乙烯裝置碳二加氫反應(yīng)器運(yùn)行優(yōu)化研究和實(shí)踐

蔣一鳴

（福建聯(lián)合石油化工有限公司，福建泉州 362800）

1 碳二加氫反應(yīng)

1.1 碳二加氫反應(yīng)機(jī)理

碳二加氫反應(yīng)是在加氫催化劑存在的條件下，主要由乙炔與氫氣反應(yīng)生成乙烯，同時(shí)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱使反應(yīng)器床層溫度上升。主反應(yīng)進(jìn)行時(shí)同時(shí)發(fā)生乙烯加氫生成乙烷或乙炔直接生成乙烷等副反應(yīng)。主要反應(yīng)及反應(yīng)熱如下[1]：

（1）主反應(yīng)：

C2H2+H2→C2H4+174.75 kJ/mol；

C2H2+2H2→C2H6+311.67 kJ/mol；

（2）副反應(yīng)：

nC2H2+mC2H4→低聚物（綠油）+反應(yīng)熱；

C2H4+H2→C2H6+136.93 kJ/mol；

3C2H4→2C2H6+2C+109 kJ/mol；

C2H4→CH4+C+127 kJ/mol；

C2H4→2C+2H2+52 kJ/mol；

有理論研究認(rèn)為，碳二加氫反應(yīng)主要分為三個(gè)步驟[2]：

第1步：乙炔和氫氣擴(kuò)散到催化劑表面并在活性中心鈀（Pd）上吸附一個(gè)乙炔分子或一個(gè)氫氣分子；

第2 步：在活性中心上吸附的乙炔分子再吸附一個(gè)氫氣分子，進(jìn)行加成反應(yīng)生成乙烯；或者活性中心上吸附的氫氣分子再吸附一個(gè)乙炔分子，進(jìn)行加成生成乙烯；

第3步：由于鈀/氧化鋁催化劑存在吸附強(qiáng)弱順序：C2H2≥C0≥C2H4/C4H6，因此乙烯在活性中心上的被吸附能力遠(yuǎn)比乙炔小，一旦乙炔轉(zhuǎn)化成乙烯很快被脫附，活性中心會(huì)馬上開始下一個(gè)乙炔加氫反應(yīng)，該特性也使催化劑具有選擇性。但如果催化劑的選擇性不佳乙烯不能及時(shí)脫附，還有可能進(jìn)一步加氫生成乙烷后再脫附造成乙烯損失。同時(shí)乙烯分子未及時(shí)脫附也會(huì)影響乙炔加氫反應(yīng)的進(jìn)行，造成反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率下降。

1.2 催化劑性能評(píng)價(jià)方法

對(duì)于鈀系催化劑而言，催化劑的性能主要通過乙炔的轉(zhuǎn)化率和選擇性來表示。其中，

轉(zhuǎn)化率＝（加氫前乙炔量–加氫后乙炔量）/進(jìn)入反應(yīng)器總乙炔量

選擇性[3]＝乙烯增量/反應(yīng)乙炔量

反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率是指通過反應(yīng)器后完成加氫反應(yīng)的乙炔量占進(jìn)入反應(yīng)器乙炔量的比例。一般來說，為了保證出口乙炔負(fù)荷要求，反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率需控制接近100%。因該文所研究的反應(yīng)器分為三個(gè)床層，因此各段床層的轉(zhuǎn)化率表示在各個(gè)床層進(jìn)行反應(yīng)的乙炔摩爾量占反應(yīng)器入口乙炔總摩爾量的比例。轉(zhuǎn)化率表示催化劑在使用過程中的活性，活性不足會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器出口乙炔超出工藝要求的控制范圍，造成乙烯產(chǎn)品不合格。為了解決催化劑活性不足的問題通常需要增加進(jìn)入反應(yīng)器的氫氣量，提高氫氣與乙炔的摩爾比（簡(jiǎn)稱氫炔比，下同）或提高反應(yīng)器床層的反應(yīng)溫度進(jìn)行改善。但過高的氫炔比和反應(yīng)溫度又會(huì)促進(jìn)副反應(yīng)的發(fā)生[4]，從而使乙烯增量減少，降低催化劑的選擇性。

