SHP－01型裂解汽油加氫催化劑的工業(yè)應(yīng)用

孫雙印

(中國(guó)石化中原石油化工有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000)

·生產(chǎn)與實(shí)踐·

SHP－01型裂解汽油加氫催化劑的工業(yè)應(yīng)用

孫雙印

(中國(guó)石化中原石油化工有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000)

介紹了SHP－01型催化劑在中原石化裂解汽油加氫裝置上的工業(yè)應(yīng)用情況，對(duì)催化劑投用、工業(yè)試驗(yàn)標(biāo)定及再生過(guò)程進(jìn)行了技術(shù)分析，SHP－01催化劑具有良好的原料適應(yīng)性和較長(zhǎng)的使用壽命，綜合性能優(yōu)于曾使用過(guò)的同類催化劑。

裂解汽油加氫;催化劑;工業(yè)應(yīng)用

1 概述

中原石化公司乙烯車間DPG裝置采用美國(guó)Lummus公司中間餾分加氫工藝技術(shù)設(shè)計(jì)，采用軸向絕熱固定床反應(yīng)器。粗裂解汽油經(jīng)脫C5塔、脫C9塔后進(jìn)行一段選擇性加氫脫除二烯烴和苯乙烯，再經(jīng)二段加氫脫硫生產(chǎn)加氫裂解汽油，作為芳烴抽提原料。原設(shè)計(jì)能力4萬(wàn)t/a，2000年乙烯擴(kuò)能改造后達(dá)到8萬(wàn)t/a。2003年5月18日，上海石化院研制的SHP－01裂解汽油一段加氫催化劑首次在本裝置上開展工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，第一周期累計(jì)連續(xù)運(yùn)行了34個(gè)月，催化劑運(yùn)行平穩(wěn)，雙烯加氫率和加氫選擇性高，低溫反應(yīng)活性和穩(wěn)定性好，原料適應(yīng)性和抗干擾性能優(yōu)良，綜合性能優(yōu)于曾使用過(guò)的工業(yè)催化劑。2006年3月18日，對(duì)催化劑進(jìn)行了首次再生，反應(yīng)器入口溫度從70℃降至37℃，接近新催化劑開車初期入口溫度，產(chǎn)品雙烯由再生前的每100g 1.0g降至0.5g油以下，顯示了優(yōu)良的再生性能。目前，經(jīng)2008年第二次再生，該催化劑的總運(yùn)行周期已達(dá)76個(gè)月。

圖1 中原石化公司DPG裝置工藝流程示意圖

2 SHP－01催化劑前期應(yīng)用情況

2.1 催化劑投用

根據(jù)“SHP－01催化劑使用說(shuō)明書”和DPG裝置操作法進(jìn)行催化劑裝填、活化、投料開車及正常運(yùn)行。催化劑實(shí)際裝填量3422.4kg，實(shí)際裝填高度3945mm，實(shí)際裝填密度0.496kg/L。采用濕法活化。下頁(yè)表1為SHP－01催化劑運(yùn)行初期一段反應(yīng)器進(jìn)出口雙烯值(每100g油樣反應(yīng)的順丁烯二酸酐相當(dāng)于碘的克數(shù))。圖2為SHP－01催化劑與對(duì)比催化劑開車初期床層溫度分布比較。

表1 開車初期一反進(jìn)/出口雙烯值 g I2/100g油

圖2 (開車初期)SHP－01催化劑與對(duì)比劑床層溫度分布

由上可見，SHP－01催化劑低溫雙烯加氫活性較高，一段反應(yīng)器出口雙烯值均小于0.5g I2/100g油。在同樣的新鮮油空速、循環(huán)比和運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，SHP－01催化劑床層無(wú)明顯熱點(diǎn)，熱區(qū)更分散，有助于抑制催化劑結(jié)焦失活，延長(zhǎng)催化劑操作周期。

2.2 催化劑對(duì)原料的適應(yīng)性

粗裂解汽油穩(wěn)定性差，組成差異大，在貯運(yùn)過(guò)程中易聚合生成膠物質(zhì)等，因此不同裝置粗裂解汽油的工況相差較大?？紤]到上述原因以及加工能力的限制，本裝置此前未曾加工過(guò)外購(gòu)原料。自SHP－01催化劑投用以來(lái)，由于加工能力的提高，除加工本公司副產(chǎn)裂解汽油外，同時(shí)外購(gòu)原料進(jìn)行加工。

表2 外購(gòu)原料與自產(chǎn)原料運(yùn)行效果對(duì)比

由表2可見，盡管外購(gòu)原料的膠質(zhì)和苯乙烯含量遠(yuǎn)高于本裝置副產(chǎn)粗裂解汽油，但一反出口產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)均合格，說(shuō)明SHP－01催化劑具有良好的抗干擾性能和原料適應(yīng)性。

2.3 工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行

SHP－01催化劑自2003年5月18日投入運(yùn)行以來(lái)，第一周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近3年，工業(yè)試驗(yàn)標(biāo)定數(shù)據(jù)見表3，工業(yè)運(yùn)行趨勢(shì)見圖3。

