KL7741B-T型催化劑在600kt/a乙烯裝置的應(yīng)用情況

王立文

KL7741B-T型催化劑在600kt/a乙烯裝置的應(yīng)用情況

王立文

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江大慶 163714）

介紹了Kataleuna催化劑公司開發(fā)的KL7741B-T型乙炔前加氫催化劑在600 kt/a乙烯裝置上的應(yīng)用情況。該催化劑在2015年7月首次應(yīng)用，在催化劑投用后4個(gè)月進(jìn)行了72h的連續(xù)標(biāo)定，從標(biāo)定結(jié)果看，KL7741B-T催化劑表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的選擇性，達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)。

加氫；KL7741B-T；乙烯

石腦油蒸汽裂解生產(chǎn)的乙烯中通常含有體積分?jǐn)?shù)0.5%～2.5 %的乙炔［1］，乙炔是下游聚乙烯生產(chǎn)時(shí)的毒物，工業(yè)上主要采用選擇加氫的方法將乙烯中的乙炔脫除到小于1.0μg/g，以滿足聚合級(jí)乙烯的要求［2］。

1　流程介紹

大慶石化600kt/a乙烯裝置采用前脫丙烷流程和五段裂解氣壓縮機(jī)，碳二前加氫反應(yīng)器位于壓縮機(jī)五段出口，由3臺(tái)絕熱反應(yīng)床串聯(lián)組成，一段反應(yīng)床入口設(shè)有低壓蒸汽加熱器，二段、三段反應(yīng)床入口設(shè)有段間冷卻器，用于控制反應(yīng)床的入口溫度。三段反應(yīng)床出口的裂解氣經(jīng)冷卻器冷凝后進(jìn)入高壓脫丙烷塔回流罐。

2　催化加氫原理

催化選擇加氫的方法脫除乙炔，即在鈀催化劑的作用下，將裂解氣中的乙炔選擇加氫生成乙烯。乙炔加氫反應(yīng)主要分三步進(jìn)行：

第一步：C2H2和H2擴(kuò)散到催化劑表面，并在活性中心（Pd）上吸附一個(gè)C2H2或一個(gè)H2。

第二步：在活性中心上吸附的C2H2再吸附一個(gè)H2進(jìn)行反應(yīng)，或活性中心上吸附的H2再吸附一個(gè)C2H2進(jìn)行反應(yīng)，生成乙烯。

第三步：由于乙烯在活性中心上的被吸附能力遠(yuǎn)比C2H2小，一旦C2H2轉(zhuǎn)化成C2H4，便很快被脫附，不能及時(shí)脫附的還有可能進(jìn)一步加氫生成乙烷然后再脫附。

3　催化劑的性能保證

針對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)料的性質(zhì)，并結(jié)合乙烯裝置的實(shí)際運(yùn)行條件，Kataleuna催化劑公司給出性能保證指標(biāo)如下：

1）反應(yīng)器出口的乙炔含量（mol）＜1.0×10-6；2）乙烯選擇性≥80%；

3）MAPD轉(zhuǎn)化率＞40%；

4）丙烯選擇性≥95%。

4　催化劑的運(yùn)行情況及標(biāo)定

4.1運(yùn)行情況

KL7741B-T型催化劑從2015年7月投入使用之后，一直表現(xiàn)出穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，各床層的反應(yīng)放熱較為溫和，有較強(qiáng)的抵抗CO波動(dòng)的能力，三段反應(yīng)床的負(fù)荷匹配比例為55%、45%、5%，各床層進(jìn)出口乙烯增量較為明顯。

4.2標(biāo)定方式

為進(jìn)一步考核催化劑的轉(zhuǎn)化率、選擇性等性能指標(biāo)，2015年11月17日8時(shí)至2015年11月20日8時(shí)，采用72h性能考核的方式對(duì)催化劑的性能進(jìn)行測試，測試期間，保證一氧化碳濃度波動(dòng)范圍不超過150×10-6，乙炔濃度波動(dòng)范圍不超過±10%，反應(yīng)器入口流量波動(dòng)范圍不超過±10%，在三床反應(yīng)器入口及最后出口處分別取樣分析，分析頻率8h/次。

