改制芳構(gòu)化催化劑RGW-2在碳四芳構(gòu)化裝置上的應(yīng)用

劉 平

（淮安清江石油化工有限責(zé)任公司，江蘇淮安 223002）

混合碳四是重要的石油化工資源，據(jù)估算2020 年全年碳四總產(chǎn)量可能超過(guò)25Mt[1]。石油科學(xué)研究院改性RGW-2催化劑，以混合碳四為原料，利用固定床反應(yīng)器，催化劑單程周期兩個(gè)月左右，催化劑可以反復(fù)再生，性能保持較好。新一代技術(shù)改進(jìn)了催化劑的抗積炭性能，積炭量較第一代催化劑降低一半，單程周期延長(zhǎng)一倍，產(chǎn)品中輕芳烴收率有所提高，產(chǎn)品液化氣烯烴含量低。

1 裝置概述

1.1 裝置介紹

中國(guó)石化集團(tuán)淮安清江石油化工有限責(zé)任公司80kt/a 碳四芳構(gòu)化裝置采用石科院“碳四非臨氫改質(zhì)技術(shù)”，利用醚后碳四為原料，采用緩和芳構(gòu)化技術(shù)，將其中的烯烴進(jìn)行疊合生產(chǎn)輕烴溶劑油，并制取清潔烷烴液化氣。

1.2 工藝特點(diǎn)

中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院開發(fā)出的碳四芳構(gòu)化工藝，石科院擁有該技術(shù)的許可權(quán)。

該技術(shù)具有以下工藝特點(diǎn)：

（1）采用碳四非臨氫改質(zhì)技術(shù)。

（2）催化劑需要的反應(yīng)溫度低，液相收率高、干氣產(chǎn)率低；催化劑具有壽命長(zhǎng)、抗硫氮能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；

（3）對(duì)原料的適應(yīng)范圍寬，工藝流程簡(jiǎn)單，反應(yīng)原料無(wú)須精制，建設(shè)投資較低；該技術(shù)采用的催化劑活性高，反應(yīng)溫度低，干氣少；催化劑穩(wěn)定性好，單程運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)；工藝技術(shù)先進(jìn)，反應(yīng)器溫升低，操作平穩(wěn)。

2 催化劑理化性質(zhì)及裝填情況

2.1 催化劑理化性質(zhì)

催化劑理化性質(zhì)見表1。

表1 催化劑理化性質(zhì)

RGW-2型改質(zhì)催化劑是中石化北京石油科學(xué)研究院研發(fā)的新一代醚后C4液化氣芳構(gòu)化催化劑。該催化劑單程周期壽命60d（催化劑暫時(shí)結(jié)焦失活，可再生），催化劑總壽命為2a（催化劑永久失活，不可再生）。

2.2 催化劑裝填

反應(yīng)器（R-101A/B）（圖1）內(nèi)構(gòu)件檢查結(jié)束后，催化劑裝填嚴(yán)格按照北京石油科學(xué)研究院提供的裝填方案進(jìn)行，16個(gè)小時(shí)催化劑裝填結(jié)束，總計(jì)兩個(gè)反應(yīng)器催化劑裝填共計(jì)30.218t，φ16 惰性瓷球共計(jì)120 袋2.55t，φ6 惰性瓷球共計(jì)240袋5.1t。催化劑裝填具體數(shù)據(jù)如下：從催化劑裝填數(shù)據(jù)來(lái)看，催化劑RGW-2實(shí)際裝填總量高于理論量218.92kg，催化劑堆比約為0.75t/m3。

圖1 反應(yīng)器（R-101A/B）

3 催化劑投產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)情況及標(biāo)定情況

更換RGW-2催化劑后，裝置實(shí)現(xiàn)一次開車成功。裝置平穩(wěn)運(yùn)行后20d 后開始為為期72h 的標(biāo)定，標(biāo)定目的是考核催化劑是否達(dá)到技術(shù)要求，主要考核裝置原料加工負(fù)荷、物料平衡、技術(shù)指標(biāo)、催化劑使用性能、裝置操作條件等，同時(shí)找出裝置內(nèi)部各系統(tǒng)及配套系統(tǒng)現(xiàn)存的問(wèn)題及影響裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)的瓶頸，待裝置催化再生時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行小技改。