表3 工業(yè)標(biāo)定數(shù)據(jù)(300d后)

圖3 SHP－01催化劑工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行趨勢(shì)圖

在運(yùn)行300d后經(jīng)連續(xù)72h標(biāo)定，結(jié)果表明，在新鮮油空速 2.8h－1、2.3h－1，一反平均出口雙烯值分別為0.53、0.32g I2/100g 油，雙烯加氫率分別為89.6%、93.1%，雙烯加氫選擇性分別為 56.8%、55.3%。由圖3可見，SHP－01催化劑在第一周期運(yùn)行了34個(gè)月，入口溫度僅69℃，出口雙烯值1.0g I2/100g油左右，34個(gè)月平均出口雙烯值小于0.65g I2/100g油。SHP－01催化劑運(yùn)行結(jié)果、標(biāo)定結(jié)果和穩(wěn)定性優(yōu)于裝置曾使用過(guò)的工業(yè)催化劑。使用SHP－01催化劑后，在一段反應(yīng)器未作任何改動(dòng)的情況下，新鮮油進(jìn)料由原設(shè)計(jì)最大11.5t/h提高到16.0t/h以上，即一段反應(yīng)器加工能力提高了40%以上，目前一段反應(yīng)器的加工能力可與24萬(wàn)t/a乙烯裝置副產(chǎn)裂解汽油加氫配套。

3 SHP－01催化劑近期應(yīng)用情況

3.1 催化劑首次再生

2006年3月20日，SHP－01催化劑工業(yè)試驗(yàn)第一運(yùn)行周期已達(dá)34個(gè)月，入口溫度為69℃，出口雙烯值1.0g I2/100g油左右，未達(dá)到常規(guī)催化劑需要再生的條件。因生產(chǎn)和工業(yè)試驗(yàn)的需要，安排SHP－01催化劑再生。再生過(guò)程中催化劑床層無(wú)明顯溫升，說(shuō)明催化劑結(jié)焦情況不嚴(yán)重。SHP－01催化劑再生前后的運(yùn)行情況見表4。

再生后反應(yīng)器的入口溫度從70℃降至37℃，接近三年前新催化劑開車初期入口溫度，產(chǎn)品雙烯值由再生前的1.05g I2/100g油降至0.5g I2/100g油以下。由于催化劑再生后表現(xiàn)出來(lái)的活性較高，循環(huán)比由2.15提高至3.5以上，溴價(jià)從20.0g Br2/100g油以上降至16.0g Br2/100g油以下。通過(guò)對(duì)工況的調(diào)整，溴價(jià)升至23.0g Br2/100g油以上，選擇性明顯提高，裝置運(yùn)行平穩(wěn)。此次再生對(duì)催化劑的活性恢復(fù)有顯著的作用，達(dá)到了再生的目的。一段反應(yīng)器入口溫度及出口雙烯值均接近開車初期水平，表明SHP－01催化劑再生性能優(yōu)良。

表4 催化劑再生前后的運(yùn)行情況

3.2 二次再生后的運(yùn)行

2008年6月，SHP－01催化劑第二次再生。反應(yīng)器入口起始反應(yīng)溫度仍控制在40℃，溫升30℃，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定合格。截止到2009年9月，第三周期運(yùn)行已達(dá)14個(gè)月，反應(yīng)器入口溫度小于50℃，溫升約35℃，循環(huán)比3∶1，出口雙烯、溴價(jià)指標(biāo)仍在控制合格范圍內(nèi)。部分?jǐn)?shù)據(jù)見表5。

表5 近期一反進(jìn)/出口部分?jǐn)?shù)據(jù)

SHP－01催化劑的總運(yùn)行周期已達(dá)76個(gè)月，目前出口雙烯、溴價(jià)都在要求的指標(biāo)內(nèi)，顯示出該型催化劑的壽命長(zhǎng)和操作性能好特點(diǎn)?？紤]到近年多次加工外購(gòu)1#苯，其經(jīng)濟(jì)性也很突出。

4 結(jié)論

SHP－01催化劑在本公司DPG裝置工業(yè)應(yīng)用，在一段反應(yīng)器未改動(dòng)情況下，加工能力提高40%以上，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)行結(jié)果表明，催化劑具有空速高，低溫雙烯加氫活性和選擇性高，床層熱區(qū)分布合理，穩(wěn)定性好，對(duì)原料的適應(yīng)性和抗干擾性能良好等優(yōu)點(diǎn)。SHP－01催化劑再生后性能恢復(fù)良好，接近新催化劑的水平。SHP－01催化劑綜合性能優(yōu)于曾使用過(guò)的工業(yè)催化劑。

TQ032

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1003－3467(2011)05－0043－03

2011－01－28

孫雙印(1964－)，男，高級(jí)工程師，從事石油化工技術(shù)管理工作，電話:13839327912。