移動床輕烴芳構(gòu)化催化劑RF-4的研發(fā)及工業(yè)應(yīng)用

王子健，馬愛增，于中偉，劉洪全，王杰廣，劉建良，張新寬，張榕芯

(中國石化石油化工科學(xué)研究院，北京 100083)

據(jù)預(yù)測，到2025年我國原油加工能力將達(dá)到930 Mt/a，而隨著煉油和化工能力的持續(xù)提高，副產(chǎn)的低價值輕烴資源也將大量增加。我國石油資源相對緊缺，如何利用好這部分?jǐn)?shù)量可觀的輕烴組分，增加其附加值進(jìn)而提高煉化企業(yè)的效益成為越來越緊迫的任務(wù)[1-2]。輕烴芳構(gòu)化是輕烴組分在改性擇形分子篩的催化作用下發(fā)生裂解、異構(gòu)化、齊聚、環(huán)化脫氫和氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為高價值芳烴并副產(chǎn)氫氣的石油加工技術(shù)，具有原料適應(yīng)性廣、產(chǎn)品價值高、工藝流程簡單、建設(shè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展迅速[3]。芳構(gòu)化的反應(yīng)原料通常為煉化企業(yè)副產(chǎn)的低價值C4～C7組分，不與催化重整、蒸汽裂解和催化裂解等核心裝置爭奪石腦油原料，可充分利用現(xiàn)有石油組分，拓寬生產(chǎn)芳烴的原料來源。此外，輕烴芳構(gòu)化裝置的純氫產(chǎn)率與催化重整裝置基本相當(dāng)，其產(chǎn)生的富氫干氣可以作為變壓吸附裝置的氫源，供煉化企業(yè)使用。作為一種輕烴深加工技術(shù)，輕烴芳構(gòu)化技術(shù)能有效解決相關(guān)企業(yè)輕烴高價值利用的困難，使全廠經(jīng)濟(jì)效益最大化，正日益受到眾多煉化企業(yè)的關(guān)注。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)了多種輕烴芳構(gòu)化技術(shù)，主要分為固定床和移動床兩種工藝形式。其中，采用固定床技術(shù)的有Mitsubishi Oil公司的Z-Forming工藝、Sanyo公司的Alpha工藝、Mobil公司的M2-Forming工藝、中國石化石油化工科學(xué)研究院(簡稱石科院)的LHTA-F工藝、中國石化洛陽工程公司的GTA工藝等[4]。上述固定床技術(shù)均采用多個絕熱反應(yīng)器輪流切換的循環(huán)再生式反應(yīng)流程。由于輕烴芳構(gòu)化催化劑一般為不含貴金屬的分子篩，積炭失活較快，單程運(yùn)轉(zhuǎn)周期較短，催化劑需要頻繁切換出反應(yīng)流程進(jìn)行燒炭再生，整體技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益較低。為了實(shí)現(xiàn)裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，基于UOP公司的催化劑連續(xù)再生技術(shù)和BP公司的Ga改性ZSM-5催化劑，雙方于1984年聯(lián)合開發(fā)了Cyclar工藝，并在蘇格蘭建設(shè)了工業(yè)示范裝置，但仍存在干氣產(chǎn)率過高、催化劑運(yùn)行穩(wěn)定性差等問題，未見相關(guān)技術(shù)進(jìn)展和工業(yè)應(yīng)用報道[5]。

近年來，隨著具有自主知識產(chǎn)權(quán)的連續(xù)再生技術(shù)及國產(chǎn)連續(xù)重整技術(shù)的成功開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用，石科院的移動床技術(shù)平臺趨于成熟，將其應(yīng)用于輕烴芳構(gòu)化反應(yīng)也成為可能[6]。不同于催化重整催化劑，輕烴芳構(gòu)化催化劑中占比較大的是無黏結(jié)性的ZSM-5分子篩，如何制備滿足移動床連續(xù)流動要求(如強(qiáng)度、磨損率、球形度)和催化性能要求(如分子篩含量、反應(yīng)活性、水熱穩(wěn)定性和再生性能)的球形催化劑，成為移動床輕烴芳構(gòu)化成套技術(shù)開發(fā)中的關(guān)鍵和難點(diǎn)。針對影響催化劑和芳構(gòu)化反應(yīng)的諸多因素，石科院開展了全面的研發(fā)工作，目前已經(jīng)掌握了完善的球形分子篩催化劑制備技術(shù)和移動床輕烴芳構(gòu)化工藝成套技術(shù)。以下詳細(xì)介紹石科院移動床球形輕烴芳構(gòu)化催化劑的研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用情況。

