AXENS轻石脑油异构化催化剂及工艺
异构化制清洁汽油工艺及催化剂
2016年第35卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·2455·化工进展异构化制清洁汽油工艺及催化剂赵文康1，2，樊洁2，朱博超2，蒙延双1，朱福良1，刘小燕2（1兰州理工大学材料科学与工程学院，甘肃兰州 730050；2中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州 730060）摘要：介绍了异构化工艺制清洁汽油的研究现状，综述了近年来国内外轻石脑油异构化工艺及催化剂的应用与发展。
简述了目前国内外主要工业化应用的异构化工艺。
从活性金属和载体两方面简单介绍了双功能型金属/酸异构化催化剂的研究与发展。
着重阐述了固体超强酸异构化催化剂的特点，详细说明了通过促进剂、载体及活性金属元素的引入等方面对SO42-/ZrO2型固体超强酸异构化催化剂改性方面的研究进展。
通过对目前已商业应用的异构化工艺的对比，对异构化催化剂所面临的主要问题进行探讨。
最终指出异构化制清洁汽油将成为我国汽油生产的重要技术手段之一，经济、环保、高效的固体超强酸催化剂将大规模工业应用于异构化催化中。
关键词：异构化；催化剂；轻质烷烃；固体超强酸；清洁汽油；高辛烷值中图分类号：TQ 426.8 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）08–2455–09DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.23Isomerization process for producing clean gasoline and the catalyst ZHAO Wenkang1，2，F AN Jie2，ZHU Bochao2，MENG Yanshuang1，ZHU Fuliang1，LIU Xiaoyan2（1College of Materials，Science and Engineering Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2LanzhouPetrochemical Research Center，PetroChina，Lanzhou 730060，China）Abstract：The research status of isomerization process for producing clean gasoline is introduced. The domestic and foreign application and development of light naphtha isomerization and its catalyst in recent years are reviewed. From two sides of active metal and support，the research and development of metal-acid bifunctional catalyst are briefly introduced. The characteristic of solid superacid is mainly expounded. The research progress in modification of SO42-/ZrO2 solid superacid isomerization catalyst by introducing promoter，support，active metal elements are described in detail. Through the comparison of commercial isomerization process，the problems of isomerization catalyst are discussed. In the future，isomerization process will become the major technology for the production of clean gasoline. Inexpensive，environmental-friendly and efficient solid superacid catalyst will be widely applied in the industrial isomerization process.Key words：isomerization；catalyst；light paraffin；solid superacid；clean gasoline；high octane number随着现代工业的飞速发展，尤其是汽车工业的发展，空气质量受到了严峻的挑战，清洁汽油得到了越来越多的重视。
石脑油催化重整芳化工艺设计
石脑油催化重整芳化工艺设计石脑油催化重整芳化工艺是一种重要的石油化工过程，主要用于生产芳香烃和高辛烷值汽油。
本文将详细介绍石脑油催化重整芳化工艺设计的各个方面。
1.原料预处理原料预处理是石脑油催化重整芳化工艺的起始步骤，主要包括原料来源和质量控制。
一般来说，石脑油催化重整芳化工艺的原料主要来源于石油馏分，要求具有较高的沸点和较低的含硫量。
预处理阶段还包括脱氢、脱氮等步骤，以去除原料中的杂质，提高催化剂的活性和寿命。
2.催化剂选择与制备催化剂在石脑油催化重整芳化工艺中起着关键作用。