3.1 原料性質(zhì)

催化標(biāo)定時(shí)原料液化氣性質(zhì)見表2。

表2 原料油性質(zhì)

3.2 主要操作條件及反應(yīng)物性質(zhì)

主要工藝指標(biāo)情況及反應(yīng)富氣數(shù)據(jù)見表3～表4。

表3 主要工藝指標(biāo)情況

表4 反應(yīng)富氣數(shù)據(jù)

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以判斷催化劑單運(yùn)行周期大于2個(gè)月，原因如下：①裝置到標(biāo)定結(jié)束時(shí)運(yùn)行29天11小時(shí)，反應(yīng)入口溫度262℃，是運(yùn)行初期；②反應(yīng)富氣烯烴含量很低，可以看出反應(yīng)徹底，催化劑活性正常。

3.3 主要操作條件及反應(yīng)參數(shù)

產(chǎn)品收率見表5。

表5 產(chǎn)品收率

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論：①芳烴產(chǎn)品收率達(dá)到設(shè)計(jì)值。②芳烴產(chǎn)品中大約有5%到4%左右的柴油組分，柴油組分核算后占總物料平衡約1.4%。

3.4 裝置產(chǎn)品質(zhì)量

期間對(duì)芳烴和液化氣的主要性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和分析。產(chǎn)品芳烴性質(zhì)根據(jù)表6、表7及現(xiàn)場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的觀察得出：芳烴產(chǎn)品性質(zhì)如下：①顏色略黃，主要含有柴油組分；②芳烴產(chǎn)品苯含量大于1%，但達(dá)到技術(shù)協(xié)議指標(biāo)；③芳烴終餾點(diǎn)在250℃左右，但經(jīng)常超過(guò)技術(shù)協(xié)議指標(biāo)；④芳烴含量30%，達(dá)到技術(shù)協(xié)議；⑤烯烴含量為0.5%，小于技術(shù)協(xié)議指標(biāo)但對(duì)調(diào)和有利，隨著今后反應(yīng)溫度提高，烯烴含量也會(huì)上升；（6）辛烷值本次沒(méi)有數(shù)據(jù)，但開工到現(xiàn)在做過(guò)兩次都小于92（RON）（在91以上），主要是反應(yīng)深度不深導(dǎo)致。因?yàn)椋孩贋榱丝刂品紵N終餾點(diǎn)；②為裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

液化氣中硫含量為11×10-6，C5含量在為0.075%，液化氣中烯烴含量為1.55%，液化氣達(dá)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到技術(shù)協(xié)議指標(biāo)。

表6 芳烴產(chǎn)品質(zhì)量一

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出：芳烴中大約有4%到5%左右的柴油組分。

表7 芳烴產(chǎn)品質(zhì)量三

4 結(jié)論

4.1 裝置運(yùn)行情況

裝置使用RGW-2催化劑在產(chǎn)品收率、產(chǎn)品質(zhì)量、操作性能、操作彈性等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，通過(guò)標(biāo)定前后數(shù)據(jù)分析本裝置能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.2 催化劑性能

在催化劑單程運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)中：干氣+損失產(chǎn)率、C5+液體產(chǎn)品收率及芳烴產(chǎn)率達(dá)到技術(shù)協(xié)議，芳烴的研究法辛烷值沒(méi)有大于92，是因?yàn)榻档头磻?yīng)苛刻度導(dǎo)致，催化劑性能整體滿足生產(chǎn)要求，催化劑單程操作周期大于2月。在運(yùn)行一年后，催化劑的單程周期壽命有所下降，但大于催化劑技術(shù)協(xié)議的單程周期壽命60d。