1 實(shí) 驗

1.1 試劑和原料

制備載體所用的氫型納米級ZSM-5分子篩來自中國石化催化劑有限公司長嶺分公司，硅鋁比為50，干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.00%；SB粉(高純氫氧化鋁)來自德國Sasol公司，干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75.00%。滴球所用的煤油購自美國Sigma-Aldrich公司；液體石蠟油購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硝酸、尿素、六次甲基四胺和氨水購自北京化學(xué)試劑公司，均為分析純；催化劑評價所用的異丁烷購自北京華元化工氣體有限公司，體積分?jǐn)?shù)大于99.5%。

1.2 分子篩小球載體的制備

以ZSM-5分子篩和SB粉為原料，加入一定量的硝酸水溶液常溫膠溶1 h，而后加入一定量的膠凝劑(尿素、六次甲基四胺)混合攪拌0.5 h制成溶膠，通過乳膠滴管將溶膠滴入油氨柱或熱油柱內(nèi)成型，收集成球，用去離子水洗滌，100 ℃干燥2 h，550 ℃焙燒4 h，制得分子篩小球載體。

1.3 移動床芳構(gòu)化小球催化劑的制備

根據(jù)改性組元M、N的目標(biāo)負(fù)載量，分別配制合適濃度的改性前軀體水溶液，采用等體積浸漬法，室溫下用改性前軀體水溶液浸漬分子篩小球載體4 h，然后將其在120 ℃干燥12 h，550 ℃焙燒4 h，制得移動床芳構(gòu)化小球催化劑。

1.4 催化劑表征

分子篩小球載體及催化劑的壓碎強(qiáng)度采用大連設(shè)備診斷器廠生產(chǎn)的ZQJ智能顆粒強(qiáng)度試驗機(jī)測定；粒徑和球形度采用德國RETSCH公司生產(chǎn)的Camsizer形態(tài)分析儀測定；催化劑的組成采用Rigaku 3271型X射線熒光光譜儀測定；吡啶吸附紅外光譜酸性采用德國Bruker公司生產(chǎn)的IFS113型傅里葉變換紅外光譜儀分析；積炭量采用LECO公司生產(chǎn)的CS-444硫碳儀測定；BET比表面積和孔體積采用Micromeritics公司生產(chǎn)的ASAP2400靜態(tài)氮自動吸附儀測定；27Al和31P魔角旋轉(zhuǎn)核磁共振(MAS-NMR)譜圖采用Varian INOVA 300型核磁共振波譜儀測定。

1.5 催化劑的反應(yīng)性能評價與再生性能考察

輕烴芳構(gòu)化催化反應(yīng)與催化劑再生性能評價試驗均在10 mL固定床微反裝置上進(jìn)行，催化劑裝量10.0 g。反應(yīng)前先將催化劑在500 ℃下用N2活化1 h，然后調(diào)整至反應(yīng)溫度后開始進(jìn)料。反應(yīng)產(chǎn)物組成由美國安捷倫公司生產(chǎn)的7980A型氣相色譜儀采用多維氣相色譜全分析法進(jìn)行在線分析。

催化劑再生時切斷原料，打開空氣和氮?dú)膺M(jìn)氣閥，在反應(yīng)器壓力為0.5 MPa、溫度為500 ℃、一定的再生氣氧體積分?jǐn)?shù)及氣/劑體積比條件下進(jìn)行催化劑再生。再生尾氣中二氧化碳含量由北京北分麥哈克分析儀器有限公司生產(chǎn)的QGS-08C紅外二氧化碳分析儀確定。當(dāng)檢測尾氣中無二氧化碳時，再生結(jié)束。

在對反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，原料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物收率采用歸一化法計算，如式(1)～式(4)所示。

(1)

(2)

(3)

(4)

2 結(jié)果與討論

2.1 分子篩小球載體成型

輕烴芳構(gòu)化催化劑的主要組分是分子篩，而分子篩粉體的自身結(jié)構(gòu)性質(zhì)存在難以膠溶的問題。傳統(tǒng)制備毫米級分子篩球常采用滾球法，普遍存在小球強(qiáng)度低、粒徑分布不均一、磨損粉塵多等問題，主要應(yīng)用于固定床領(lǐng)域[7]。因此，開發(fā)嚴(yán)格滿足連續(xù)流動要求的小球載體是移動床成套技術(shù)開發(fā)的核心難題。