常见的催化剂包括金属氧化物、分子筛等。
催化剂的选择需要考虑原料性质、产物收率、反应条件等因素。
催化剂制备过程中，需要确定适宜的载体制备方法和催化剂活性组分的负载方式，以提高催化剂的活性和稳定性。
3.重整反应条件优化重整反应条件优化是石脑油催化重整芳化工艺的关键环节。
通过调节反应温度、压力、接触时间等参数，可以提高产物收率和质量。
反应温度一般控制在400-500℃，压力控制在1-3MPa，接触时间控制在1-10s之间。
优化过程中需要对各种参数进行综合分析，以找到最佳的反应条件。
4.产物分离与提纯产物分离与提纯是石脑油催化重整芳化工艺的重要环节。
重整反应得到的产物包括芳香烃、非芳香烃和氢气等。
需要根据产品要求对产物进行分离和提纯，如通过蒸馏、萃取等方法对不同产物进行分离，再通过精馏、吸附等方法对产品进行提纯。
产物分离和提纯过程中需要考虑产品收率、质量要求和工艺流程等因素。
5.废物处理与环保石脑油催化重整芳化工艺中会产生一定的废物，包括催化剂废渣、废气等。
对于这些废物需要进行妥善处理，避免对环境造成污染。
一般来说，废催化剂可以通过焚烧、填埋等方法进行处理，废气可以通过吸收、吸附等方法进行处理。
在工艺设计过程中需要考虑环保因素，采取合适的环保措施，如选用环保型催化剂、优化工艺流程等，以降低对环境的影响。
6.能耗与节能策略石脑油催化重整芳化工艺具有一定的能耗，因此需要进行节能设计以提高整体能效。
利用轻石脑油异构化技术生产优质汽油调和组分_胡云峰
② 氢 气 一 次 通 过 流 程 (HOT)：Penex 工 艺 ， 采 用 I-8 催 化 剂 ，产 物 RONC 为 83～86。
③ 完 全 异 构 化 流 程 (TIP)：Penex 异 构 化 与 分 子
作 者 简 介 ： 胡 云 峰 ， 工 程 师 ，2008 年 毕 业 于 大 连 理 工 大 学 化 学 工 程专业，获硕士学位，主要从事新建炼油项目工艺装置筹建工 作 。 E-mail ：huyf_dl@
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中外能源 SINO-GLOBAL ENERGY
烷
分 离 器
氢气 干燥器 反
应
轻石
器
MP 反 应 器
分 离 塔
脑油 干燥器
正戊烷
及 C6
CW 尾气
MP
CW异 构 化油
异构 化油
图 3 异构化脱异戊烷塔组合流程 注 ： 异 构 化 油 辛 烷 值 87~90
2.2 国内异构化技术现状 我 国 C5/C6 异 构 化 催 化 剂 生 产 和 工 业 应 用 虽 有
部 分 下 游 设 脱 异 己 烷 塔 ， 塔 侧 线 分 离 出 正 构 C6 和 甲 基 戊 烷 以 及 其 他 C6 环 烷 烃 ， 循 环 至 异 构 化 反 应 器 ，产 物 RONC 为 87～90。
⑤ 模 似 移 动 床 吸 附 分 离 组 合 流 程 (Penex/
Molex)：与 TIP 工 艺 一 样 ，利 用 分 子 筛 吸 附 分 离 出 正
烷烃异构化在国外已是成熟的工艺过程，特别 是 以 C5/C6 烷 烃 为 原 料 的 异 构 化 工 艺 发 展 较 快 ， 美 国 环 球 油 品 公 司(UOP)和 法 国 石 油 研 究 院 (Axens) 的 C5/C6 烷 烃 异 构 化 技 术 处 于 世 界 领 先 地 位 。 C5/C6 异 构化工艺主要分为两大类，即原料一次通过型和正
轻石蜡油异构化的新方法
Par-IsomTM 工艺和催化剂
– 以更低的成本增加辛烷值-桶数
UOP 4552N-02
Market Drivers for Light Paraffin Isomerization
轻石蜡油异构化的市场驱动力
Gasoline Desulfurization
异构化的催化剂方案
Contaminant Process Catalyst Type Activity Sensitivity Regenerable?
Penex Chlorided I-8 Plus/ Highest Sensitive
No
Alumina I-82
Par-Isom Proprietary PI-242 High Tolerant
Penex™ 工艺:
– 产品的辛烷值最高 – 产品收率最高 – 45年来，技术授权装置达120套
以上
1996年UOP研制了使用磺化二氧 化锆催化剂的Par-Isom™工艺
– 比Penex工艺设备造价更低
UOP 提供世界异构化市场90%的需求
UOP 4552N-04
Isomerization Catalyst Options
Par-Isom 装置设计 .
不需要干燥器 不需要注氯 不需要碱洗塔 需要循环压缩机
重整改造成异构化装置是理想的选择
UOP 4552N-20
Par-Isom Process
Par-Isom工艺
Make-Up Gas
Stabilizer
Rx
S
S
1
E
T
P
A
Product
B
石脑油中正异构烃的适度分离及工艺方法对比
３． ％提高到 ４ ． ％， ０６ ３５ 是优质的催化重整原料。 在蒸汽裂解制 乙烯工艺中， 原料费用约占乙烯
收稿 日期 ：０ ６— ２— ３ ２０ ０ ２ 。 作者简介 ： 沈本贤 ， 华东理工大学教 授 ， 博士生 导师。１７ 年毕 ９０ 业于华东 化工学 院 ，９ ２—１ ８ １８ ９ ４年 留学联邦 德 国 Ｔ Ｌ Ｕ Ｔ Ｕ Ｃ Ａ Ｓ—
程石脑油为原料 ， 采用液相模拟移动床技术 ， 分离石