4.3實(shí)際運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)條件對(duì)比情況

（1）反應(yīng)器進(jìn)料質(zhì)量流量最小值246.6t/h，最大值255.7t/h，平均為252.0t/h，體積空速達(dá)到5 435h-1，約為設(shè)計(jì)最大進(jìn)料工況下的103%負(fù)荷。

（2）反應(yīng)器入口CO的體積分?jǐn)?shù)最小716×10-6，最大值809×10-6，平均值745×10-6，在設(shè)計(jì)組分范圍之內(nèi)。

（3）反應(yīng)器入口乙炔的體積分?jǐn)?shù)最小5 860×10-6，最大6 150×10-6，平均5 993×10-6，在設(shè)計(jì)組分范圍之內(nèi)。

（4）反應(yīng)器操作壓力維持在3.82MPa（a），與設(shè)計(jì)指標(biāo)大致相符。

（5）一段床反應(yīng)器入口平均溫度75.9℃，出口平均溫度87.5℃；二段床反應(yīng)器入口平均溫度77.3℃，出口平均溫度88.7℃；三段床反應(yīng)器入口平均溫度83.9℃，出口平均溫度89.9℃，與催化劑的預(yù)計(jì)運(yùn)行參數(shù)相符。

5　標(biāo)定結(jié)果

1）反應(yīng)器出口物料中乙炔的體積分?jǐn)?shù)最高0.65×10-6，最低0.24×10-6，平均為0.39×10-6。

2）反應(yīng)器乙烯選擇性最高86.58%，最低85.72%，平均為86.09%。

3）反應(yīng)器MAPD轉(zhuǎn)化率最高41.37%，最低39.28%，平均為40.08%。

4）反應(yīng)器丙烯選擇性最高97.65%，最低93.25%，平均為96.41%。

6　結(jié)束語

1）從KL7741B-T型乙炔前加氫催化劑在大慶600kt/a乙烯裝置的標(biāo)定情況來看，該催化劑具有非常優(yōu)異的穩(wěn)定性，活性、選擇性、穩(wěn)定性優(yōu)良，能夠在高空速運(yùn)行。

2）KL7741B-T型前加氫催化劑在大慶乙烯新區(qū)裝置再次投用之后，乙炔前加氫反應(yīng)器一段反應(yīng)床的催化劑一度出現(xiàn)老化跡象，通過精細(xì)控制前加氫反應(yīng)器各段反應(yīng)床的入口溫度，嚴(yán)格控制前加氫反應(yīng)器進(jìn)料中丁二烯、硫、砷雜質(zhì)的含量，及時(shí)調(diào)整前加氫反應(yīng)器入口的CO含量等一系列措施，老化現(xiàn)象得到抑制，運(yùn)行趨于穩(wěn)定。

［1］ 陳濱.乙烯工學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

［2］ 王振維，盛在行.乙烯裝置分離順序選擇及前脫丙烷技術(shù)［J］.乙烯工業(yè)，2008，（20）.

Application of KL7741B-T Catalyst in 600kt A1 Ethylene Plant

Wang Li-wen

This paper introduces the application of KL7741B-T type acetylene hydrogenation catalyst developed by Kataleuna catalyst in the 600 a and KT 1 ethylene plant.The catalyst was applied for the first time in July 2015，in the catalyst for 4 months after the continuous calibration of 72 hours，from the calibration results，the KL7741B-T catalyst showed good stability and excellent selectivity，achieve the expected performance index.

hydrogenation；KL7741B-T；ethylene

TQ221.211

A

1003-6490（2016）06-0099-01

2016-06-15

王立文（1980—），男，黑龍江雙鴨山人，工程師，主要從事于石油化工生產(chǎn)管理。