首先，研究了滴球法對分子篩成形的影響，選取油氨柱法和熱油柱法兩種較為成熟的成形工藝路線進(jìn)行考察。以SB粉為基質(zhì)原料、以硝酸作為膠溶劑、以尿素和六次甲基四胺作為膠凝劑分別制備了多批次ZSM-5分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的小球載體，主要結(jié)果如表1所示。

表1 采用不同滴球法的分子篩小球載體成形結(jié)果

從試驗過程和表1可以看出：滴球過程中未加入膠凝劑時，溶膠雖能收縮成球，但黏聚力差，取出時易破碎，無法收集到小球成品；而隨著尿素和六次甲基四胺的引入，成球效果明顯改善，取球順利，成品收率較高，尤其是熱油柱法成形得到的小球載體強(qiáng)度更優(yōu)、球形度較高，達(dá)到了移動床工藝中實(shí)現(xiàn)連續(xù)流動對催化劑的基本要求(壓碎強(qiáng)度大于40 N/粒，球形度大于95%)。

在熱油柱法的優(yōu)選條件下進(jìn)行了不同分子篩含量的小球載體成形效果考察，結(jié)果如表2所示。從表2可以看出：隨著分子篩含量的增加，小球載體的壓碎強(qiáng)度和球形度依次降低、粒徑逐漸增加，尤其是分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%時，壓碎強(qiáng)度下降較為明顯，低于40 N/粒；而分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于55%的情況下，小球載體的壓碎強(qiáng)度和球形度均可保持在較高水平，有利于靈活調(diào)變移動床球形芳構(gòu)化催化劑的組分構(gòu)成。

表2 不同分子篩含量的小球載體成形結(jié)果

2.2 球形分子篩催化劑的改性

以ZSM-5分子篩作為催化劑主體時，輕烴芳構(gòu)化反應(yīng)是一個單純的酸催化過程，存在副反應(yīng)多、芳烴選擇性有限，積炭迅速、催化劑易失活等問題，為此需要對ZSM-5分子篩催化劑進(jìn)行改性優(yōu)化。其中，有研究者引入Ga等金屬元素，借助金屬離子與分子篩本體B酸位之間的相互作用，使B酸向L酸轉(zhuǎn)化形成脫氫活性中心，能夠在保證ZSM-5分子篩骨架結(jié)構(gòu)不受破壞的前提下，增強(qiáng)催化劑的脫氫能力，并抑制由強(qiáng)B酸引發(fā)的裂化和氫解等副反應(yīng)，進(jìn)而改善催化劑的芳構(gòu)化能力[8]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)在ZSM-5分子篩中引入Si等非金屬元素，也會引起其酸性和孔道的變化，進(jìn)而影響催化劑的性能[9]。

以ZSM-5分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的小球為載體，采用等體積浸漬法制備了金屬改性組元M質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為(基準(zhǔn)-2.0)%、基準(zhǔn)%和(基準(zhǔn)+2.0)%的球形催化劑，其強(qiáng)度和在反應(yīng)溫度為520 ℃、進(jìn)料質(zhì)量空速為0.5 h-1、反應(yīng)壓力為0.1 MPa、反應(yīng)時間為72 h條件下的異丁烷芳構(gòu)化反應(yīng)性能評價結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，小球載體經(jīng)過金屬組元M改性后壓碎強(qiáng)度有所提高，而且在M質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(基準(zhǔn)-2.0)%時，異丁烷芳構(gòu)化反應(yīng)的干氣收率明顯下降，芳烴收率大幅提高，說明金屬M(fèi)是優(yōu)良的芳構(gòu)化催化劑改性組元。

