連續重整催化劑PS—V與PS—VI的對比研究

高鶴嘉 王思懿 王旭

摘 要：連續重整是石油加工中一個非常重要的技術環節，而在這個環節中最關鍵的一點就是加入催化劑，使用哪種催化劑對連續重整更有幫助需要研究人員進一步探究。本文就PS-V與PS-VI兩種催化劑的對比，解釋了催化效果為何會有所不同這個問題，希望能為連續重整催化劑的研究提供有效的幫助。

關鍵詞：催化劑對比;連續重整;催化性能

1 催化劑表征

1.1 程序升溫氫氧滴定

程序升溫氫氧滴定實驗所使用的設備裝置是由實驗人員自行搭建完成的。程序升溫氫氧滴定實驗過程如下：

①實驗者將準備好的一毫升處于還原狀態的催化劑放入反應器皿中，將反應器皿中氬和氫氣混合而成的氣流溫度升到五百攝氏度，保持這個溫度一個小時;②之后再將溫度降到室溫，再在反應容器中通入四十分鐘的氬進行吹掃;③然后在室溫條件下往其中通入大約四十分鐘的氧氣直至飽和停止;④然后繼續用氬吹掃持續時長為一小時;⑤在氬和氫氣的混合氣流中進行滴定，溫度要求達到室溫即可;⑥然后以一分鐘10攝氏度的升溫速度升溫至500攝氏度。在這個過程中利用專業儀器記錄氫氣體積變化情況，得到耗氫量。

1.2 氨氣程序升溫脫附

①將催化劑實驗樣品從室內溫度升溫至五百五十攝氏度，然后保持這個溫度;②半個小時之后開始降低溫度，降到150攝氏度之后停止降溫;③通入氨氣至飽和狀態，利用氮氣吹掃半小時以達到除掉多余氨氣的目的;④之后就是最后的升溫步驟，按照每分鐘10攝氏度的速度將溫度升到550攝氏度。按照這個程序進行實驗，就能得到程序升溫脫附曲線了。

2 工業試驗

中國石油某公司采用聯合油品公司的專利技術，在一段時間內使用的是PS-V這種催化劑，然后使用了不到十年的時間后，又更換為了PS-VI催化劑。但是就相關數據表明，無論是PS-V催化劑還是PS-VI催化劑，它們在石油二次加工中所需的溫度、催化劑量、壓力等條件參數均一致，只有氫油摩爾參數有所出入，但是差別不大，可以不作考慮，所以我們就可以得出兩種催化劑的操作條件并沒有明顯的差異的結論。

3 重整原料

在工業生產過程中，由于各種因素的影響，連續重整的原材料可能會有所改變，失去原有的性質，破壞了連續重整環節各種反應的正常進行。從使用PS-V與PS-VI兩種催化劑所需要的原材料入手比較，我們會發現除了PS-V的環烷烴質量相對較大和芳烴質量相對較少之外，其他原材料都沒有明顯區別。

4 催化劑的物化性質

催化劑種類有很多，性質和功效也各有不同，我們可以從物理和化學層面分析研究PS-V與PS-VI這兩種物質的內部組成的相同點與不同點。

5 催化劑的催化性能

5.1 對重整反應的催化性能

通過嚴謹的化學實驗，使用可以催化重整的化學裝置檢測這兩種催化劑的性能差別。該類化學反應可以應用于工業石油或汽油的進一步冶煉提純的過程中。

5.2 對烷烴轉化的催化性能

催化重整fashion發生的主要條件之一是存在催化劑進行催化，加快了化學反應變化的速度，是反應物內部的分子結構重新排序，形成新的物質。主要參與的化學反應有：含有脂環結構的飽和烴脫氧、結構異化但分子量不變、有機物環化、hydrocracking，這四類現象發生后產生的熱能和釋放的能量有很大差異。對于催化劑催化能力的高低比較，除了可以檢驗物質整體上的重整結果，還要對物質結構上發生的變化進行深入的研討。

若要分析分子結構是如何轉化的，可以仔細的對兩種催化劑在化學實驗前后過程里，內部結構中各物質的變化情況。經試驗我們可以了解到，化學催化后，工業原油中環烷烴所占的比例都約在百分之一左右，表明PS-V與PS-VI這兩種物質內部的分子活躍度較高，轉化效率也隨之提高了。

工業作業過程包括對原材料的預先處理和催化重整這兩個重要步驟，以生成脫戊烷油為例，根據實驗結果可以看出含有碳量大于等于六的烷烴都沒有被催化，分子結構并未從新組合，可以證明烷烴的化學反應速率是非常緩慢的，整個反應都遵循能量守恒的原則。在裝置內部加入氫氣可以使烷烴分子結構分裂，導致液體的產出減少，而脫氧過程又可以是烷烴分子生成環烷烴，可以產出高辛烷值的物質。PS-V與PS-VI兩種催化劑的加入可以加快反應效率，同時還可以減少氫氣與原料發生化學反應，從而增加原料的提取效率。

5.3 催化劑的金屬功能和酸性功能

在PS-V與PS-VI中，這兩種性能相結合共同作用于反應物中。金屬功能的核心在于金屬鉑，鉑原子可以加速烷烴分子的反應時間。在催化劑的制作準備實驗上，金屬性能和酸性功效相結合。通過分析兩種催化劑的組成結構可以精確的反應出金屬鉑對于阻止氫元素分裂烷烴分子、減少碳元素的堆積的成效。而由反應過程記錄的酸堿折線圖的變化可以看出，不同的溫度范圍酸性的高低有很大差異，不同的酸性對催化作用的影響。

6 總結

在同一實驗條件下，PS-V與PS-VI二者的液體生成率、烷烴轉化率、碳元素的堆積多少和辛烷值的高低，都可以用來比較催化劑的催化重整強度大小，抑制氫元素分裂烷烴分子，提高烷烴分子脫氧環化的效率。

參考文獻：

[1]馬愛增，潘錦程，楊森年.高鉑型低積碳速率連續重整催化劑PS-Ⅶ的研究和評價[J].煉油技術與工程，2004（12）.