炼油化工催化重整工艺技术措施

延廷军，王姣姣（山东胜星化工有限公司，山东 东营 257335）

0 引言

催化重整工艺技术是炼油化工生产产业重要的二次加工处理技术，是提高石油化工产物质量、提高产品产量、产生廉价副产物的关键，能够有效保证炼油化工企业提高竞争力，降低企业生产成本。中国的催化重整技术起步于上世纪50 年代，1955 年实验室研制了铂催化剂，1974 年自主研发了铂-铼双金属催化剂，80 年代开始建设连续再生式催化重整装置，2000 年初建成投产第一套自行编制工艺包和设计的连续重整装置，2009 年打破了国外对连续催化重整技术的垄断局势，成为第三个拥有连续重整工艺的国家。

1 催化重整工艺概述

炼油化工生产过程中，催化重整工艺包括预处理、重整反应、反应物处理、催化剂再生等多个环节。不同催化剂需要不同的再生方式，在进行连续催化重整的过程中，催化剂的再生工艺十分重要，是石油炼油化工生产过程中催化重整获得最佳产品的必要环节。芳烃型油料的重整效率远高于乙烯的裂解和催化裂解，乙烯裂解原料的轻质化趋势越来越明显，重整会成为未来石油炼油加工的主流趋势。汽油型油料的流程范围较大，但杂质成分高、辛烷值低，经过分馏、加氢、重整后才能够保证汽油的品质[1]。

2 炼油化工催化重整工艺技术措施

炼油化工生产过程中，石油的二次加工催化重整大致可分为预处理、重整反应、反应物处理、催化剂再生等环节。下面分别进行阐述：

2.1 预处理环节

预处理是指石油二次加工过程中对石脑油、汽油等原料进行预分馏、预加氢等处理的环节。其中，预分馏处理环节能够分馏出原料油中的一些馏分，降低原料油的杂质；预加氢处理环节能够转化原料油中的硫、氮、氧化合物，分离原料油中的金属杂质。经过预分馏和预加氢环节，原料油的品质上升为精制油，可以进行重要的催化重整加工。

2.1.1 预分馏

炼油化工催化重整加工前，预处理阶段对原料油的预分馏环节，可根据需要加工的原料油划分为前预分馏和后预分馏。其中前预分馏是一种主要应用在低硫原料油预处理环节中的处理方式，在精制前对原料油进行馏分切割；后预分馏则是一种主要应用在高硫原料油预处理环节中的处理方式，在精制后对原料油进行馏分切割。前预分馏和后预分馏的目的是一致的，都是对原料油分出拔头油、塔底油，再通过预加氢、汽提，为后续提高油料的品质和产量打基础。前预分馏的优点在于蒸发脱水的负荷小，装置规模小，能够有效脱出硫化氢、氨、盐酸、水，提高油料的纯度，且只需要全回流操作。后预分馏的优点在于先进行预加氢后进行分馏，温度控制在65 ℃左右即可[2]。

2.1.2 预加氢

加氢是一种使原料油与氢气反应提高品质的处理工艺，通常需要一定的温度和压强作为基础环境，并借助催化剂来完成原料油与氢气的反应。预加氢环节能够有效实现脱硫、脱氧、脱氮、脱有机金属化合物的处理需求，并在油料与氢气的反应中促使烯烃实现饱和，促使有机卤化物转化为卤化氢。预加氢装置主要包括原料缓冲罐、进料泵、换热器、加氢加热炉、分离器、汽提塔、塔底去重整单元。预加氢技术根据针对不同的油料进行反应，大致可分为石脑油加氢、柴油加氢等种类[3]。

2.1.3 蒸发塔

蒸发塔是炼油化工催化重整工艺中十分重要的一个部分，目的是对预分馏、预加氢后的油料进行蒸发除杂质处理，去除预处理后油料中的水、硫化氢、氨，提高精制油的品质。在目前的炼油化工催化重整工艺生产中，全回流的蒸发塔是比较常见的蒸发装置，设定科学的顶部和底部温度、压力能够有效保证蒸发塔的运行，保证蒸发塔对油料的处理效果。不同油料所需要的蒸发塔运行参数不同，需要回流量、加热量和重新进料的比例也不同，需要根据实际油料情况进行设定。在蒸发塔运行过程中，技术人员需要全面观察塔内的各项运行参数，避免蒸发塔回流罐内的液位过高或过低，避免蒸发塔的负荷过高，保证蒸发塔的安全运行。