表3 金屬組元M改性對催化劑芳構(gòu)化性能的影響

表4為金屬組元M改性前后分子篩催化劑的酸量對比。從表4可以明顯看出：未改性的ZSM-5分子篩的B酸酸量最高，但其芳構(gòu)化活性和選擇性不高；少量M的引入使分子篩表面的B酸酸量明顯降低，而隨著M含量的繼續(xù)增加，B酸酸量的變化幅度減??；同時，L酸酸量則隨M含量的增加而明顯升高，但L酸酸量最高時的催化劑活性和選擇性也并非最佳，說明芳構(gòu)化性能不能單獨(dú)用B酸酸量或L酸酸量來直接關(guān)聯(lián)。M的引入確實(shí)減少了分子篩的B酸中心數(shù)量，形成了新L酸中心，以芳烴收率為指標(biāo)的芳構(gòu)化性能與B酸及L酸均有關(guān)系。多年來學(xué)者們關(guān)于輕烴芳構(gòu)化反應(yīng)機(jī)理的研究表明，輕烴芳構(gòu)化反應(yīng)是歷經(jīng)多個步驟、在不同的酸中心上完成的，催化劑需要適當(dāng)B酸和L酸中心的配合起作用[10]。結(jié)合表3異丁烷反應(yīng)性能來看，ZSM-5分子篩催化劑中金屬組元M適宜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(基準(zhǔn)-2.0)%。

表4 金屬組元M改性前后分子篩催化劑的酸量

以前述負(fù)載M質(zhì)量分?jǐn)?shù)(基準(zhǔn)-2.0)%的分子篩小球為載體，通過等體積浸漬法制備了非金屬組元N質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為(基準(zhǔn)-2.0)%、基準(zhǔn)%和(基準(zhǔn)+2.0)%的球形催化劑，其強(qiáng)度和反應(yīng)溫度為520 ℃、進(jìn)料質(zhì)量空速為0.5 h-1、反應(yīng)壓力為0.1 MPa、反應(yīng)時間為72 h反應(yīng)性能評價結(jié)果如表5所示。從表5可以看出，含M分子篩小球繼續(xù)經(jīng)N改性后，其壓碎強(qiáng)度進(jìn)一步提高；而隨著N含量的增加，異丁烷轉(zhuǎn)化率、干氣和芳烴收率均逐漸降低，說明引入N會降低催化劑的酸量和酸強(qiáng)度，使得芳構(gòu)化過程中裂解、氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)速率明顯降低。

表5 非金屬組元N改性對催化劑芳構(gòu)化性能的影響

值得注意的是，引入少量的N時，芳烴收率下降幅度不大，而且反應(yīng)72 h后催化劑的積炭量下降明顯，因此需要從分子篩結(jié)構(gòu)的角度對N改性的影響進(jìn)行研究。圖1為N改性前后分子篩催化劑的27Al MAS-NMR圖譜。從圖1可以看出：催化劑中未引入N時，化學(xué)位移在7和53的兩個峰分別歸屬分子篩的六配位非骨架Al和四配位骨架Al，二者強(qiáng)度均隨N含量的提高而有所降低，說明發(fā)生了分子篩脫Al現(xiàn)象，進(jìn)而減弱了催化劑的酸性和活性，這與表5的結(jié)果一致；而N質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于基準(zhǔn)%時，四配位骨架Al的峰強(qiáng)度變化較小，脫Al現(xiàn)象主要發(fā)生于非骨架Al，使得分子篩的孔道結(jié)構(gòu)、酸功能和反應(yīng)性能得到了較好的保持，目標(biāo)產(chǎn)物選擇性較高。同時，引入N后在化學(xué)位移39處出峰，且峰強(qiáng)度隨N含量的提高而增加，即Al的存在形態(tài)發(fā)生了變化，引入的N以氧橋與分子篩表面Al原子鍵合，形成了新的N—O—Al配位結(jié)構(gòu)；而高含量N的引入會造成骨架Al的過度脫除，形成大量的新配位結(jié)構(gòu)，不僅嚴(yán)重?fù)p失分子篩的酸性功能，而且會堵塞孔道、影響反應(yīng)物擴(kuò)散，從而造成催化劑活性大幅降低，結(jié)合芳烴收率最大化考慮，適宜的N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為基準(zhǔn)%。

圖1 N改性前后分子篩催化劑的27Al MAS-NMR圖譜

此外，因為積炭具有擇形性，會優(yōu)先形成于分子篩外表面的強(qiáng)酸中心，并緩慢向非骨架Al或基質(zhì)氧化鋁遷移并沉積[11]，N的引入不僅調(diào)控了分子篩的表面酸性，抑制積炭前身物的產(chǎn)生，明顯降低催化劑的積炭速率，而且形成的新配位結(jié)構(gòu)可以抑制積炭的沉積，從而大幅降低催化劑的積炭量。這對降低催化劑再生負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)移動床芳構(gòu)化裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。綜合以上工作，以優(yōu)選的滴球載體經(jīng)改性處理后制得移動床球形分子篩輕烴芳構(gòu)化催化劑RF-4。

