SKI-210型催化劑在芳烴聯(lián)合裝置的運(yùn)行分析

王 騰

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司芳烴部，上海200540)

SKI-210型催化劑在芳烴聯(lián)合裝置的運(yùn)行分析

王 騰

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司芳烴部，上海200540)

介紹了SKI-210乙苯脫乙基型C8芳烴異構(gòu)化催化劑在600 kt/a芳烴聯(lián)合裝置上的首次工業(yè)應(yīng)用及后續(xù)長(zhǎng)周期運(yùn)行情況。運(yùn)行結(jié)果表明：運(yùn)用SKI-210催化劑后，裝置操作穩(wěn)定，物料平衡正常，催化劑性能符合合同指標(biāo)要求，與原使用的SKI-110催化劑相比，每年可增加效益2 705.3萬(wàn)元。

SKI-210 催化劑 乙苯 脫乙基

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)二甲苯比其他C8芳烴更有價(jià)值，所以工業(yè)上將其他C8芳烴轉(zhuǎn)化成對(duì)二甲苯?；旌螩8芳烴經(jīng)吸附分離或結(jié)晶分離裝置分離成對(duì)二甲苯和貧對(duì)二甲苯，貧對(duì)二甲苯通過(guò)異構(gòu)化裝置反應(yīng)生成接近熱力學(xué)平衡的混合C8芳烴。

在異構(gòu)化裝置中，根據(jù)乙苯轉(zhuǎn)化途徑的不同，催化劑可分為乙苯轉(zhuǎn)化為二甲苯型和乙苯脫烷基轉(zhuǎn)化為苯型異構(gòu)化催化劑。中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱上海石化)600 kt/a的芳烴聯(lián)合裝置2#異構(gòu)化裝置采用美國(guó)UOP技術(shù)，2009年建成投產(chǎn)，使用中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院(RIPP)的SKI-110催化劑，2014年7月裝置檢修期間更換為RIPP的SKI-210 C8芳烴異構(gòu)化催化劑。文章介紹了上海石化600 kt/a大型芳烴聯(lián)合裝置中異構(gòu)化裝置使用RIPP研發(fā)的SKI-210乙苯脫乙基型C8芳烴異構(gòu)化催化劑開(kāi)車以來(lái)的長(zhǎng)周期運(yùn)行情況。

1 催化劑裝填與開(kāi)車

上海石化600 kt/a裝置異構(gòu)化單元于2014年7月大檢修期間，按計(jì)劃換裝催化劑，所裝催化劑為SKI-210型還原態(tài)成品催化劑，裝填量35 t。裝填催化劑之前檢查了反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件，中心管、扇形管約翰遜網(wǎng)格、折流擋板、中心管屏蔽罩等均正常，設(shè)備整體狀況良好，確認(rèn)符合裝劑條件，于7月17日10∶00至17∶00，順利完成35 t催化劑的裝填。裝填結(jié)果詳見(jiàn)表1和表2。

催化劑裝填完成后，使用變壓吸附裝置(PSA)產(chǎn)品高純氫氣，在溫度450 ℃、壓力0.50 MPa的條件下進(jìn)行器內(nèi)補(bǔ)充還原4 h；確認(rèn)連續(xù)重整、二甲苯精餾、吸附分離等關(guān)聯(lián)裝置完成投料，操作基本穩(wěn)定；異構(gòu)化裝置在反應(yīng)器入口溫度310～315 ℃，系統(tǒng)高分壓力0.60 MPa，液體進(jìn)料占設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，補(bǔ)充氫量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))25 000 m3/h，起始循環(huán)氫純度為98%的條件下投料。確定投料前約15 min內(nèi)快速將加熱爐出口溫度提升20～30 K，在反應(yīng)器出口溫度尚未有溫升前啟動(dòng)投料，這樣既可以充分發(fā)揮催化劑初期活性，又可以充分利用催化劑接觸進(jìn)料后的吸附熱效，避免不必要的過(guò)高床層溫度，也起到抑制加氫裂解和歧化副反應(yīng)，保護(hù)催化劑的作用。

表1 催化劑裝填結(jié)果匯總

表2 瓷球裝填結(jié)果匯總

開(kāi)工補(bǔ)充氫所需流量較大，主要由初期活性帶來(lái)的裂解副反應(yīng)所致，還與進(jìn)料中乙苯含量密切相關(guān)，原料中非芳烴含量高也會(huì)增加裂解耗氫和反應(yīng)積炭。因此，若能有效優(yōu)化原料性質(zhì)，將有利于單元投料的平穩(wěn)控制，保障開(kāi)車順利。

