SKI-210型催化劑在芳烴聯合裝置的運行分析

王 騰

(中國石化上海石油化工股份有限公司芳烴部，上海200540)

SKI-210型催化劑在芳烴聯合裝置的運行分析

王 騰

(中國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芳烴異構化催化劑在600 kt/a芳烴聯合裝置上的首次工業應用及后續長周期運行情況。運行結果表明：運用SKI-210催化劑后，裝置操作穩定，物料平衡正常，催化劑性能符合合同指標要求，與原使用的SKI-110催化劑相比，每年可增加效益2 705.3萬元。

SKI-210 催化劑 乙苯 脫乙基

一般來說，對二甲苯比其他C8芳烴更有價值，所以工業上將其他C8芳烴轉化成對二甲苯。混合C8芳烴經吸附分離或結晶分離裝置分離成對二甲苯和貧對二甲苯，貧對二甲苯通過異構化裝置反應生成接近熱力學平衡的混合C8芳烴。

在異構化裝置中，根據乙苯轉化途徑的不同，催化劑可分為乙苯轉化為二甲苯型和乙苯脫烷基轉化為苯型異構化催化劑。中國石化上海石油化工股份有限公司(以下簡稱上海石化)600 kt/a的芳烴聯合裝置2#異構化裝置采用美國UOP技術，2009年建成投產，使用中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院(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芳烴異構化催化劑。文章介紹了上海石化600 kt/a大型芳烴聯合裝置中異構化裝置使用RIPP研發的SKI-210乙苯脫乙基型C8芳烴異構化催化劑開車以來的長周期運行情況。

1 催化劑裝填與開車

上海石化600 kt/a裝置異構化單元于2014年7月大檢修期間，按計劃換裝催化劑，所裝催化劑為SKI-210型還原態成品催化劑，裝填量35 t。裝填催化劑之前檢查了反應器內部構件，中心管、扇形管約翰遜網格、折流擋板、中心管屏蔽罩等均正常，設備整體狀況良好，確認符合裝劑條件，于7月17日10∶00至17∶00，順利完成35 t催化劑的裝填。裝填結果詳見表1和表2。

催化劑裝填完成后，使用變壓吸附裝置(PSA)產品高純氫氣，在溫度450 ℃、壓力0.50 MPa的條件下進行器內補充還原4 h；確認連續重整、二甲苯精餾、吸附分離等關聯裝置完成投料，操作基本穩定；異構化裝置在反應器入口溫度310～315 ℃，系統高分壓力0.60 MPa，液體進料占設計負荷的80%，補充氫量(標準狀態)25 000 m3/h，起始循環氫純度為98%的條件下投料。確定投料前約15 min內快速將加熱爐出口溫度提升20～30 K，在反應器出口溫度尚未有溫升前啟動投料，這樣既可以充分發揮催化劑初期活性，又可以充分利用催化劑接觸進料后的吸附熱效，避免不必要的過高床層溫度，也起到抑制加氫裂解和歧化副反應，保護催化劑的作用。

表1 催化劑裝填結果匯總

表2 瓷球裝填結果匯總

開工補充氫所需流量較大，主要由初期活性帶來的裂解副反應所致，還與進料中乙苯含量密切相關，原料中非芳烴含量高也會增加裂解耗氫和反應積炭。因此，若能有效優化原料性質，將有利于單元投料的平穩控制，保障開車順利。

2 開車后催化劑運轉情況

開車初期受上游裝置波動、原料性質變化以及對二甲苯市場行情等多重因素影響，SKI-210催化劑在投料開工后并沒有馬上進入滿負荷正常運行狀態，催化劑開工后的初期運行結果見表3。

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

表3 SKI-210催化劑運行情況

3 SKI-210應用性能標定

2014年11月25日8∶00至11月28日8∶00實施進行催化劑標定見表4～7。

表4 反應工藝操作條件

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 %

SKI-210型催化劑標定過程中，受市場等因素影響，外購補充C8芳烴原料中非芳烴含量較高，對催化反應過程的化學氫耗、溫升、輕烴排放等產生一定影響。由于該催化劑貴金屬負載量較低，裂解能力受限，過多非芳烴進入反應系統，一者會增加無效循環，二者可能增加導致積炭的反應，乃至對催化劑性能產生影響。建議裝置應進一步優化原料性質，控制非芳烴帶入反應系統的數量，為催化劑長周期應用過程中維持高活性、高選擇性的穩定運行創造有利條件，從而保證催化劑能為裝置最大化創造經濟效益提供有力支持。

此次72 h的實際標定考核過程及計算結果表明，裝置單元操作基本穩定，物料平衡比較正常，催化劑性能符合合同指標要求。SKI-210型C8芳烴異構化催化劑首次工業應用成功。

4 SKI-210與SKI-110對比

表8為換劑前SKI-110及換劑標定后SKI-210運行參數對比。

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

表8 相同的進料比例不同催化劑的產物收率對比

根據催化劑的運行情況，以2014年6月與2014年12月的統計報表以及2014年1—6月財務數據為計算基準，較高負荷下，相同進料比例2#異構化裝置更換SKI-210催化劑，二甲苯損失降低0.24%，按異構化負荷275 t/h計算，每月新增效益為：275×24×31×0.24%×4 591=225.4萬元，年提高效益225.4×12=2 705.3萬元。

5 結論

(1)標定及長周期運行結果表明SKI-210催化劑活性、選擇性良好，各項性能均達到保證值要求，滿足裝置生產需求。

(2)2#異構化裝置更換SKI-210催化劑后，與原使用的SKI-110催化劑相比，每年可產生效益2 705.3萬元。

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月畢業于華東理工大學化學工程與工藝專業，工程師，目前在中國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

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