催化重整汽油辛烷值的影響因素

張樂（中國(guó)神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209）

催化重整汽油辛烷值的影響因素

張樂（中國(guó)神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209）

隨著科技進(jìn)步和社會(huì)的不斷發(fā)展，煉油廠內(nèi)生產(chǎn)的成品汽油的質(zhì)量要求越來越高，在煉油廠中，在催化劑存在的條件下，向原料油中加熱加氫，使得請(qǐng)汽油餾分轉(zhuǎn)化成高辛烷值汽油，副產(chǎn)品會(huì)伴有氫氣和液化石油氣的產(chǎn)生。在連續(xù)催化重整汽油反應(yīng)中，無論是水氯平衡、反應(yīng)溫度、拔頭油的外送量以及原料芳烴的含量都會(huì)給催化重整后的汽油的辛烷值造成影響。本文主要對(duì)催化重整的工作原理進(jìn)行介紹，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)對(duì)影響催化重整汽油辛烷值的因素進(jìn)行分析介紹，并通過優(yōu)化催化重整工藝，提高汽油的辛烷值。

催化重整;汽油辛烷值;影響因素;改善措施

1 催化重整汽油辛烷值的介紹

催化重整是在催化劑作用的條件下，對(duì)汽油餾分中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列生成新的分子結(jié)構(gòu)的過程，重整汽油屬于石油煉制過程，在加熱加氫并伴有催化劑的條件下，使原油蒸餾所得到的輕汽油餾分轉(zhuǎn)化成富含芳烴的高辛烷值汽油，重整汽油可以直接作為汽油的調(diào)和組分，也可以經(jīng)過芳烴提純，分化成苯、甲苯等原料。辛烷值是指在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用的汽油的抗爆性能好壞的指標(biāo)，是汽車用汽油燃料的規(guī)格型號(hào)的代表。汽油辛烷值越高，抗爆性就越好，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以有更高的壓縮比，因而，若煉油廠出品的汽油辛烷值不斷提高，汽車的壓縮比就越高，不僅能夠提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，增加行程量，還可以節(jié)約燃料，提高汽油的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性。因此，汽油中辛烷值的高低是非常重要的，在煉油廠實(shí)際生產(chǎn)中，影響汽油辛烷值的因素有很多，稍有不注意就和容易導(dǎo)致汽油辛烷值的下降，降低汽油的實(shí)用性。

2 影響催化重整汽油辛烷值的因素

2.1 水-氯平衡對(duì)催化重汽油整辛烷值的影響

在催化重整反應(yīng)過程中，要控制好系統(tǒng)內(nèi)的水含量和氯含量，主要是通過在注入口處注入水和氯的量來調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的水-氯平衡，水氯平衡是否適宜，將影響整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)過程，進(jìn)而影響生成的汽油的辛烷值。因此催化重整催化劑的水氯平衡對(duì)整個(gè)催化反應(yīng)是非常重要的，導(dǎo)致水氯平衡失宜的因素有：

2.1.1 催化重整反應(yīng)器的因素

催化重整四個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的催化劑含量是按順序逐漸增加的催化重整四反內(nèi)催化劑的填裝量約為設(shè)備容積填裝量的一半，在系統(tǒng)反應(yīng)過程中，反應(yīng)器內(nèi)主要發(fā)生烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)物中芳烴含量的目的。這就要求催化劑中含有較高的氯含量，但是由于向催化劑中添加的氯含量是一樣的，因而四個(gè)反應(yīng)器中氯的含量是逐漸降低的，最后一臺(tái)反應(yīng)器內(nèi)的氯含量最低，不僅如此，最后一臺(tái)反應(yīng)器中處于高溫的環(huán)境，反應(yīng)器中高強(qiáng)度運(yùn)行，很容易導(dǎo)致設(shè)備的堵塞，進(jìn)而注水注氯設(shè)備計(jì)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，進(jìn)而造成反應(yīng)器中催化劑的性能不能很好的發(fā)揮出來，影響催化重整反應(yīng)的進(jìn)行，降低了產(chǎn)物中芳烴的生成，降低了汽油的辛烷值。

