01 催化重整发展趋势与技术-RIPP-马爱增

催化重整技术进展、
催化重整技术进展
应用问题剖析及未来挑战
成都
2016.10
报告内容
催化重整技术进步
几个关键技术问题剖析
面临的新挑战
结束语
第一部分
第部分
催化重整技术进步
11催化重整核心技术 1.1 催化重整核心技术
原料
催化过程产品
BTX 催化剂
H 2
Gasoline
工艺
催化重整核心技术先进性指标
¾催化剂技术：高活性、高选择性、长寿命
催化剂技术高活性高选择性长寿命
（比表面积+水热稳定性）、强持氯能力(比表面积）、低磨损
¾工艺技术：催化剂活性恢复度高、催化剂物化性能破坏度小、工程及设备方面…
化性能破坏度小工程及设备方面…
12催化剂及工艺技术开发
1.2 催化剂及工艺技术开发
—国外技术的二大失误及国内技术进展¾催化重整工艺技术方面，技术应用出现重大问催化重整工艺技术方面，Chlorsorb
题；国内则开发了石脑油催化重整成套技术及逆流移动床
催化重整技术，成为新的专利商。

催化重整技术成为新的专利商
¾在催化剂方面，国外降低比表面积的新一代催化剂在实际应用中出现重大问题；国内实现了从“跟踪模仿”到“自
主创新，新代连续重整催化剂处于国际领先水平，在
主创新”，新一代连续重整催化剂处于国际领先水平，在
各类重整装置上得到成功应用。

12
1.2 重整工艺 UOP工艺技术
•1971/88/95年
常压/加压/CycleMax
•Chlorsorb
去掉碱洗塔，增加氯吸附区
Axens工艺技术
•1973/90/2000年
Regen A/B/C（C2）
国内重整工艺进展
石脑油催化重整成套技术
开发设计单位：LPEC+RIPP
首次工业应用：2001/2005/2009年
工业业绩：10余套，多套设计建设中
逆流移动床催化重整
开发设计单位：SEI+RIPP
首次工业应用：2013年，济南60万吨/年工业业绩：2套，多套设计建设中
国内连续重整工艺的开发
工艺编号
工艺名称工艺特点
装置规模
首次应用万t/a LPCBR 1st 组合床2固定床+2移动床反应器502001.03LPCBR 2nd 连续再生式
操作压力~0.8MPa
702005.07LPCBR 3nd
个反应器两两迭置再并
LPCBR 3连续再生式
4个反应器两两迭置、再并列,操作压力0.35MPa 100
2009.03
逆流移动床四个反应器并列催化剂催化重整
四个反应器并列，催化剂流动顺序与常规工艺不同
602013.09
13重整催化剂
1.3 重整催化剂
UOP 催化剂
AXENS 催化剂
项目CR 600S AR 700S PS 40PS 100
目的汽油芳烃汽油/芳烃汽油/芳烃低选择性Pt，%0.250.30 0.290.29移动床密度，t/m30.650.650.540.54
产量高活性高活性高产量高特点
1971
R-16
国产连续重整催化剂
更低积炭、更高PS-低积炭、高选择性
选择性/高堆比PS-VI/VII Ⅷ/Ⅸ2004/2007开发成功
高水热稳定性、2001/2004工业化
PS-IV/V 低水热稳定性、良好选择性
PS IV/V 1996/1998工业化
良好选择性
PS-II/III 1990/1994工业化
国内最新催化剂
含编号
堆密度g/ml
铂含量%
性能特点
PS-Ⅷ0.560.25~0.28高辛烷值收率、高芳烃产率、
低积炭PS-Ⅸ
0.65
0.25~0.28
高活性、高选择性、低积炭、
高抗磨损性能
PS-IX 已在国外实现工业应用。

