影響催化重整汽油辛烷值的因素分析

陳振武

【摘 要】為了得到影響催化重整汽油辛烷值的具體因素，分析了反應(yīng)裝置的基本情況、基本的反應(yīng)原理、添加催化劑的基本情況，在此基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)整理，得出了原料芳烴潛含量對(duì)汽油辛烷值的具體影響，拔頭油外送量對(duì)汽油辛烷值的具體影響。

【Abstract】In order to obtain the specific factors affecting the octane number of catalytic reforming gasoline， the basic situation of the reaction device， the basic reaction principle， and the basic situation of adding catalyst are analyzed.On this basis， through data collation，the specific impacts of aromatic hydrocarbon content and tops quantity to the gasoline octane number is obtained.

【關(guān)鍵詞】催化重整；汽油辛烷值；因素分析

【Keywords】 catalytic reforming； gasoline octane number； factor analysis

【中圖分類號(hào)】TE624 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0174-02

1 引言

在連續(xù)催化重整汽油反應(yīng)過程中，無論是水氯平衡、拔頭油外送量，還是反應(yīng)溫度、原料芳烴的潛含量，都會(huì)直接影響催化重整汽油辛烷值。在反應(yīng)過程中，適當(dāng)提高重整反應(yīng)的溫度可以很好地提高催化重整汽油辛烷值，但是由于需要對(duì)上游裝置進(jìn)行調(diào)整，那么反應(yīng)中的原料芳烴潛含量開始變化，將影響最終的反應(yīng)結(jié)果。拔頭油外送量會(huì)直接影響汽油的組分變化，因此在生產(chǎn)過程中，必須考慮到各方面的影響因素，有效對(duì)其進(jìn)行控制。

2 分析基本數(shù)據(jù)

2.1 分析裝置的基本情況

通過統(tǒng)計(jì)這一裝置年操作時(shí)數(shù)為7440h，也就是310d。主要生產(chǎn)的產(chǎn)品是重整氫氣1.0×104t/a，石腦油6.05×104t/a，重整汽油12.85×104t/a。使用了連續(xù)再生催化重整技術(shù)，該工藝主要有以下特點(diǎn)。

第一，利用了連續(xù)催化重整工藝，通過重整反應(yīng)后，經(jīng)過穩(wěn)定塔，脫C6塔，可以將C6、C5組分離出來，為芳烴裝置提供了苯，并有效控制了重整汽油苯超標(biāo)的問題，同時(shí)生產(chǎn)出高辛烷值汽油。由于重整工藝存在很多利用因素，因此在改進(jìn)時(shí)選用了連續(xù)再生重整方式，主要技術(shù)原理就是對(duì)石油進(jìn)行二次加工，重整原料是引進(jìn)蒸餾的直餾石腦油，經(jīng)過預(yù)加氫處理后給重整提供精制油。重整反應(yīng)采用PS-6催化劑，該催化劑由撫順生產(chǎn)。除此之外，使用的重整反應(yīng)器是四個(gè)疊加在一起的，屬于徑向反應(yīng)器，采用了美國的超低壓UOP重整工藝，以此來提高汽油辛烷值的技術(shù)。

具體而言，使用的連續(xù)再生重整工藝應(yīng)用了連續(xù)再生催化劑的催化重整過程。進(jìn)行汽油加工時(shí)，使用了四個(gè)疊加在一起的重整反應(yīng)器，設(shè)置催化劑移動(dòng)是串聯(lián)，循環(huán)氫和原料油進(jìn)行并流，其經(jīng)過每一臺(tái)反應(yīng)器時(shí)，必須要經(jīng)過加熱爐加熱。從最后一個(gè)反應(yīng)器出來的催化劑還需要進(jìn)入再生提升系統(tǒng)。完成再生環(huán)節(jié)之后，再返回到第一反應(yīng)器，對(duì)于這一類的催化重整而言，由于催化劑活性能保持在接近新鮮催化劑的水平，因此操作壓力可以低到0.3～0.7MPa，芳烴轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。通過這一工藝流程，有效提高了轉(zhuǎn)化率，雖然工藝設(shè)備的投入也大幅度增加，但是由于技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，影響因素較少，很明顯地提高了汽油辛烷值。

第二，該設(shè)備安裝了四臺(tái)反應(yīng)器，循環(huán)氫與精制油混合后，通過纏繞管式換熱器后，進(jìn)入四合一爐加熱后依次經(jīng)過四個(gè)徑向反應(yīng)器，通過四合一爐補(bǔ)償了反應(yīng)中的熱量損失。四個(gè)應(yīng)器添加了PS-6型催化劑，通過催化劑再生系統(tǒng)，這樣很好地發(fā)揮了催化劑的優(yōu)勢(shì)，對(duì)整個(gè)操作周期，催化劑合理進(jìn)行了改善，將優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，除此之外，還增加了重整產(chǎn)品收率，有利于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期的延長。第三點(diǎn)，使用的重整加熱爐，選用的是倒U型爐管，多路并聯(lián)，有效地降低了壓降，另外，在2016年檢修期間，四合一爐引進(jìn)了余熱回收系統(tǒng)，大大降低了能耗，很好地提高了加熱爐效率。

2.2 分析反應(yīng)中的基本原理

在催化重整汽油反應(yīng)中，主要涉及加氫裂化反應(yīng)，烷烴的脫氫環(huán)化反應(yīng)，六元環(huán)烷的脫氫反應(yīng)，五元環(huán)烷的脫氫異構(gòu)反應(yīng)，直鏈烷烴異構(gòu)化反應(yīng)，為了方便理解，附表1如下，詳細(xì)介紹了各種化學(xué)反應(yīng)和對(duì)應(yīng)的反應(yīng)情況。

