国内外催化重整工艺技术进展

张健

摘要：催化重整是炼油与石油化生产过程中的关键技术之一，其工作时在一定温度、压力下，同时利用催化剂的作用，使汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构，从而生成芳烃和高辛烷值重整汽油，并副产大量氢气的工艺过程。催化重整出的芳烃、高辛烷值重整汽油以及氢气利用价值高，利用量大，所以催化重整技术的发展直接关系到国计民生。鉴于此，本文就针对国内外催化重整工艺技术进展进行阐述。

关键词：催化重整；工艺技术；研究进展

1 导言

催化重整工艺技术的发展经历了固定床临氢重整、流化床临氢重整、移动床催化重整、固定床半再生催化重整（下文简称“半再生重整”）工艺、循环再生催化重整工艺和移动床连续再生催化重整（下文简称“连续重整”）工艺。但是，尽管目前催化重整工艺是非常成熟的工艺，但面临全球运输燃料需求增加、芳烃原料需求激增、加氢工艺发展需要廉价氢源、环保法规和条例日趋严格的挑战，催化重整工艺将仍然会持续发展。

2 催化连续重整工艺发展

2.1 国外连续重整工艺

在国外，连续催化重整专利技术主要有美国环球油公司（UOP）和法国油品研究院（IFP）2家，反应条件及产品收率大致相同，工艺技术没有大的差别，2个公司的工艺流程具有着各自的特点。

1）美国UOP连续催化重整工艺流程是反应器重叠布置，催化剂从第1个反应器靠重力依次流经重叠的第2、第3反应器。从最下面的1个反应器出来后，用N2将催化剂提升到再生器頂，除去粉尘后进入再生器。催化剂在再生器内经烧焦、氯化、干燥3个区，再经N2置换后，用H2提升到反应器顶，用H2还原后，进人第1个反应器，这样完成1个循环。反应器与再生器之间均设有料斗。

2）法国IFP的连续催化重整工艺流程是反应器并列布置，各反应器均设有料斗和提升器，顶上设有上部料斗。催化剂从第1反应器至最后1个反应器是通过气体输送的。从最后1个反应器底出来的催化剂用气体提升，定期进人再生器。再生器内催化剂在固定状态下烧焦、氯化、焙烧。再生后的催化剂经还原后再送人第1反应器顶部。

2.2 国内连续重整工艺

我国的重整工艺技术在不断消化吸收先进的连续催化重整技术中发展，低压组合床重整技术开发成功后，在2000年投入生产。此后在消化吸收国外先进技术的基础上，又成功开发出轴向和径向2种移动床烧炭过程再生器的设计软件，并用其设计出了3种不同催化剂循环量的轴—轴两段组合烧炭和轴—径两段组合烧炭的新型轴流移动床再生器。这种再生器实现了物料气固活塞型流动，不但使再生器的结构合理、简单，而且在床层温度分布和烧炭效率等方面均有优势。

3 半再生重整工艺发展

半再生重整工艺一般被称为半再生重整工艺。工作时，催化重整装置连续运行，当到达一定时间后，此时催化剂由于依附在其上的积碳达到一定数量，使得催化剂的活性大大降低，装置中的反应温度急剧升高，从而导致产品的产量减少。为使产品产量得到保证，此时催化重整装置立即停工，并对催化剂进行就地再生。典型的半再生重整工艺有：美国Chevron Corporation发明的Rheniforming工艺，美国UOP发明的Platforming工艺，美国Engelhard Minerals and Chemicals Corp与ARCO发明的Magnaforming工艺，美国Air Productsand Chemicals发明的Houdriforming工艺。80年代以后我国半再生重整得到一定发展，与国外重整快速发展比较起来，还是比较晚。我国半再生重整一般采用的是Magnaforming工艺。

4 催化重整催化的发展

4.1 半再生重整催化剂

目前，含铂铼的多金属或双金属催化剂基本应用在世界上大多数半再生重整装置中。UOP公司生产的催化剂，如R-50，R-56，R-60，R-62，R-72，R-86，R-98等，它们属于铂铼系列。而我国半再生重整催化剂主要是由中国石化石油化工科学研究院（RIPP）和中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）研制。其中RIPP发明的PR-A/B、PR-C/D、PRT-A/B和PRT-C/D类型催化剂，它们的特点是制备方法先进、可靠，比表面积和孔结构适宜以及载体纯度高。FRIPP研制的CB-5、CB-5B、CB-8、CB-11等多种重整催化剂，在工业装置上使用取得了良好的经济效益和社会效益，使我国的半再生重整催化剂及工艺技术上了一个新台阶。

4.2 连续重整催化剂

目前国际上连续重整催化剂主要以双金属（Pt-Sn）催化剂为主。美国UOP公司生产的连续重整催化剂主要有第一代R-16和R-20，它们的活性组分是Pt-Re和Pt-Ge，特点是低水热稳定性、低选择性；第二代R-30、R-32和R-34，较第一代的选择性有所改善；第三代R-132、R-134、R-174和R-162，解决了水热稳定性较低问题，提高了选择性，并且开发了高活性、高水热稳定性；第四代R-234、R-273和R-264，解决了历代催化剂积炭速率较高的问题，同时活性有所下降。从第二代到第四代催化剂的活性组分都是Pt-Sn。目前，我国连续重整催化剂的研制技术已经基本成熟，也是以双金属催化剂Pt-Sn为主，主要由中国石化石油化工科学研究院（RIPP）进行研制。RIPP研制的连续重整催化剂按照催化剂的特点分为四代。第一代PS-Ⅱ和PS-Ⅲ，特点是活性高，选择性和磨损性较好；第二代PS-Ⅳ和PS-Ⅴ，较第一代活性和选择性有所提高，水热稳定性较好；第三代PS-Ⅵ，选择性进一步提升，积炭速率下降；第四代PS-Ⅶ，选择性更进一步提升，积炭速率大幅下降，并有更高的水热稳定性和抗磨损能力。由此可见，我国连续重整催化剂的研制基本可与国外研制技术相媲美。

5 结语

随着中国对高标号汽油、芳烃及衍生物消费、加氢工艺氢源需求的日渐增加，拓宽重整原料的来源显得尤为重要。催化重整工艺则扮演着重要角色，将成为油品升级的重要手段，同时也将迎来新一批重整项目的建设，从而促进了催化重整技术的进一步研究和发展。能否突破现有重整反应途径和传统催化重整碳原子数不变的原则，设计新型催化重整反应途径，开发出新型催化反应所需的工艺和催化剂将成为未来发展的方向。

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]苗兴东.催化重整工艺技术进展分析[J].广东化工，2012.

[3]李本柱.炼油催化重整工艺技术探析[J].中国化工贸易，2014.

（作者单位：大庆石化公司）