国产连续重整催化剂应用业绩装置套数73
加工能力, 104t/a7555
10
全部使用催化剂装置套数
RIPP52
使用RIPP催化剂装置加工能力,
4793 104t/a
已在国内52套装置应用，国内市场占有率71%
通过ExxonMobil认可，海外3套装置应用
数据统计至2016年9月底
国产催化剂适用的装置类型
装置类型再生类型能力，kt/a催化剂首次开工IFP 1st Regen A400PS-II1990 IFP 2nd Regen B600PS-IV1997 IFP 3nd Regen C600PS-VI2002
p
UOP 1st Atmospheric400PS-V1999 UOP 2nd Pressurized400PS-IV1996 UOP3nd PS-IV
UOP 3CycleMax800PS IV1998 LPCBR 1st LPCBR500PS-VI2001 LPCBR 2LPCBR700PS-VI2005 LPCBR2nd
LPCBR 3nd LPCBR1000PS-VI2008
PS VI
逆流移动床600PS-VI2013
第二部分
几个关键技术问题剖析个关键技术问题剖析
如何选择催化剂比表面积高低2.1 —比表面积高？低？
催化重整发展趋势对催化剂的要求
•降低催化剂积炭速率，提高催化剂选择性
降低催化剂积炭速率的技术途径
•降低催化剂的比表面积（其他路线）
•优化金属中心和酸性中心（国内路线）
催化剂预期值，m2/g实测值，m2/g
国外180168
国内195~200195~200
高比表面积意味着高持氯能力
为了保持催化剂的酸性功能和Pt 的分散，催化剂要求保持氯含量为1.0~1.2%，比表面积与催化剂的持氯能力成正比
1.36 1.28 1.32
，%
1.20 1.24 剂氯含量 1.16
165
170
175
180
185
190
催化催化剂比表面积，m 2/g
降低比表面导致严重氯腐蚀及铵盐堵塞比表面积，m2/g注氯量，ppm氯含量，w% 168基准+50%0.98 195200基准 1.21
195~200121
降低比表面积导致注氯量增加50%以上，为了保持催化剂氯含量1.0~1.2%就需要注入更多的氯，多注入的氯进入液体和气相产品，带来严重的腐蚀及铵盐堵塞问题！
高比表面积意味着长寿命 比表面积是催化剂更换重要标准之一随着催化剂比表面积下降，持氯能力下随着催化剂比表面积下降持氯能力下降，铂分散度下降。

一般催化剂比表面积降至140~145m2/g，持氯能力已经大幅度下降，需要考虑更换催化剂。

幅度下降需要考虑更换催化剂
2.2 如何确定催化剂寿命及更换标准2.2
取决于催化剂的技术经济性
•催化剂物化性质变化明显、Fe等杂质含量的增加导
致催化剂活性和选择性下降；
•产品产率或质量不能满足要求，能耗、腐蚀、铵盐
故障频发，导致技术经济性不合理时，需要更换催
化剂。

取决于催化剂的比表面积
•一般认为催化剂比表面积低于140~145m2/g，持氯能
力下降显著，氯腐蚀及铵盐问题严重，更换催化剂。

取决于装置检修周期
PS-VI催化剂使用寿命跟踪
PS VI催化剂使用寿命跟踪
序号使用厂家装置类型装置规模应用时间年
1镇海炼化UOP 2nd80万吨/年2001.05-2007.04 6.00
2洛阳石化IFP 1st70万吨/年2002.06-2008.06 6.08
3金陵石化IFP 2nd60万吨/年2003.05-2009.02 5.83
4燕山石化UOP 2nd60万吨/年2005.04-2011.10 6.66
5高桥石化UOP 3th60万吨/年2005.07-2012.04 6.83
O32000201204683
6吉林石化UOP 2nd40万吨/年2005.1-2012.07 6.58
UOP3200511201107575
7锦州石化UOP 3th60万吨/年2005.11-2011.07 5.75
8茂名石化UOP 3th100万吨/年2006.08-2013.107.25
9石油三厂IFP 1st to 3st60万吨/年2006.09-2013.127.33
IFP1to3200609201312733
10华北石化国内技术80万吨/年2007.1-预计超过8年催化剂经历两个大修周期，使用6年以上，比表面积均在
催化剂经历两个大修周期使用年以上比表面积均在140m2/g以上。

国外最新一代催化剂应用跟踪
国外最新代催化剂应用跟踪
使用时间/年R3R3R3R4
0.00 177177177169
000
0.67 156
1.00 156
100
1.58 153
3.00 143
3.25 137
3.42 140
3.75 140
375
4.00 141
催化剂使用3年后，比表面积下降到145m2/g以下，催化剂持氯能力大幅度下降，很难满足继续使用的要求
工业装置上催化剂比表面积变化
比表面催化剂开工时间采样时间再生次数
m2/g PS-VI2001.42006.6480148 PS VI2001420066
R42003.62006.6220143
两套装置属同一公司，采用相同工艺技术，相同原料，按照产品方案生产
按照140m2/g更换催化剂，国外剂R4仅能用一个周期，国内催化剂寿命是其2倍以上。