2.1.2 重整反應(yīng)的水分析儀測(cè)量不準(zhǔn)確

在催化重整反應(yīng)過程中，水氯平衡的控制是相互協(xié)調(diào)、密不可分的，是保持水氯平衡的基礎(chǔ)，通常根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的含水量來確定反應(yīng)過程中的注水量和注氯量。系統(tǒng)內(nèi)適宜的水含量對(duì)催化劑發(fā)揮性能起到了促進(jìn)的作用，同時(shí)可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的酸性，使反應(yīng)更好的進(jìn)行，這是系統(tǒng)內(nèi)水的促進(jìn)作用。但是若系統(tǒng)內(nèi)水含量過高，將會(huì)導(dǎo)致催化劑匹配失調(diào)，催化劑的選型性能降低，還會(huì)造成系統(tǒng)內(nèi)的總溫度差下降增大，生成的穩(wěn)定的汽油芳烴含量下降，循環(huán)氣中碳?xì)浔认陆怠１O(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的水分析儀指標(biāo)偏低，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的水含量補(bǔ)充過大，造成系統(tǒng)內(nèi)水含量增加，氯含量流失嚴(yán)重，穩(wěn)定汽油芳烴產(chǎn)量降低，辛烷值下降。

2.1.3 重整催化反應(yīng)中溫度的影響

催化重整反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的溫度是影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品收率的重要指標(biāo)參數(shù)，滿足需求的穩(wěn)定芳烴生成的溫度與催化劑活性和催化劑的穩(wěn)定性是密切相關(guān)的，系統(tǒng)內(nèi)不同的反應(yīng)溫度，催化劑的需求氯的含量也不同。由于系統(tǒng)補(bǔ)氯是通過重整裝置中催化劑的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，需要實(shí)際的操作分析和產(chǎn)品的收率、質(zhì)量變化進(jìn)行分析和判斷，這就造成系統(tǒng)水氯平衡的調(diào)節(jié)具有一定的滯后性，一旦系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定發(fā)生變化，水氯平衡調(diào)節(jié)不及時(shí)，補(bǔ)氯操作嚴(yán)重滯后，影響催化反應(yīng)正常進(jìn)行，造成穩(wěn)定汽油芳烴含量降低。

2.2 催化重整拔頭油的輸送量的影響

重整拔頭油是指重整原料中沸點(diǎn)較低的且在重整反應(yīng)前被分餾拔頭出來的餾分，其性質(zhì)根據(jù)原油的性質(zhì)、裝置操作條件的不同而有所差異，可以用來生產(chǎn)高辛烷值汽油。重整拔頭油可以直接作為汽油的調(diào)和組分，盡管方法簡(jiǎn)單，但是對(duì)環(huán)境影響很大，不僅如此對(duì)調(diào)和生成的汽油質(zhì)量也會(huì)有一定的影響。這是由于重整拔頭油的組分輕，揮發(fā)性高，進(jìn)行汽油調(diào)和后輕烴組分含量增加，增大了蒸汽壓，增大了油品的損耗，同時(shí)質(zhì)量較輕的汽油揮發(fā)，導(dǎo)致環(huán)境中油氣密度增大，不僅污染環(huán)境還給生成環(huán)境帶來了一定的安全隱患。不僅如此，重整拔頭油辛烷值較低，調(diào)入汽油后的汽油辛烷值下降，拔頭油的輸送量越大，汽油的辛烷值就越低。在催化重整反應(yīng)中，將重整拔頭油直接在催化裂化穩(wěn)定塔中反應(yīng)生成汽油組分，由于拔頭油的辛烷值較低，生成的汽油辛烷值也不高，因此重整拔頭油輸送量越大，生成的汽油的辛烷值就越低。