2.2 催化重整反应环节

精制油直接进入到催化重整工艺后，可以作为基础原料参与催化重整，在催化剂和氢气的反应下完成石油化工的二次加工。炼油化工中，经过预处理环节后的催化重整正式反应，主要是针对油料中环烷、烷烃的反应，前者主要是脱氢，后者主要是环化脱氢。五元环烷烃在催化重整过程中会形成异构后的六元环烷烃，这是一种正构烷烃的异构化反应，这种反应能够有效提高汽油的辛烷值，提高汽油的品质。而且，异构化之后的烷烃更容易进行环化脱氢。烷烃反应过程中通过裂解生成小分子的烷烃，小分子的烷烃相当于催化重整反应环节中的燃料气体。在这个环节中，油料需要吸收大量的热来完成反应，因此，技术人员需要保证反应环节的温度，给催化重整反应提供必要的热量，避免因热量不够而导致反应不充分的问题。通常情况下，需要在催化重整反应环节的反应器前安装加热装置，相应地提高燃烧带来的温度。加热装置的型号需要与反应环节的型号进行匹配，避免因型号不匹配导致的温度不达标问题。加热装置的安装，不可避免提高了炼油加工催化重整环节中的生产成本，生产成本增加必然会影响到炼油化工的经济效益。想要控制生产成本，有必要提高加热燃料的利用率，加快炼油化工的生产效率。而增加催化剂的催化效率就是提高燃料利用率的有效方法，能够有效保证炼油化工的生产经济效益[4]。

2.3 氢气回路

氢气是一种十分重要的生产资源，提高对氢气的利用能够有效降低炼油化工生产的生产成本支出，增加对原材料的利用率。为氢气建设一条回路是比较有效地提高氢气利用率的方式。氢气回路可以将罐顶抽出的含氢气体通过压缩机进行升压处理，通过换热器进行氢气与原料油的混合换热，降低含氢气体的热能，通过空冷或水冷进行含氢气体降温，让降温后的含氢气体能够重新回到生产环节中，替换一部分清洁氢气，能够有效降低氢气的消耗量，降低炼油化工的催化重整生产成本。

2.4 催化剂的再生工艺

在炼油化工催化重整工艺过程中，催化剂的再生技术十分重要，催化剂的再生方式包括循环再生、半再生、连续再生，也是催化重整技术的主要区别所在。而且，催化剂也是炼油化工生产过程中的消耗品，如果能够进行有效再生，就能够进一步控制炼油化工的生产成本。常见的催化剂的再生工艺包括烧焦、氧氯化、干燥和还原，都是促使催化剂再生的重要方式。

3 炼油化工催化重整工艺流程中设备的选择

反应器决定了炼油化工催化重整的质量和效率，设备的选择十分重要。通常情况下，轴向或者径向的反应器的选择需要根据石油的种类不同、工艺不同来进行。其中，轴向反应器为空筒式构造，反应物料竖向通过反应器，设备占地面积较小；径向反应器包括分气管、中心管等结构，反应物料从四周到中心通过反应器，物料反应较轴向反应器更加均匀，反应效率也高于轴向反应器。想要保证工艺流程的生产效率和质量，技术人员可以考虑扩大分气管等结构的截面面积，或开具不同的小孔，调节反应器的进出气均匀程度，提高炼油化工的生产质量和效率[5]。

4 结语

炼油化工催化重整是石油加工产业中十分重要的二次加工工艺，工艺流程和技术措施是提高催化重整质量和效率的关键。在炼油加工催化重整过程中，影响工艺技术的因素包括预处理工艺、催化重整工艺、氢气回流、催化剂再生等多种，控制好这些因素就能够有效保证催化重整工艺的生产效率，控制石油炼油化工生产成本，更好的为石油相关领域发展奠定基础。