2.3 低比表面积催化剂技术技术报价问题2.3
技术报价问题
•低比表面积催化剂专利商要求重整原料水含量
<2ppm，国内无一装置能达到；
•寿命保证对催化剂比表面积不设下限，往往达到保
证的寿命，低比表面型催化剂后期比表面积已经下
降至120m2/g或以下，对企业的平稳安全生产带来极
大隐患。

•脱离实际的依据使业主无法索赔！
统一技术报价要求—比如寿命
•重整原料水含量<5ppm
换剂时催化剂比表面积140m/g
•2
2.4
2.4 扩能改造瓶颈、催化剂选择及方案 老装置扩能改造的主要瓶颈及解决方案主要瓶颈解决方案
再生能力小，烧焦能力不足催化剂、原料优化、产品优化空速增加，催化剂贴壁问题催化剂、工艺流程优化
反应温度升高加热炉负荷不足加热炉改造
分离系统等分离系统改造等
2.4.1高堆比催化剂不适合扩能改造2.4.1 高堆比催化剂不适合扩能改造
催化剂基准工况扩能20%
基准扩能正常堆比基准基准*1.6高堆比基准*1.3基准*2.1高堆比催化剂比正常催化剂积炭量高30%以
上；因此，高堆比催化剂不适合再生能力受限的装置（国内装置再生能力一般都小）！
慎用高堆比催化剂
¾堆比增加约20%，催化剂装填量也增加20%，增加投资
¾尽管铂含量降低，但由于催化剂装填量增加，导致总投铂量增加，投资增加
¾再生器中催化剂重量增加20%，导致再生器
导致再生器中总焦碳增加10%，使烧焦能力紧张，容易出现飞温等问题
2.4.2 解决催化剂贴壁的方案242
¾老装置反应器常见比例10/15/25/50或
15/20/25/40，相对于前面的反应器，后面的反应器具有过剩的流体力学能力，并且随反应器的增大而增大；
¾扩能改造容易造成较小反应器催化剂贴壁；扩能改造容易造成较小反应器催化剂贴壁
¾扩能改造要充分利用个反应器的流体力学能力，就能够解决贴壁问题！
15
17
18
1316
1
14重叠式布置方案
应用案例：和邦化学
1235232011
2
1922
533
25
32
21
247
89
2628
243
6
2734
4
29
30
3110
31
30
31
3254并列式布置方案
494439
33
34
1216
40
45
50
29
11
28
24
20
35
57
812
3
4
21
26
23
1813
6
9
27
17
25
22
19
15
30
465137
42
47
52
36
4114
10
48
53
43
38
25
2.5 氯吸附问题及措施
国内超过15套装置采用
导致再生循环气中水含量翻倍
（87131wppm/108429vppm)是原来的3倍以上，使催化剂比表面下降速率更快，氯保持能力、催化剂寿命下降
排放气换热器因氯腐蚀泄漏，导致不能正常再生
排放烟气中非甲烷烃类超标
氯吸附问题的解决方案
提高操作温度（160℃）
特点减轻腐蚀但排放氯增加不能解决水及非甲烷烃特点：减轻腐蚀，但排放氯增加、不能解决水及非甲烷烃含量高问题
RIPP固体脱氯技术适合于UOP、IFP、RIPP
采用固体脱氯剂（解决上述所有问题）
¾洛阳石化
三类工艺技术再生气体脱氯
70万吨/年
¾天津石化80万吨/年
¾北海石化60万吨/年
¾广石化100万吨/年
¾金山石化100万吨/年
¾天津石化100万吨/年
26高炭催化剂危害及处理措施2.6 高炭催化剂危害及处理措施
死区催化剂受到扰动进入循环系统（装统装
置检修卸剂及突发性扰动）20%50%石墨化炭 死区炭含量20%~50%、石墨化炭
烧焦缓慢，黑烧需要几十天~几个月，
甚至十几个月遇高氧环境易飞温
遇高氧环境，易飞温
飞温易造成催化剂成珊瑚礁状、迷你球
飞温易造成再生器内构件损坏高炭催化剂是装置的平稳安全运行的 高炭催化剂是装置的平稳、安全运行的
极大隐患！
高碳催化剂分离
经典分离方法—缓慢卸剂+人工经验判断
¾分离效率低
离效率低
¾分离效果差—不能避免高碳催化剂的混入，正常催化剂混入高碳催化剂造成损失
密度分离技术
¾将催化剂分离出五个种类
粉尘、高炭催化剂、α-侏儒球(Φ＜1.2mm)、γ-侏儒球(Φ＜
1.2mm)、可回装催化剂
¾近60套装置采用
¾使用后的效果
黑烧转白烧与新剂开工相同，大大缩短开工时间
