中温催化剂在轻石脑油异构化装置中的应用

李涛(长江大学，湖北 荆州 434023)

中温催化剂在轻石脑油异构化装置中的应用

李涛(长江大学，湖北 荆州 434023)

介绍了目前国内外工业上广泛应用的低温和中温异构化催化剂，应用于异构化装置所生成的异构化油辛烷值达到的水平、主要操作条件、催化剂要求的使用条件等。描述了Pd/丝光沸石中温异构化催化剂在异构化工艺中从装填、到干燥、还原、生产操作条件等。

C5/C6异构化；催化剂；汽油调和组分；辛烷值

1 前言

随着国家环保形势的日趋严峻，在国家对车用汽油标准连续升级的大环境下，各石化企业纷纷调整汽油池中各油品的调和组分，以满足国V、国VI汽油标准。新的汽油标准在对辛烷值要求水平总体提高的同时，对烯烃、芳烃的含量也有了严格的控制。经过异构化工艺反应和分离过的重置装置轻石脑油(C5/C6烷烃)具有辛烷值较高且不含烯烃和芳烃的特点，是理想的汽油调和组分。在异构化装置中中温催化剂以它的操作条件温和，对杂质要求相对宽松，无废碱液处理等优势广泛被大家认可。

2 几种异构化催化剂对比

催化剂是烷烃异构化技术的核心，目前国内各企业的异构化装置所使用的催化剂以双功能催化剂为主，分为高温、中温及低温型三类。而应用最多的是低温和中温两种催化剂。

(1) 高温催化剂 早期开发的催化剂通常是将贵金属Pt或Pd载于氧化铝晶体等载体上制成，操作温度较高近500℃。这类催化剂抗硫、抗水能力的能力相对较强，但其异构化率低并伴有裂解反应，异构油辛烷值和液体收率低，需在高循环比条件下操作，因此，这类催化剂实际上已被淘汰。

(2) 低温催化剂 低温双功能催化剂是以贵金属Pd或Pt为活性中心，以多孔、比表面积大，吸附性能好的η-Al2O3为载体，并经氯化后以提高催化剂的酸性，活性较高，反应在150℃以内即可完成，反应中裂解率低，副产物少，一次通过辛烷值可达83-87。低温催化剂虽然具有稳定性、催化活性、产品辛烷值高等优点，但其对反应的条件和环境要求严格，对原料油品中的水、总硫、苯、C7等含量的要求苛刻，尤其是水分，微量的水就能造成催化永久性中毒，因此该技术通常要设置专门的原料和新氢干燥设施。另外为保持催化剂的酸性，进料中还需注入氯化物，设备腐蚀严重。

(3) 中温催化剂 中温异构化技术需要的反应温度比低温催化剂略高，这样就使得活性略低的异构化催化剂得以开发并应用。主要有担载贵金属铂或钯的氧化铝晶体、分子筛及丝光沸石的中温型催化剂。这类催化剂对轻石脑油异构化具有较高的活性和选择性，如Pt或Pd/丝光沸石催化剂在260～280℃的温度范围内可使C5、C6的异构化反应达到接近平衡的转化率，同时其对原料中的硫要求≤35ppm、水要求≤50ppm较比低温催化剂更为宽松，另外催化剂失活后可以再生。一次通过产品辛烷值最好可达79-85。

中温双功能催化剂虽然一次通过产品辛烷值不如低温催化剂，但其对原料的适应性好，不需要复杂的前路预处理设备，另外无需进行加氯操作以维持催化剂活性，因而也不存在后续的废碱液处理和排放问题。整体简化了装置流程，降低总体投资的同时也减弱了环保压力。

3 Pd/丝光沸石中温异构化催化剂的工业应用

Pd/丝光沸石属于中温双功能催化剂，异构化反应由金属Pd提供了加氢和脱氢的活性中心，丝光沸石提供了反应载体好人固体酸性中心，在反应器中临氢环境下进行，完成异构化反应。

(1) 催化剂的装填 选择无风晴朗天气进行催化剂装填作业。反应器下床层：自下而上装填Φ13、Φ6、Φ3瓷球，催化剂，Φ3、Φ6瓷球，压紧板，冷氢盘；上床层：自下而上装填Φ6、Φ3瓷球，催化剂，Φ3、Φ6瓷球，压紧板。堆密度0．5-0．7g．ml-1。

(2) 催化剂的干燥还原 进油前需对催化剂进行干燥和还原。催化剂装填完毕气密测试合格后，加热炉点火升温，启动压缩机。以10-15℃/h的速度升温，当温度升到135℃以上时，再提高反应器压力至1．0MPa，继续升温，最后使反应器床层在320-350℃条件下对催化剂进行脱水。期间各温度点热紧，各低点定期切水。催化剂干燥后开启氢气压缩机进氢气循环，以50℃/h的速度给反应器升温，当反应器温度升至135℃时，控制反应器压力升至1．0 MPa，继续升温至170℃恒温3小时后升至250℃时恒温15小时。再升温至430-450℃时恒温12小时。升温过程中每隔半个小时低点排污阀门，进行脱水。确认无明水排出后，视为催化剂还原结束。还原结束，将床层降温至240℃，准备进油。

(3) 反应系统进油 经过前路预分离后的油品进入反应器，保持反应器反应温度控制在255-270℃之间，压力1．8-2．2MPa，氢油比500。一次通过反应器，可将原料重整轻石脑油辛烷值由60提升至80-85，总体提升20个单位。

4 结语

随着国家汽油标准的不断提升，具有辛烷值较高且不含烯烃和芳烃特点的异构化汽油调和组分在炼厂汽油调和过程中将得到广泛应用。而在轻石脑油异构化生产工艺中中温催化剂将以它对原料适应性强、工艺流程简单、投资成本低、无环境影响等优点将在轻石脑油异构化技术上占具一席之地。

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