1.3 碳二加氫反應(yīng)工藝流程

某石化企業(yè)乙烯裝置設(shè)有兩臺(tái)碳二加氫反應(yīng)器（R40401A及R40401B），每臺(tái)反應(yīng)器由三臺(tái)換熱器和兩個(gè)綠油罐組成，換熱器用于進(jìn)料和流出物的加熱/冷卻。每臺(tái)反應(yīng)器都有三個(gè)催化劑床層。需要對(duì)催化劑進(jìn)行再生時(shí)就由運(yùn)行的反應(yīng)器切換到備用反應(yīng)器。

碳二加氫反應(yīng)系統(tǒng)的具體流程如圖1 所示。脫乙烷塔（C40401）的塔頂碳二流出物作為碳二加氫反應(yīng)器的進(jìn)料先進(jìn)入乙炔轉(zhuǎn)化器進(jìn)料/流出物換熱器（E-40404A/B），和反應(yīng)器流出物換熱而提高溫度后在反應(yīng)器加熱器(E-40405A/B)中用低壓蒸汽進(jìn)一步加熱。被加熱后的碳二物料和適量的氫氣混合后進(jìn)入反應(yīng)器的第一段床層，流出物和第二股氫氣混合后在1#乙炔轉(zhuǎn)化器中間冷卻器（E-40406A/B）中冷卻以吸收反應(yīng)熱，隨后進(jìn)入1#乙炔轉(zhuǎn)化器段間綠油罐（D-40405AN/BN）脫除綠油，綠油需進(jìn)行定期排放，從罐底返回急冷油塔（C15151）。綠油罐罐頂物流隨后進(jìn)入第二段床層，與一段反應(yīng)后剩余的乙炔反應(yīng)。第二段床層流出物和第三股氫氣混合后在2#乙炔轉(zhuǎn)化器中間冷卻器（E-40407A/B）中冷卻，隨后進(jìn)入2#乙炔轉(zhuǎn)化器段間綠油罐（D-40406AN/BN）脫除綠油。罐頂物流隨后進(jìn)入第三段床層，將剩余的少量乙炔進(jìn)行加氫。在催化劑床層生成的聚合物會(huì)隨反應(yīng)器流出物一同流出。來自第三段床層流出物中的乙炔含量需控制在＜2 ppm，隨后在乙炔轉(zhuǎn)化器后冷器（E-40408）以及乙炔轉(zhuǎn)化器進(jìn)料/流出物換熱器（E-40404A/B的管程）中冷卻，并且被送到C2綠油分液罐（D-40402）中最終進(jìn)入乙烯精餾塔（C40402）。

圖1 乙烯裝置碳二加氫反應(yīng)流程

2 反應(yīng)器運(yùn)行初期運(yùn)行狀況分析

反應(yīng)器R40401A于2020年4月26日投入使用。催化劑投用初期表現(xiàn)出良好的活性和選擇性，各段床層氫炔比和入口溫度都控制在較低水平。隨著時(shí)間增加催化劑活性開始下降，從4 月28 日至5 月28日的30天內(nèi)反應(yīng)器出口乙炔含量從投用初期的0 ppm 逐漸上升并多次超過2 ppm 的控制范圍。為保證反應(yīng)器出口乙炔含量滿足要求，各段床層的氫炔比分別從0.98、1.25、1.87提高到1.23、1.63、1.90，總氫炔比從1.65上漲至2.33，同時(shí)各段入口溫度分別從37、38、45 ℃上調(diào)至45、48和58 ℃。各段入口溫度與氫炔比明顯上升，如圖2、3所示。選擇性則從71%下降到5月28日最低值5.1%。

圖2 各段入口溫度及三段出口乙炔含量趨勢(shì)

催化劑活性下降后，4 月26 日、7 月13 日對(duì)碳二反應(yīng)器入口物料組成進(jìn)行取樣分析，將分析結(jié)果與催化劑技術(shù)協(xié)議參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，如表1 所示。從表1 可以看到，主要物料組成如乙烯、乙烷組分與技術(shù)協(xié)議接近，容易在床層中結(jié)焦的C3/C4組分含量[5]也遠(yuǎn)低于技術(shù)協(xié)議要求。此外，用于加工粗氫的甲烷化反應(yīng)器在碳二加氫反應(yīng)器投用后運(yùn)行狀況維持正常，在8月20日對(duì)氫氣的采樣分析中一氧化碳含量的化驗(yàn)分析結(jié)果小于1 ppm，符合工藝控制要求。因此，可將反應(yīng)器進(jìn)料及氫氣對(duì)催化劑活性造成影響的可能性排除。

圖3 反應(yīng)器氫炔比變化趨勢(shì)

