油炼制与化工，2010，41（8）：34-37

［3］王以科，潘茂华.PS-Ⅵ连续重整催化剂工业运转性能跟踪［J］.石油炼制与化工，2008，39（7）：36-40

PERFORMANCE ANALYSIS OF PS-VI CONTINUOUS REFORMING CATALYST AT SOR AND EOR

Jiang Xiangyu
（SINOPEC Zhenhai Refining and Chemical Company，Ningbo，Zhejiang 315207）

This article expounds the commercial application of PS-Ⅵcatalyst（RC011），developed by Research Institute of Petroleum Processing，in the 0.8 Mt/a continuous reforming unit（CRU）of SINOPEC Zhenhai Refining and Chemical Company（ZRCC）.In order to examine if the activity and selectivity has changed，the calibrations of the unit are conducted at its SOR and EOR stages.It is discovered that after running for 541 operation cycles，the surface area of the catalyst decreases from 187 m2/g at SOR to 143 m2/g at EOR and iron content increases form 280μg/g at SOR to 2 400μg/g at EOR，resulting in decrease of the catalyst activity by 4.1℃and the selectivity of the stabilized gasoline，aromatics and H2yield decreases 1.77%，1.13%and 0.2%，respectively.These changes result in the benefit of the device falling 28.136 million yuan/a.It is suggested that the replacement of the catalyst be once every 4 years to keep pace with the factory overhaul cycle every four-years.

continuous；catalytic reforming；catalyst；performance；operation cycles

2013-10-14；修改稿收到日期：2013-12-10。

蒋项羽（1982—），男，工程师，从事催化重整和芳烃抽提等装置工艺技术管理工作。

蒋项羽，E-mail：jiangxy.zhlh＠sinopec.com。