2.3 原料中芳烴含量的影響

催化重整汽油辛烷值的大小主要受產(chǎn)物中化學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)組分影響，在分子組分大小相同的條件下，烴類辛烷值中最高的是穩(wěn)定的芳烴，因而原料油中芳烴的含量增大，同時(shí)也會(huì)提高催化反應(yīng)汽油的辛烷值，但是也會(huì)增大系統(tǒng)裝置內(nèi)結(jié)焦的可能，導(dǎo)致催化劑表面積灰增大，催化劑性能降低，降低了活化分子數(shù)，轉(zhuǎn)化率降低，進(jìn)而使得催化反應(yīng)不能進(jìn)行徹底。汽油中芳烴含量增大會(huì)提高汽油的辛烷值，也會(huì)增加汽車的尾氣排放，環(huán)境造成污染。

2.4 反應(yīng)溫度的影響

催化重整系統(tǒng)內(nèi)的反應(yīng)穩(wěn)定影響著生成的汽油辛烷值的高低，因而可以通過改變系統(tǒng)內(nèi)的反應(yīng)溫度來提高催化反應(yīng)的反應(yīng)速度。催化裂化反應(yīng)是一個(gè)吸熱過程，最終生成穩(wěn)定的芳烴通過提高反應(yīng)的穩(wěn)定性，升高反應(yīng)溫度，快速增加生成芳烴的速度，進(jìn)而提高生成汽油的辛烷值。

3 提高催化重整汽油辛烷值的措施

3.1 適當(dāng)提高反應(yīng)溫度

在整個(gè)催化重整反應(yīng)中，反應(yīng)溫度是影響汽油辛烷值大小的最大因素，提高反應(yīng)溫度，可以有效的促進(jìn)原料油中芳烴的穩(wěn)定性，以及其他烴類轉(zhuǎn)化成低沸點(diǎn)芳烴進(jìn)入到汽油餾分中來，同時(shí)還降低了氫轉(zhuǎn)移的反應(yīng)速度，使產(chǎn)物汽油中的芳烴和烯烴組分增加，提高了重整反應(yīng)的汽油的辛烷值。

3.2 更換催化劑種類，選擇更優(yōu)的催化劑

在催化重整反應(yīng)過程中，由于反應(yīng)器內(nèi)的溫度不同，進(jìn)行的反應(yīng)也不同，需要的催化劑種類也有差異，催化劑受到環(huán)境的影響，會(huì)降低活化性，造成反應(yīng)無法進(jìn)行徹底。因此通過研究和試驗(yàn)，可以選擇適應(yīng)性更強(qiáng)、反應(yīng)速度更快的催化劑，或是增加催化劑的金屬涂層，調(diào)整催化劑的配比，合理的控制催化反應(yīng)的的的進(jìn)行。

3.3 調(diào)整系統(tǒng)水氯平衡

系統(tǒng)內(nèi)水氯平衡對(duì)重整反應(yīng)的催化劑的使用性能的影響效果最大。特別關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)的水氯平衡，對(duì)注入的水量和氯量要進(jìn)行嚴(yán)格的把控，同時(shí)對(duì)注入量的質(zhì)量要經(jīng)過特定的裝置進(jìn)行檢測(cè)，保證系統(tǒng)內(nèi)水氯的平衡。增加自動(dòng)化的調(diào)控，降低由于水氯失調(diào)對(duì)系統(tǒng)的影響。

4 結(jié)語

隨著汽車的使用量大幅度增加，汽油的辛烷值不僅影響著汽油的燃燒效率，同時(shí)，其燃燒的排放量也會(huì)給環(huán)境造成一定的影響，汽油辛烷值越高，燃燒效率越高，經(jīng)濟(jì)性就越高，影響汽油辛烷值的因素有很多，要在實(shí)際的生產(chǎn)操作中對(duì)其進(jìn)行有效把控，提高汽油的辛烷值。

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