表1 原料性質(zhì)

對(duì)于碳二加氫反應(yīng)而言，綠油的生產(chǎn)是造成催化劑活性下降的主要原因。綠油作為一種乙炔低聚物由C4～C28組成，前期聚合物主要為1,3-丁二烯容易堵塞催化劑微孔，使催化劑比表面積下降，造成催化劑活性下降[6]。反應(yīng)溫度越高聚合物分子鏈越長，沉積作用越明顯。有研究發(fā)現(xiàn)[7]，在催化加氫反應(yīng)中氫氣分壓小于某一臨界分壓值也會(huì)加劇副反應(yīng)的發(fā)生，造成結(jié)焦物生成變多進(jìn)而影響催化劑活性。雖然該結(jié)論并不基于特定的碳二加氫反應(yīng)研究得到，但可參考此方向?qū)Ψ磻?yīng)過程中的氫炔比控制進(jìn)行研究。

將R40401A 投用后30 天的平均運(yùn)行數(shù)據(jù)與同一臺(tái)反應(yīng)器前兩個(gè)周期（2013 年12 月31 日及2015年11 月20 日）投用后30 天的平均運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如表2 所示。從表2 可以看到，三個(gè)運(yùn)行周期的一、二段入口溫度偏差不大，三段偏差較大，但因?yàn)槿纬袚?dān)的反應(yīng)任務(wù)較少，轉(zhuǎn)化率通常僅控制在10%～15%。且三段為反應(yīng)器的最后一段床層，從物流走向來看三段催化劑的運(yùn)行情況對(duì)其它床層影響較小，因此三段溫度偏差的影響可暫時(shí)忽略。平均氫炔比數(shù)據(jù)則有明顯的不同。前兩個(gè)周期的氫炔比相當(dāng)，本周期的平均氫炔比偏差分別達(dá)到40%和30%，與前兩個(gè)周期相比明顯偏低，且偏差主要集中在一段，其它各段則相近或略高。

表2 不同運(yùn)行周期操作參數(shù)對(duì)比

相應(yīng)的，前兩個(gè)周期在投用30天后的選擇性仍然維持在較高水平，分別達(dá)到55.4%和49.7%。而本周期在投用30 天后選擇性已降低至5.1%。同時(shí)對(duì)比另一臺(tái)反應(yīng)器R40401B在2019年3月28日投用后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，投用后30天內(nèi)一、二、三段氫炔比分別為1.09、1.25、3.79，總氫炔比為1.69，相比本周期氫炔比控制更低，R40401B 臺(tái)在投用30 天后，選擇性降為–10.06%。因此可進(jìn)行假設(shè)：因?yàn)榉磻?yīng)器投用初期氫炔比控制低于合理的范圍導(dǎo)致催化劑性能出現(xiàn)快速下降。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述假設(shè)，將R40401A反應(yīng)器投用30天后各段床層的轉(zhuǎn)化率和選擇性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如表3所示。

表3 各段床層乙炔轉(zhuǎn)化率及選擇性

通過表3 可以看到，反應(yīng)器投用一個(gè)月后一段床層仍然可以滿足工藝要求，乙炔轉(zhuǎn)化率控制在51.58%，選擇性維持在50%以上，說明一段性能未明顯下降。二段乙炔轉(zhuǎn)化率為40.67%，較一段減少近10%的乙炔轉(zhuǎn)化量，但平均溫升在投用30天后已達(dá)到35 ℃，比一段溫升還要高8 ℃，可見大量的副反應(yīng)在二段發(fā)生。從選擇性指標(biāo)也可以發(fā)現(xiàn)，二段的選擇性已經(jīng)降低至–17%，說明乙烯在該段出現(xiàn)損失。三段氫炔比在投用30天后提高至6.89，但出口炔烴含量仍無法控制在較理想的1 ppm以下且頻繁漏炔，4 月27 日至5 月31 日反應(yīng)器出口共出現(xiàn)乙炔超標(biāo)8次。同時(shí)三段承擔(dān)的乙炔轉(zhuǎn)化率僅為7.75%，對(duì)應(yīng)的床層平均溫升僅13.9 ℃，也說明三段床層的加氫反應(yīng)不足，無法起到保護(hù)床層的作用，乙烯損失也較嚴(yán)重，選擇性下降為–110%。