2.3 催化劑單程運(yùn)轉(zhuǎn)壽命

移動床工藝的特點(diǎn)是球形催化劑在系統(tǒng)中不斷地移動，經(jīng)過反應(yīng)、提升、再生、提升返回反應(yīng)形成循環(huán)，一般5～7 d的循環(huán)時間在移動床反應(yīng)-再生系統(tǒng)的設(shè)計中比較常見，而在默認(rèn)原料基本完全轉(zhuǎn)化的情況下，催化劑的單程運(yùn)轉(zhuǎn)壽命決定了其在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)停留時間和再生器設(shè)計規(guī)模的選擇[12]。為此，對成品RF-4催化劑，在進(jìn)料質(zhì)量空速為0.5 h-1、反應(yīng)壓力為0.1 MPa的條件進(jìn)行了單程反應(yīng)壽命試驗，結(jié)果如表6所示。從表6可以看出，RF-4催化劑可以在反應(yīng)溫度520 ℃下穩(wěn)定運(yùn)行16 d，而后隨著催化劑的積炭失活，芳烴收率略有降低，為此需逐漸提高反應(yīng)溫度以維持催化劑的活性，最終在保證芳烴收率大于50%的情況下，催化劑單程運(yùn)行了28 d，平均芳烴收率可達(dá)54%。這說明RF-4催化劑穩(wěn)定性優(yōu)良，為該催化劑在移動床芳構(gòu)化工藝中應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

表6 RF-4催化劑的單程轉(zhuǎn)化壽命試驗結(jié)果

2.4 催化劑再生性能

移動床工藝的優(yōu)勢是無需停工切換，直接在線循環(huán)再生催化劑，這就要求催化劑具有優(yōu)良的再生性能，可承受不間斷地多次再生，同時維持較高的活性、選擇性和機(jī)械強(qiáng)度[13]。為此，對RF-4催化劑的再生性能進(jìn)行了詳細(xì)考察，利用大空速快速積炭和高氧含量快速燒焦的方法完成了催化劑的100次再生，并在此過程中間斷考察了在反應(yīng)溫度為520 ℃、進(jìn)料質(zhì)量空速為0.7 h-1、反應(yīng)壓力為0.1 MPa、反應(yīng)時間為72 h條件下再生催化劑的芳構(gòu)化反應(yīng)性能和物化性質(zhì)，結(jié)果如表7和表8所示。

表7 再生催化劑的反應(yīng)性能評價結(jié)果

表8 再生催化劑的物化性質(zhì)變化

從表7可以看出：隨著再生次數(shù)的增多，催化劑的活性較新鮮劑有所下降，催化劑在66次再生前活性變化不大，芳烴收率下降幅度小于5%；而在66次至100次再生階段，催化劑失活加快，芳烴收率降幅較大，說明經(jīng)過反復(fù)多次再生后催化劑的芳構(gòu)化活性有所損失；此外，隨著催化劑再生次數(shù)的增多，干氣收率呈下降趨勢，說明催化劑的再生過程除燒炭作用外，還對催化劑有一定程度的減活作用，導(dǎo)致其酸性減弱、裂解活性下降。同時，從表8的物化性質(zhì)數(shù)據(jù)可以看出：經(jīng)多次再生后，催化劑的總比表面積、孔體積和壓碎強(qiáng)度均有一定程度的降低，但是隨著再生次數(shù)的增加降幅減小，尤其是再生超過60次后，催化劑的比表面積和孔體積以及壓碎強(qiáng)度變化很小，說明再生多次后催化劑的物化性質(zhì)趨于穩(wěn)定；值得注意的是，隨著催化劑再生次數(shù)的增加，其中分子篩部分所占比表面積只是略有降低，而基質(zhì)部分比表面積則下降較多，說明再生過程對于催化劑基質(zhì)的影響較大，而對起主要作用的分子篩影響較小。再生試驗結(jié)果說明，催化劑可至少穩(wěn)定運(yùn)行66個周期循環(huán)，按7 d循環(huán)一周期計算，催化劑至少可穩(wěn)定運(yùn)行460 d，達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用要求。