脑油 中的正构 、 非正构烷烃 ， 并分别加以利用。该法 设备复杂 ， 投资费用高。 华东理工大学提 出了通过分子管理技术集成优 化石脑油资源 的理念 ， 采用 ５ Ａ分子 筛固定床 四塔
来存在催化重整和乙烯裂解争原料的问题 。为了尽
．
气／ 液分离器 ；１ 气体质量流量计 １一
环烷烃和芳烃（ Ｏ Ａ 组成见表 １ ＰＮ ）
。一 ’ … …
— — — — — 一
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烯
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— — —塑 竺 份 限 司 馏 脑 ＰＮ 组 — 圭— 竺 有 公 直 石 油 ＯＡ 成 — — 墨 — —至 —
附油作为乙烯裂解原料， 吸余油作为催化重整原料或高辛烷值汽油调合组分。对固定床和模拟移动
床两种石脑油吸附分离工艺进行 了对 比。
关键词 ： 石脑油 正构烷 烃 固定床 １ 概 述
模拟移动床
适度 分离
在吸附分 离工艺 的研究。２０ 年 ， 国 Ｕ Ｐ公 司 ０１ 美 Ｏ 公开 了 Ｓｒｅ 家族的 Ｍ ｘ ｎ 工艺。该工艺 以全沸 ｏ ｘ ｂ ａＥ ｅ
石脑油、轻循环油工艺参数
一、石脑油石脑油（petroleum naphtha ligroin）：一般含烷烃55.4%、单环烷烃30.3%、双环烷烃2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%、茚满和萘满0.1%。
平均分子量为114，密度为0.76g/cm3，爆炸极限1.2%~6.0%。
主要成分：主要为烷烃的C5～C11成份。
有害成分： CAS No.丁烷 106-97-8戊烷 109-66-0己烷 110-54-3物理性质石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味，不溶于水。
密度在650-750kg/m3、。
硫含量不大于0.08%，烷烃含量不超过60%，芳烃含量不超过12%，烯烃含量不大于1.0%。
外观与性状：无色或浅黄色液体。
沸点(℃)： 20～160相对密度(水=1)： 0.78～0.97闪点(℃)： -2引燃温度(℃)： 350爆炸上限%(V/V)： 8.7爆炸下限%(V/V)： 1.1溶解性：不溶于水，溶于多数有机溶剂。
国规定馏程为初馏点至220℃左右。
作为生产芳烃的重整原料时，采用70℃~145℃馏分，称轻石脑油；当以生产高辛烷值汽油为目的时，采用70℃~180℃馏分，称重石脑油；用作溶剂时，则称溶剂石脑油；来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。
石脑油存在的危害？一、无意食入石脑油：在生产环境中，不大可能通过该途径进入人体。
摄入较大的剂量可引起恶心、呕吐、麻醉、无力、头晕、呼吸表浅、腹胀、意识丧失和抽搐，可发生中枢神经系统抑制。
二、眼睛接触：该物质可刺激眼睛，长期接触引起炎症反应。
反复长期接触可导致结膜炎。
三、皮肤接触：该液体使皮肤不适，能引起皮炎。
该物质可加重原有的皮肤病。
四、吸入：该蒸气使上呼吸道不适。
出现上呼吸道刺激症状，高浓度可发生呼吸困难、紫绀等缺氧症状。
长时间接触低浓度（约90 mg/L）可产生轻度中枢神经系统症状。
五、环境危害：本品易燃，具刺激性，对环境有危害。
对大气、土壤和水体可造成污染。
(海)异构化操作规程(精)
异构化装置操作规程I目录前言 (1)第一篇概况 (3)第一章装置任务及物料平衡 (3)第一节装置规模及特点 (3)第二节生产技术方案 (3)第三节物料平衡 (3)第二章工艺流程 (5)第二篇工艺原理及操作参数选择 (6)第一章目的和任务 (6)第二章化学反应机理 (6)第三章催化剂 (7)第四章操作参数 (9)第三篇装置开停工 (11)第一章开工准备的条件 (11)第二章开工前的准备 (11)第一节原材料准备 (11)第二节全面检查 (12)第三节设备、工艺管线的冲洗、吹扫及管线试压 (13)第四节系统气密 (14)第五节系统干燥 (16)第六节催化剂、干燥剂装填 (17)第三章装置开工步骤 (20)第一节开工准备 (20)第二节催化剂干燥及还原 (20)第三节反应部分进油开工 (21)第四章装置停工 (22)第一节停工前准备工作 (22)第二节正常停工步骤 (22)II 海南炼化异构化装置操作规程第三节停工后冲洗吹扫 (23)第四篇岗位操作法 (24)第一章总述 (24)第一节主要操作条件 (24)第二节主要质量指标 (24)第三节分析项目规定 (25)第二章操作参数变化与调节 (26)第一节正常生产操作调节 (26)第二节生产不正常的原因及调节方法 (27)第五篇事故处理 (29)第一章紧急停工 (29)第一节紧急停工原则 (29)第二节紧急停工步骤 (29)第二章事故处理 (30)第一节瞬时间停电 (30)第二节长时间停电 (30)第三节停水 (30)第四节停风 (31)第五节反应温度超高 (31)第六节爆炸、着火、管线破裂或严重泄漏 (31)第六篇装置安全与环保 (33)第一章安全 (33)第一节一般防火防爆规定 (33)第二节安全生产制度 (33)第二章环保 (34)第一节环保管理制度 (34)第二节环保管理 (34)第三节可燃性气体、有毒有害气体 (35)第四节环境大气及噪声 (35)异构化装置操作规程1 C5/C6烷烃异构化操作规程前言提高汽油辛烷值，增加发动机的压缩比对汽车工业的节能和提高汽车性能具有重大意义。