綜合以上分析，由于反應(yīng)器投用初期一段氫炔比控制低于合理范圍，在逐漸提高反應(yīng)溫度的過程中一段生成大量綠油沒有及時(shí)排放帶入二、三段床層使這兩段催化劑加快失活。為了維持二、三段床層的乙炔轉(zhuǎn)化率，保證出口乙炔合格，只能不斷提高氫炔比和入口溫度，氫炔比和入口溫度升高后又促進(jìn)了綠油的生成，最終導(dǎo)致催化劑活性在短時(shí)間內(nèi)下降，選擇性變差。參考前兩個(gè)周期的氫炔比指標(biāo)，反應(yīng)器投用初期較合理的氫炔比控制范圍應(yīng)為：一段1.4～1.45，二段1.7～2.0，總氫炔比2.35～2.6，三段則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3 優(yōu)化調(diào)整措施

以上分析可知，造成反應(yīng)器投用后活性下降的原因主要有初期氫炔比控制過低，生成綠油未及時(shí)排放及二、三段催化劑狀態(tài)變差等原因。其中，在催化劑表面已形成附著的綠油難以通過操作控制手段清除[8]，只能在反應(yīng)器運(yùn)行周期結(jié)束后進(jìn)行再生處理。因此，目前對(duì)反應(yīng)器優(yōu)化調(diào)整的主要目標(biāo)是從日常管理和操作控制方面制定措施，扼制催化劑性能繼續(xù)下降的趨勢(shì)，并逐漸恢復(fù)催化劑的部分性能。

3.1 建立催化劑性能監(jiān)控工具

首先需解決催化劑性能監(jiān)控問題。催化劑的性能指標(biāo)無法直接通過DCS儀表或者在線分析指示數(shù)據(jù)獲得，需要經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)據(jù)收集和換算。此前，內(nèi)操和管理人員將反應(yīng)器出、入口物料在線分析數(shù)據(jù)中乙烯摩爾分?jǐn)?shù)簡(jiǎn)單相減來計(jì)算乙烯增量，利用差值大小來判斷選擇性高低。但通過這種方法得到的結(jié)果往往與催化劑實(shí)際狀況存在偏差甚至截然相反。圖4是2020年6月26日0:00至23:59這段時(shí)間內(nèi)，在對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行操作優(yōu)化調(diào)整的過程中，通過換算后得到的實(shí)際選擇性變化趨勢(shì)與乙烯摩爾分?jǐn)?shù)差值的對(duì)比?？梢姡?dāng)催化劑的選擇性通過調(diào)整呈不斷上升趨勢(shì)時(shí)乙烯差值曲線卻在下降，兩種判斷方式得出相反結(jié)論。由此可見，根據(jù)兩種方法做出的判斷存在很大偏差。

圖4 總選擇性與乙烯摩爾含量差值趨勢(shì)對(duì)比

為了解決這個(gè)問題，借助于某石化公司IP21數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將反應(yīng)器的流量、溫度、在線分析等數(shù)據(jù)全部整理到可獲取IP21 數(shù)據(jù)的Excel 表格中，并對(duì)反應(yīng)器出入口及各段床層出口的在線分析數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，確保各組分的摩爾分?jǐn)?shù)相加總和為100%；然后利用各段床層出口的數(shù)據(jù)，換算出各段入口碳二物料中各組分的摩爾流量及摩爾分?jǐn)?shù)，以保證數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一；最后根據(jù)公式，計(jì)算出各段床層催化劑及整個(gè)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率及選擇性指標(biāo)。

數(shù)據(jù)表使用Excel 這一通用工具進(jìn)行搭建。可通過公司數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的歷史數(shù)據(jù)查詢及自定義讀取差值、平均值或最大、最小值的功能，還能對(duì)2009年乙烯裝置開車后碳二加氫反應(yīng)器所有運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，大大方便了管理人員進(jìn)行研究和操作指導(dǎo)。

3.2 優(yōu)化綠油排放方案

定期排放綠油是減緩反應(yīng)器活性下降速率的重要措施。此前采用的排放方案是在一、二、三段床層底部以及綠油罐進(jìn)行定期排放，排放頻率為每周一次。但由于反應(yīng)器投用初期綠油生產(chǎn)量大，且隨著催化劑的活性下降產(chǎn)生量還將逐漸增多[9]。因此，維持原有的排放點(diǎn)和排放頻率已無法滿足催化劑優(yōu)化運(yùn)行要求。