黑烧转白烧与新剂开工相同大大缩短开工时间
2.7 连续催化剂全生命周期综合成本比较
催化剂型号
5
RC011(还原态)
参比催化剂1(还原态)
参比催化剂2(还原态)
装填体积(M3)160001600016000( M3 )
160.00 160.00 160.00
堆密度（T/M3 ）
0.56 0.56 0.67 一次填装催化剂量（T ）/ 补充催化剂量( T /年)89.60 1.00
89.60 3.00
107.20 1.00
催化剂量（T ）
95.60 101.60 111.20 (/T )340034003400报价(
万元/T )34.00 ￥34.00 ￥34.00
￥汇率(币种/人民币)
1.000 1.000 1.000 折合人民币报价（万元/T ）(含税)39.00 39.00 39.00 ⑴加工费总额（万元）
3728.40 3962.40 4336.80 催化剂贵金属含量( % )0.285 0.290 0.250 (
)贵金属投料损耗(
% )0.0 0.0 0.0 贵金属用量（
Kg ）(1 OZ =31.1035 g)272.460 294.640 278.000 贵金属国际市场价格(美元/OZ)1236.00 1236.00 1236.00 折合人民币价格(元/Kg) (含税)
257384.92 257384.92 257384.92 701271758359715530⑵贵金属费用（万元）(√表示为租赁)7012.71 7583.59 7155.30
催化剂采购费用⑴+⑵(万元)
10741.11 11545.99 11492.10
折合人民币单价（万元/T ）(含税)112.35 113.64 103.35 可回收贵金属量（Kg ）264.286 285.801 269.660 666895721184680455可回收贵金属价值（万元）6668.95 7211.84 6804.55
⑶应支付回收成本（万元）502.14 543.02 512.35 ⑷贵金属回收收入（万元）
6166.81 6668.82 6292.20
催化剂使用寿命(月) (比表面积140m2/g 时)72 48 48 000⑸期间技术服务费用（万元）0 0 0
一次性实际成本⑴+⑵+⑶-⑷+⑸5076.45 5420.19 5712.26 每年摊销成本(万元)
846.07 1355.05 1428.06
第三部分
催化重整面临的挑战
催化重整临的新挑战
催化重整面临的新挑战
燃料标准升级（苯、芳烃含量）燃料标准升级（苯芳烃含量） 乙烯采用页岩气原料后导致石脑油相对过剩
降低催化重整装置的CO排放
2
面临新挑战的思考
重整产品的优化利用及技术选择
石脑油高原料乙烷丙烷正丁/异烷
深度石脑油中
深度
2504%3698/3147%
重整液化气4%25.04%36.98/31.47%————
262082/041
重整氢气4 2.620.82/0.41————
3264294乙烯/%77424232.6429.4
适合的就最好的
适合的就是最好的！
第四部分结束语
¾催化重整工艺技术开发已经达到一个平稳期，近十几年来，国外未见实质性进展；国内则开
发了石脑油催化重整成套技术及逆流移动床催
化重整技术，成为新的专利商。

¾在催化剂方面，国内实现了从“跟踪模仿”到自主创新，开发的连续重整催化剂处于国“自主创新”开发的连续重整催化剂处于国
际先进/领先水平，在各类重整装置上得到成
功应用。

¾催化剂选择需要建立统的评估标准；催化剂更换催化剂选择需要建立统一的评估标准；催化剂更换需要考虑比表面积等，更重要是技术经济性；高比表面催化剂有利于延长寿命、减少氯腐蚀等；
¾解决扩能改造问题的关键是催化剂选择及工艺流程改进，高堆比催化剂会使再生能力不足更加恶化！¾采用固体脱氯技术可彻底解决Chlorsorb难题；
¾高积炭催化剂危害巨大，严禁进入循环系统！
高积炭催化剂危害巨大严禁进入循系统
¾未来催化重整技术的开发必须面对燃料标准升级、资源劣质化和节能减排以及页岩气的开发与利用的新挑战。

Thanks for Listening! Th k f Li i!。