2.5 RF-4催化劑的工業(yè)應(yīng)用

基于以上結(jié)果，RF-4球形分子篩芳構(gòu)化催化劑于2011年在某廠的國內(nèi)首套移動床碳四芳構(gòu)化裝置上成功進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用。該裝置采用石科院的LHTA-M移動床芳構(gòu)化工藝技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，流程示意見圖2。

圖2 LHTA-M移動床碳四芳構(gòu)化裝置工藝流程示意

工業(yè)裝置加工的醚后碳四原料組成如表9所示。為了滿足上下游流程的要求，目標(biāo)產(chǎn)品兼顧了汽油方案和芳烴方案，主要運(yùn)行結(jié)果如表10所示。裝置按汽油方案操作時，可以獲得相對于進(jìn)料中烯烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)89.2%的高辛烷值汽油調(diào)合組分；按芳烴方案操作時，不僅可以得到超過50%的芳烴收率，而且高價值的氫氣收率達(dá)到3.1%。此外，長期運(yùn)行跟蹤結(jié)果顯示，RF-4催化劑在LHTA-M移動床碳四芳構(gòu)化裝置的使用壽命超過3年，經(jīng)歷150個循環(huán)周期，損耗量低于5%，末期催化劑的壓碎強(qiáng)度仍可保持在40 N/粒以上。以上數(shù)據(jù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于技術(shù)保證值，催化劑反應(yīng)性能和再生性能表現(xiàn)優(yōu)異。

表9 LAHT-M移動床碳四芳構(gòu)化裝置醚后碳四原料組成 w，%

表10 LAHT-M移動床碳四芳構(gòu)化裝置運(yùn)行結(jié)果

長期以來，固定床芳構(gòu)化工藝的單程運(yùn)轉(zhuǎn)周期在30～60 d之間，反應(yīng)過程中催化劑逐漸積炭失活，采用不斷提升反應(yīng)溫度的方法也難以穩(wěn)定地維持催化劑活性，單程運(yùn)轉(zhuǎn)后期的原料轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)品收率明顯降低(見表6)，同時催化劑完全失活后還需切換進(jìn)入再生操作，損失了大量反應(yīng)時間，自動化水平和經(jīng)濟(jì)效率較低。而移動床芳構(gòu)化工藝一般設(shè)置7 d的循環(huán)周期，催化劑連續(xù)反應(yīng)、再生，可以保證芳構(gòu)化反應(yīng)始終處于最佳的反應(yīng)溫度和催化劑活性下運(yùn)行，使得目標(biāo)產(chǎn)品收率明顯高于同等規(guī)模的固定床反應(yīng)裝置。綜合以上研究開發(fā)和工業(yè)應(yīng)用結(jié)果，以RF-4催化劑和移動床連續(xù)再生工藝為核心的芳構(gòu)化成套技術(shù)自動化程度高、安全可靠，能有效解決煉化企業(yè)輕烴難以加工的困難，增產(chǎn)高價值化工品，使全廠效益最大化，在煉油向化工轉(zhuǎn)型的大背景下具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 結(jié) 論

(1)針對移動床工藝對催化劑連續(xù)流動和反應(yīng)性能的要求，以優(yōu)選的滴球載體經(jīng)特殊元素改性處理后制得移動床球形分子篩輕烴芳構(gòu)化催化劑RF-4。RF-4具有優(yōu)良的輕烴芳構(gòu)化活性、選擇性等反應(yīng)性能和壓碎強(qiáng)度高、球形度高、再生性能好等連續(xù)流動性能。

(2)國內(nèi)首套移動床碳四芳構(gòu)化裝置的工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，RF-4催化劑可以高效將輕質(zhì)烴類轉(zhuǎn)化為芳烴和氫氣產(chǎn)品，目標(biāo)產(chǎn)品收率明顯高于同等規(guī)模的固定床反應(yīng)裝置，反應(yīng)性能、再生性能和連續(xù)流動能力均表現(xiàn)良好，催化劑使用壽命長。以此為基礎(chǔ)的移動床芳構(gòu)化成套技術(shù)能有效解決煉油廠輕烴加工困難的問題，增產(chǎn)高附加值化工品，具有的廣闊工業(yè)推廣前景。