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地觀察，反應(yīng)器段間綠油罐D(zhuǎn)40406A及D40407A出口管線存有一段明顯的袋形，袋形處管線爬坡高度超過兩米，現(xiàn)場(chǎng)打開袋形處的倒淋后排出大量綠油。在此前的排放方案中并沒有安排該處的定期排放，這些綠油長期積累并伴隨氣相物料進(jìn)入下一段床層，從而影響催化劑活性。2020年5月20日開始增加了兩個(gè)綠油罐出口管線袋形處的排放。同時(shí)將綠油排放頻率從每周一次提高至每周三次，并通過《碳二加氫反應(yīng)器性能監(jiān)控及分析表》監(jiān)控催化劑狀況，根據(jù)選擇性數(shù)據(jù)調(diào)整排放頻率，必要時(shí)安排每兩天或每天排放綠油。綠油排放方案優(yōu)化后催化劑活性下降速度趨緩。

3.3 優(yōu)化各段床層轉(zhuǎn)化率分配

參考催化劑廠家的技術(shù)說明，一、二、三段床層的轉(zhuǎn)化率宜分別分配為50%、40%和10%。但各段床層催化劑受綠油影響程度不同，性能衰減速度也不一致。一段床層催化劑狀態(tài)較好，活性和選擇性較高；二、三段催化劑性能已明顯降低。特別是二段，為了控制40%的乙炔轉(zhuǎn)化率，氫炔比和反應(yīng)溫度被不斷提高。高氫炔比和反應(yīng)溫度的提高又加快了催化劑失活速率，形成惡性循環(huán)。

從2020 年5 月30 日開始嘗試對(duì)二、三段床層轉(zhuǎn)化率進(jìn)行重新分配。逐漸降低二段氫炔比，將二段轉(zhuǎn)化率由40%調(diào)整為35%，使二段出口的乙炔含量由0.16 mol%逐漸升高至0.19 mol%以上。調(diào)整后發(fā)現(xiàn)，三段床層在未提高氫炔比和入口溫度的條件下出口乙炔含量在短暫上升后又恢復(fù)到調(diào)整前水平，說明三段活性上升。推測(cè)可能是反應(yīng)器投用后三段入口炔烴含量一直較低，催化劑活性中心與乙炔分子的數(shù)量沒有達(dá)到最佳的匹配狀態(tài)，特別是當(dāng)三段床層受綠油影響活性中心對(duì)乙炔分子的選擇性減弱，使更多的乙烯和一氧化碳分子被活性中心吸附并發(fā)生副反應(yīng)。因此在適當(dāng)提高了三段床層的入口乙炔含量后催化劑的性能反而得到了一定的提高[10]。

后續(xù)操作控制中要求崗位人員將二段床層的轉(zhuǎn)化率保持在35%～37%，并維持二段出口乙炔在0.19 mol%以上。通過調(diào)整三段反應(yīng)溫度使出口乙炔滿足控制要求。調(diào)整后一、二段氫炔比沒有繼續(xù)上升，三段則因?yàn)榛钚陨叻炊芍饾u降低氫炔比，不僅提高了反應(yīng)器整體選擇性，而且讓三段重新恢復(fù)保護(hù)層作用，調(diào)整后反應(yīng)器出口漏炔次數(shù)也明顯減少。

3.4 優(yōu)化操作調(diào)整步驟

乙烯裝置裂解單元在進(jìn)行投退爐、改換料及調(diào)整裂解深度等操作時(shí)，會(huì)使碳二加氫反應(yīng)器進(jìn)料流量和入口乙炔含量發(fā)生波動(dòng)。為保證反應(yīng)器出口不漏炔，內(nèi)操往往大幅提高各段氫炔比及床層入口溫度。反應(yīng)器在調(diào)整后已偏離正常的運(yùn)行狀態(tài)，選擇性明顯降低。雖然已要求內(nèi)操在工況穩(wěn)定后第一時(shí)間將氫炔比和入口溫度調(diào)整回原來水平，但實(shí)際執(zhí)行中仍存在兩個(gè)問題：一是反應(yīng)器調(diào)整周期通常需1～2天，經(jīng)常調(diào)整操作還沒完全結(jié)束進(jìn)料工況又發(fā)生新的變化，調(diào)整又得重新開始；二是每個(gè)班組的內(nèi)操對(duì)于調(diào)整方法都有自己的一套思路，交接班后操作步驟無法得到延續(xù)，調(diào)整周期也因此被拉長。

