RAX-3000型對二甲苯吸附劑的工業應用

2020-02-20 11:01:44張宇

石油煉制與化工 2020年2期

張宇

(中國石化海南煉油化工有限公司，海南洋浦 578001)

對二甲苯(PX)是重要的有機化工原料[1]。目前絕大多數企業采用模擬移動床吸附分離技術生產PX，主流的工藝為美國UOP公司開發的Parex工藝[2]、法國IFP開發的Eluxyl工藝[3]以及我國自主研發的SorPX工藝[4]。以上3種工藝均需模擬移動床與吸附劑共同作用生產PX，因而吸附劑的研發與應用便成為了PX吸附分離技術的核心。

2011年10月，中國石化揚子石油化工有限公司采用自主研發的PX吸附分離技術的工業示范裝置生產出合格產品，標志著中國石油化工集團公司(簡稱中國石化)繼美國、法國后成為第三家擁有自主知識產權，并同時掌握重整、芳烴抽提、歧化、吸附分離、異構化等芳烴聯合裝置成套技術的公司，也標志著我國從此擺脫了美國和法國數十年的技術壟斷。

1 RAX-3000型吸附劑的工業應用

1.1 吸附劑的裝填

表1 RAX-3000型吸附劑裝填數據

1.2 裝置標定

表2 標定的平均進料組成 w，%

表3 物料平衡數據

1.3 長周期運行情況

至2017年10月，RAX-3000型吸附劑已連續運轉近四年。該企業PX裝置自2013年底至今共經歷3次?；坞娛鹿始皹O端惡劣臺風天氣1次。并因此降低負荷操作。另外，因引風機故障檢修，發電機更換碳刷，各降低負荷1次。其余時間均高負荷生產。表4取整年該裝置運行數據。開工3年來，運行穩定，除個別時間因購入原料導致PX純度波動外，PX純度與收率均達到或超過標定值。這說明，經歷極端工況后，吸附劑仍然運行穩定并保持良好效果。

表4 RAX-3000型吸附劑長周期運行參數

2 工業運轉中應注意的問題

吸附劑是一種具有較大吸附容量的NaX改性分子篩[7]，對PX及其異構體具有良好的吸附性能，其吸附選擇性由高至低分別為：H2O、苯、PX、對二乙苯、甲苯、乙苯、OX、間二甲苯、非芳烴，利用對PX優先吸附的特性達到與其他異構體分離的目的。吸附選擇性的高低取決于吸附劑的酸性，對于吸附劑成品，改變其酸性的唯一手段便是調節吸附劑的水含量。水含量過低，削弱了吸附劑骨架外陽離子極化強度，導致吸附選擇性降低；水含量過高，水分子則占據吸附劑中的選擇性微孔孔道，導致吸附容量降低，PX收率降低。水含量太高則有可能破壞晶體結構，導致吸附劑永久中毒[8-9]。此外吸附劑對水的吸附性能遠大于C8芳烴，可見調整好吸附劑的注水量尤其重要。

吸附注水量通過水平衡數據加以描述和控制。水平衡是指水回收率，也就是裝置排出的水量與注水量之比。排出水量為成品塔塔頂水包與抽出液塔塔頂水包排水量之和。注水量為混合二甲苯進料帶入水量與吸附注水量之和。將水平衡情況與PX收率進行統計比較，結果見圖1。

圖1 水平衡與PX收率 —PX收率； —水平衡

從圖1可知，過低的水平衡將降低PX收率，如2015年6月12日裝置投入運行不久，水平衡為0.347，相應的PX收率為96.557%。過高的水平衡也將降低PX收率，如2016年1月27日，水平衡為1.470，相應的PX收率為98.214%；2016年3月14日水平衡為1.308，相應的PX收率為91.011%。2017年10月30日，裝置準備停工檢修，實施降負荷生產，未及時降低注水量，水平衡為1.125，超出合適范圍，造成PX收率為95.364%。對抽出液和抽余液中水含量進行跟蹤分析，結果見圖2。由圖2可知，抽出液和抽余液中的水含量一直較穩定。

為了得到較高的PX收率，通常將水平衡控制在0.8～1.0之間比較合適，抽出液和抽余液中水含量控制在50～200 μgg。裝置實際注水量為28.24 kgh，水相對于吸附進料量之比為0.069。