2 開(kāi)車后催化劑運(yùn)轉(zhuǎn)情況

開(kāi)車初期受上游裝置波動(dòng)、原料性質(zhì)變化以及對(duì)二甲苯市場(chǎng)行情等多重因素影響，SKI-210催化劑在投料開(kāi)工后并沒(méi)有馬上進(jìn)入滿負(fù)荷正常運(yùn)行狀態(tài)，催化劑開(kāi)工后的初期運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以看出:SKI-210催化劑的異構(gòu)化活性基本達(dá)到保證值23.50%，反應(yīng)溫度升高后乙苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到66%以上，高于保證值65%，二甲苯損失小于2.5%。

表3 SKI-210催化劑運(yùn)行情況

3 SKI-210應(yīng)用性能標(biāo)定

2014年11月25日8∶00至11月28日8∶00實(shí)施進(jìn)行催化劑標(biāo)定見(jiàn)表4～7。

表4 反應(yīng)工藝操作條件

表5 脫庚烷塔工藝操作條件

表6 單元物料平衡

表7 催化劑性能指標(biāo) %

SKI-210型催化劑標(biāo)定過(guò)程中，受市場(chǎng)等因素影響，外購(gòu)補(bǔ)充C8芳烴原料中非芳烴含量較高，對(duì)催化反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)氫耗、溫升、輕烴排放等產(chǎn)生一定影響。由于該催化劑貴金屬負(fù)載量較低，裂解能力受限，過(guò)多非芳烴進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，一者會(huì)增加無(wú)效循環(huán)，二者可能增加導(dǎo)致積炭的反應(yīng)，乃至對(duì)催化劑性能產(chǎn)生影響。建議裝置應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化原料性質(zhì)，控制非芳烴帶入反應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)量，為催化劑長(zhǎng)周期應(yīng)用過(guò)程中維持高活性、高選擇性的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造有利條件，從而保證催化劑能為裝置最大化創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益提供有力支持。

此次72 h的實(shí)際標(biāo)定考核過(guò)程及計(jì)算結(jié)果表明，裝置單元操作基本穩(wěn)定，物料平衡比較正常，催化劑性能符合合同指標(biāo)要求。SKI-210型C8芳烴異構(gòu)化催化劑首次工業(yè)應(yīng)用成功。

4 SKI-210與SKI-110對(duì)比

表8為換劑前SKI-110及換劑標(biāo)定后SKI-210運(yùn)行參數(shù)對(duì)比。

從表8中可以看出：在消耗單位新鮮進(jìn)料量接近的情況下，與SKI-110催化劑相比，SKI-210催化劑二甲苯損失更低，同時(shí)在使用末期SKI-110依然擁有非常高的乙苯轉(zhuǎn)化率及異構(gòu)化活性。

表8 相同的進(jìn)料比例不同催化劑的產(chǎn)物收率對(duì)比

根據(jù)催化劑的運(yùn)行情況，以2014年6月與2014年12月的統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及2014年1—6月財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)為計(jì)算基準(zhǔn)，較高負(fù)荷下，相同進(jìn)料比例2#異構(gòu)化裝置更換SKI-210催化劑，二甲苯損失降低0.24%，按異構(gòu)化負(fù)荷275 t/h計(jì)算，每月新增效益為：275×24×31×0.24%×4 591=225.4萬(wàn)元，年提高效益225.4×12=2 705.3萬(wàn)元。

5 結(jié)論

(1)標(biāo)定及長(zhǎng)周期運(yùn)行結(jié)果表明SKI-210催化劑活性、選擇性良好，各項(xiàng)性能均達(dá)到保證值要求，滿足裝置生產(chǎn)需求。

(2)2#異構(gòu)化裝置更換SKI-210催化劑后，與原使用的SKI-110催化劑相比，每年可產(chǎn)生效益2 705.3萬(wàn)元。

Operation Analysis of SKI-210 Catalyst in Aromatic Hydrocarbon Joint Unit

Wang Teng

(AromaticsDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The first industrial application and subsequent long-term operation of C8aromatics isomerization catalyst of SKI-210 ethylbenzene deethyl group on 600 kt/a aromatics combination were introduced.The results show that after the application of SKI-210 catalyst,the unit operation is stable and the material balance is normal.The performance of the catalyst meets the requirements of the contract.Compared with the original SKI-110 catalyst,the SKI-210 catalyst could generate a benefit of RMB 27.05 million per annum.

SKI-210 catalyst,ethylbenzene,deethyl

2016-11-01。

王騰，男，2011年7月畢業(yè)于華東理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，工程師，目前在中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司芳烴部從事工藝管理工作。

1674-1099 (2017)01-0047-03

TQ426.94

A