重整催化劑優化進展

據報道，在能源轉型背景下，汽油需求將下降，但催化重整仍將是全球煉廠生產高辛烷值汽油和芳烴的關鍵過程。高辛烷值汽油滿足高壓縮比發動機需求，可以提高燃油車效率。煉廠將面臨處理更困難的挑戰，需要更高精確度并改進催化劑配方。此外，通過催化重整裝置產生芳烴作為石化原料可為減小煉廠范圍排放提供可行的減排方案。重整裝置的副產氫氣仍將是加氫裝置的重要原料，特別是當更難處理的生物柴油混合在汽油中。增加辛烷值和芳烴的主要方法是將石蠟和環烷烴轉化為芳烴。為了實現該目標，在固定床或移動床反應器中采用了專用的多功能貴金屬催化劑。

連續催化重整（CCR）催化劑初步優化提高經濟效益的關鍵是使用添加劑（改性劑）減少加氫裂化等副反應。但關鍵挑戰是將實驗室配方擴大到工業規模，同時確保添加劑在整個載體中的均勻分布。鉑/錫催化劑研究成果用于改進和開發新一代重整催化劑，包括對固定床鉑/錸催化劑和CCR型鉑/鈦催化劑的影響。

固定床/循環催化劑制造工藝優化顯微探針分析表示，改性劑的添加方式將顯著影響其分布，進而影響裝置性能。結果顯示，反應溫度優化了4～5 ℃，失活率降低了近25%。這種改進是在選擇性略有提高的情況下實現的。在催化劑改進中，活性和選擇性需要平衡，活性越高，選擇性越低，通過控制改性劑在整個載體中的分布，實現同時提高活性和選擇性。

催化劑生產規模擴大和配方優化低活性和低穩定性的催化劑將直接影響裝置盈利能力，由于連續工作時間或產能降低，即使選擇性很高，也無法占有市場。隨著制造方案優化，有可能在保持相同選擇性的同時將反應溫度優化10 ℃，并通過降低失活率提高穩定性。與未添加改性劑的鉑/錸重整催化劑相比，優化后的制備方案使在達到相同穩定性的同時，選擇性提高了約1.6%。對于相同的配方，通過優化制備方案，實現了活性和穩定性的優化，推動開發新系列重整催化劑，滿足客戶個性化需求。

經濟效益影響與上一代催化劑相比，新催化劑可以增加產能，改善催化劑活性，提高裝置盈利能力。

CCR催化劑進展與基礎催化劑相比，CCR催化劑幾乎在所有活性下都有更高的選擇性。與固定床反應器中使用的鉑/錸催化劑類似，一些裝置在活性方面有邊際效益，其中催化劑設計的優化是至關重要的。如果配置調整后，初始活性差別很大，可能將在反應溫度優化5 ℃的同時保持相同選擇性。

預計新一代催化劑焦炭量將略有增加，應該與過度設計焦炭燃燒能力匹配，特別是考慮到新催化劑的高水熱穩定性，使再生器入口氧含量升高，催化劑表面積損失最小。在某些情況下，在低于設計刻度、非連續再生狀態下運行的裝置可以利用增加焦炭來恢復連續再生運行。除了選擇性提高，更高的氫氣產量對二氧化碳排放有直接的影響。目前，氫氣的主要來源是蒸汽甲烷轉化（SMR），每噸純氫氣產生8～12噸二氧化碳，屬于灰氫。

結論為提高鉑、鉑/錸和鉑/鈦等重整催化劑選擇性，制造商添加了改性劑，選擇性提高但活性降低，而且制造方案更復雜。優化配方可以在提高某種性能的同時保證另一種性能不降低，因此，此前受低穩定性和低活性限制的高選擇性配方可以被重新考慮。