為了解決以上兩個(gè)問題，經(jīng)反復(fù)操作實(shí)踐，總結(jié)出一套較為高效的優(yōu)化調(diào)整步驟，并分發(fā)到每個(gè)班組由內(nèi)操貫徹執(zhí)行，優(yōu)化調(diào)整的流程如圖5所示。

圖5 反應(yīng)器優(yōu)化調(diào)整流程

在統(tǒng)一調(diào)整思路并固化操作步驟后，一、二、三段床層的轉(zhuǎn)化率得到合理分配，反應(yīng)器能在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到工況變化前的狀態(tài)，每次優(yōu)化調(diào)整的周期也縮短至≤1天。

4 優(yōu)化效果

4.1 催化劑性能提升效果

從5 月底開始各項(xiàng)優(yōu)化措施陸續(xù)在烯烴團(tuán)隊(duì)推行，催化劑運(yùn)行狀況也逐步得到提升。

各段氫炔比在優(yōu)化后維持穩(wěn)定，上升速率趨緩，如圖6 所示。由于各段轉(zhuǎn)化率重新分配，三段氫炔比大幅降低，反應(yīng)器總氫炔比也保持在2.3 左右，說明催化劑活性下降的趨勢(shì)得到扼制且在逐步改善。

圖6 氫炔比趨勢(shì)

催化劑活性改善，使反應(yīng)器出口出現(xiàn)漏炔的現(xiàn)象明顯減少。從該企業(yè)操作平穩(wěn)率監(jiān)控系統(tǒng)上統(tǒng)計(jì)得到，6、7、8月出口乙炔超限（≥2 ppm）次數(shù)分別下降至3、2和2次，操作平穩(wěn)性得到顯著提升，如圖7所示。

圖7 反應(yīng)器出口乙炔含量超限數(shù)量統(tǒng)計(jì)

優(yōu)化調(diào)整后的三個(gè)月里，一段、二段床層入口溫度控制分別只提高了2.1和3.5 ℃，三段被主動(dòng)提高至70 ℃以配合床層轉(zhuǎn)化率的分配優(yōu)化，至8月份溫度已趨于穩(wěn)定未繼續(xù)增加，如圖8 所示。目前三個(gè)床層的入口溫度上升趨勢(shì)均在合理范圍。

圖8 各段床層入口溫度趨勢(shì)

由圖9 可以看到，催化劑選擇性在5 月底下降至5.1%。經(jīng)優(yōu)化選擇性得到逐漸提升，6月27日達(dá)到最高值43.54%。隨后運(yùn)行中雖然由于前系統(tǒng)裂解氣壓縮機(jī)K20201 運(yùn)行狀況不穩(wěn)定、進(jìn)料工況波動(dòng)等因素的影響選擇性有所下降，但得益于內(nèi)操及時(shí)、高效的操作調(diào)整，催化劑都能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)至較為合理的狀態(tài)。截至8月31日催化劑選擇性穩(wěn)定維持在21%左右。

圖9 反應(yīng)器總選擇性趨勢(shì)

4.2 優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

碳二加氫反應(yīng)器催化劑選擇性在2020年5月底下降至5.1%，優(yōu)化后6、7、8月的平均選擇性分別提升至23.69%、19.12%和21.04%。這三個(gè)月的反應(yīng)器平均進(jìn)料流量、進(jìn)料中乙炔摩爾含量及乙烯增量如表4 所示。根據(jù)計(jì)算，優(yōu)化后三個(gè)月共增加毛利180.6萬元。

表4 6—8 月反應(yīng)器平均運(yùn)行數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

通過對(duì)碳二加氫反應(yīng)器投用初期運(yùn)行狀況的分析，以及在催化劑性能優(yōu)化調(diào)整過程中的實(shí)踐總結(jié)，可以得到以下結(jié)論：

（1）碳二加氫催化劑投用后應(yīng)控制合理的氫炔比，過低會(huì)導(dǎo)致綠油大量生成，加速催化劑活性下降。投用初期合理的氫炔比控制范圍為：一段1.4～1.45，二段1.8～2.0，總氫炔比2.35～2.6，三段則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

（2）通過建立反應(yīng)器性能監(jiān)控及分析工具、優(yōu)化綠油排放方案、各段床層轉(zhuǎn)化率分配以及調(diào)整操作步驟的方法，能有效扼制催化劑活性的下降趨勢(shì)，逐步提升催化劑性能。

（3）優(yōu)化后三個(gè)月共增加毛利180.6 萬元，每月平均增加毛利60.2萬元。增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。