■ 中国工程院士 闵恩泽

铂重整的发明过程

铂重整是炼油厂提高汽油辛烷值和生产芳烃的重要工艺，同时还副产氢气。

发明这一新工艺的V.Haensel被誉为“铂重整之父”，他回顾了铂重整原始创新构思形成的过程。

V.Haensel 1935年夏天从西北大学毕业后，在美国环球油品公司催化实验室做暑假临时工。当时汽油重整提高辛烷值使用的是Cr2O3/Al2O3催化剂，在常压、不临氢的条件下运转，催化剂很快结焦，需要经常再生。一天，美国环球油品公司研究室主任来到实验室，让他想办法做反应而不产生结焦。实验3周毫无结果。暑假结束后，他即去麻省理工学院攻读化学工程硕士学位。这一经历虽以无结果告终，但使他了解到开发一个长周期运转而不积炭的催化重整工艺的重要性，这就为他后来的发明播下了种子。

1937年，V.Haensel硕士研究生毕业后，被美国环球油品公司聘任为化学工程师，从事中氢裂化汽油中环烷烃含量分析工作。在分析时，需要在很低的空速下，通过一个铂/活性炭催化剂，使六元环烷烃脱氢转化为芳烃。

由于催化重整提高汽油辛烷值中最重要的反应是环烷烃脱氢反应，产生了利用铂催化剂的想法，于是用铂催化剂来处理脱硫的汽油。他采用各种载体试制成铂催化剂，然后进行实验。正如所预期的那样，这些催化剂可将部分环烷烃转化成芳烃，但是汽油辛烷值的提高却不明显，于是他提高温度，结果催化剂完全失活。为了防止催化剂失活，后来在中等压力下同时通入氢气，结果虽不特别惊人，但是催化剂在这一苛刻条件下却不失活；于是，继续提高温度，果然得到较高的转化率。此时实验一直采用脱硫的直馏汽油作原料，催化剂可以连续运转，并且保持了较高的转化率。此时采用的实验条件是：反应温度450℃，反应压力3.45MPa，氢/油摩尔比为5，这一反应温度比铂催化剂常用的温度高出了200℃。这时他已取得了先前用MoO3/Al2O3作催化剂一样的效果，而且催化剂上只有少量的焦炭生成。当时使用的是3%的铂载于二氧化硅上的催化剂，相当昂贵。同时还发现，铂载于硅铝载体上的催化剂虽然对提高辛烷值更好，但不能很好地控制加氢裂化。所以又改用具有中等酸性的氧化铝作载体，结果相当好，特别是能够连续操作数日而没有损失很多的活性。这时，他想出了各种方案，把铂载到氧化铝上，并且努力去降低铂含量。同时他得到了一个十分肯定的结论：用硝酸铝制备的氧化铝不如用三氯化铝为原料制备的好。这曾是一个十分费解的问题，直到他观察到将三氯化铝与氨水沉淀的氢氧化铝滤饼少洗几次还能制备出性能更好的催化剂时才解开了这个谜，这是由于氧化铝中残存的Cl-引起的。后来他发现，在装置出口的气体中有微量的酸性物质，这是来源于胶体中的氯。他设想，如果胶体中氯是活泼的，会损失的话，那么氟会更活泼，而且是稳定的，果然试制含氟氧化铝的铂催化剂提高汽油辛烷值最好，为工业化奠定了基础。于是美国环球油品公司投入100多人进行研发，加速推向工业化，1949年宣布开发成功铂重整工艺（Platforming）。

铂重整发明的启示

（1）一个科研工作者要了解自己研究领域的难题，虽然一时不能成功，但随着时间的推移、知识经验的积累，这些难题就成为将来成功的起点。

（2）要创新，就要善于从其他领域吸取营养，把其他领域中有用的催化剂体系移植过来。V.Haensel就是从分析方法中所用的铂/活性炭环烷烃脱氢催化剂受到启发，把铂催化剂移植到催化重整领域里来开始探索的。

（3）要创新，必须要跳出旧框框。在催化重整探索中，V.Haensel所采用的温度、压力、临氢工艺等都超越了分析方法中原用的条件，正是这样他才取得了较大的进展。

（4）要细心观察实验，及时发现和抓住苗头。V.Haensel就是从硝酸铝和三氯化铝制得的γ-Al2O3作为催化剂载体时活性不同而认识到卤素的作用，从而制备出含氟的γ-Al2O3的铂重整催化剂。