通過對(duì)反應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)的分析，得出以下結(jié)論：直鏈烷烴小于支鏈烷烴，支鏈烷烴小于芳烴辛烷值。由此可見，在進(jìn)行高辛烷值汽油生產(chǎn)過程中，這四種反應(yīng)都是非常有利的，其中正構(gòu)烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)效果最為明顯，其可以使辛烷值大幅度提高，因此在以后工作中要予以更多的關(guān)注。

2.3 分析添加催化劑的基本情況

國外在催化劑分段裝填工藝方面比較領(lǐng)先，但是近些年國內(nèi)也加大了研究力度，也取得了很好的成果。由于裝置中各段反應(yīng)情況不同，為了讓反應(yīng)效果達(dá)到最佳，就必須有針對(duì)性地選用催化劑，有效發(fā)揮不同催化劑的不同作用，促進(jìn)反應(yīng)提高實(shí)際效果。在該裝置中使用的主要催化劑為PS-6。

上述催化劑都是以γ—Al2O3作為實(shí)際載體的，在金屬狀態(tài)下呈現(xiàn)氧化態(tài)，因此其擁有很好的穩(wěn)定性、選擇性和活性，實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中可以在低反應(yīng)溫

度和高空速的情況下進(jìn)行高辛烷值汽油的生產(chǎn)加工，但是在實(shí)際操作中也要注意一些細(xì)節(jié)，如對(duì)于第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器而言，應(yīng)該向內(nèi)部裝入具有很強(qiáng)抗

干擾能力的PS-6型催化劑，由于進(jìn)料過程中會(huì)存在重金屬、氮、硫、水等雜質(zhì)的干擾，這種催化劑抗干擾能力強(qiáng)，因此可以有效發(fā)揮其催化作用。對(duì)于第三反應(yīng)器和第四反應(yīng)器而言，其具有很強(qiáng)的操作性，在反應(yīng)過程中添加PS-6催化劑，就可以有效發(fā)揮這一催化劑的長處，有效提高連續(xù)重整過程中穩(wěn)定性和液收性。

3 分析催化重整汽油辛烷值的具體影響因素

3.1 分析原料芳烴潛含量對(duì)汽油辛烷值的影響

芳烴潛含量和重整指數(shù)都可以很好地描述重整原料的油質(zhì)量，國內(nèi)通常使用芳烴潛含量這一指標(biāo)進(jìn)行衡量。

使用蒸餾的直餾石腦油時(shí)，其中的組成不同，如環(huán)烷烴含量高達(dá)72.66wt%，除此之外，芳烴潛的含量是0.5ppm，而氮和硫的含量都在0.5ppm以下[1]，水的含量在10ppm以下，重金屬的含量更低，在加工生產(chǎn)過程中，沒有必要對(duì)原料做預(yù)加氫處理，其自身就是非常好的重整原料。在連續(xù)重整進(jìn)料量當(dāng)中，如果反應(yīng)時(shí)的溫度沒有差別，對(duì)原料中的組成部分進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)在原料中芳烴潛含量由烷烴脫氫環(huán)化都是生成芳烴的反應(yīng)，對(duì)于芳烴而言，其擁有非常好的辛烷值，另外，直鏈烷烴異構(gòu)也能提高辛烷值。原料中芳烴潛含量從63.9%提高到65.8%，提高了約1.9%，而重整汽油的辛烷值卻提高了2.4個(gè)百分點(diǎn)，由此可見，含有環(huán)烷烴比較多的原料就是最好的重整原料。

3.2 分析拔頭油外送量對(duì)汽油辛烷值的影響

為了有效控制產(chǎn)品中苯的含量，一般在進(jìn)料時(shí)控制其溫度在80～180℃范圍，在其進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)之前，還需要對(duì)原料組分進(jìn)行切割。當(dāng)進(jìn)料量、操作壓力、原料性質(zhì)不發(fā)生變化的情況下[2]，對(duì)四個(gè)反應(yīng)器的入口溫度進(jìn)行調(diào)整，分別設(shè)定為472.9℃、472.9℃、472.9℃和473℃，在此之后，提高反應(yīng)溫度到479℃、479℃、479℃和478.9℃，然后進(jìn)行測(cè)算，發(fā)現(xiàn)連續(xù)重整汽油辛烷值提高了1.2個(gè)百分點(diǎn)，當(dāng)反應(yīng)溫度降低到472.5℃后，汽油辛烷值下降到1.5個(gè)百分點(diǎn)，由此可見，提高重整反應(yīng)溫度影響辛烷值，通過深入的研究發(fā)現(xiàn)在重整反應(yīng)溫度不斷升高后，裂化反應(yīng)和烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)增加，重整反應(yīng)產(chǎn)物總芳烴轉(zhuǎn)化率提高。

4 總結(jié)

通過以上對(duì)連續(xù)催化重整汽油辛烷值的影響因素分析，發(fā)現(xiàn)原料芳烴潛含量，拔頭油外送量對(duì)重整汽油辛烷值都有很大影響，為了提高反應(yīng)效果，合理地選用催化劑，有效控制影響因素，就可以達(dá)到理想效果。

【參考文獻(xiàn)】

【1】林森.芳烴型和汽油型連續(xù)重整技術(shù)選擇研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，，2016，36（14）：7-11.

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