原位晶化型催化裂化催化剂镧铈改性研究.docVIP

乙苯脱氢催化剂PED-01的性能改进研究 杨红强，姚文君，全民强，王继龙 （中国石油兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060北京100195） 摘要：结合PED-01催化剂在兰州石化6/a苯乙烯装置上的应用，从制备工艺着手对其进行了改进，并对改进前、后的PED-01催化剂对比评价； 采用多种分析表征手段研究了改进前、后PED-01催化剂的物性变化情况。结果表明，改进后的PED-01催化剂在维持原有良好催化性能的基础上，堆密度和强度显著提高。 关键词：乙苯；脱氢；苯乙烯；催化剂对于乙苯催化脱氢制苯乙烯过程而言，脱氢催化剂是实现该技术的关键[]。应用较为广泛的脱氢催化剂是中国石油兰州化工研究中心的LH系列催化剂[]和中国石化上海石油化工研究院的GS系列催化剂[]，该两种催化剂同类进口催化剂相比，使用性能上存在一定的差距为此，中国石油兰州化工研究中心开发了PED-01乙苯脱氢催化剂[] ，在兰州石化公司6/a苯乙烯生产装置上了一年的工业试验。试验结果表明，当乙苯进料量1t/h，一/二反水比1.57/1.60、入口温度618 ℃，二反出口压力-26.3 kPa时，总乙苯转化率为61.4%，总苯乙烯收率为60.3%。虽然本次工业试验的结果较该套装置前一次所使用的进口剂效果要略好（进口剂的应用结果为：当乙苯进料量1t/h，一/二反水比1.52/1.57、入口温度618 ℃，二反出口压力-32.0 kPa时，总乙苯转化率为60.5%，总苯乙烯收率为58.8%），但通过本次试验， PED-01催化剂不足。例如，催化剂的堆密度偏小，将会直接减少装置上的装填量，从而加快其在高负荷下的失活速率；另外，催化剂的强度也偏低，虽然催化剂现有强度能确保其在使用过程中基本不发生碎裂，但却极易出现脱粉现象。 文针对PED-01催化剂在工业试验期间所暴露出的一些问题，在维持原有良好催化性能的基础上，从其制备工艺着手对其进行改进，并对改进前、后的PED-01催化剂了对比评价，旨在开发出综合性能更为优异的PED-01催化剂满足苯乙烯生产企业的需要，为提升乙苯脱氢催化剂的研制水平提供理论依据。 1 实验部分 1.1 催化剂的制备 改进前PED-01催化剂的制备工艺为：将所有的原料进行干混，混合均匀后加入适量的去离子水，制成有粘性、适合挤条的膏状物，然后挤条并切粒成圆柱状颗粒，放于烘箱中干燥，最后放入马福炉中高温活化，即可获得PED-01催化剂成品。 改进后PED-01催化剂的制备工艺为：首先对主原料进行纯化，然后将纯化后的原料与部分助剂按配比称量干混均匀，接着进行热处理，后将粉料研磨至一定的粒径范围，再与选择的其它金属氧化物或盐及少量的粘合剂、造孔剂共混，混合均匀后加入适量的去离子水，制成有粘性、适合挤条的膏状物，然后挤条并切粒成圆柱状颗粒，放于烘箱中干燥，最后放入马福炉中高温活化，即可获得改进后的PED-01催化剂成品。 1.2 催化剂的脱氢性能评价 催化剂的活性评价在实验室等温反应器中进行，该反应器催化剂装填量为100 mL，反应条件为：反应温度620 ℃，乙苯液体空速1.0 h-1，水比2.0，反应器压力为常压。反应后液相产物采用日本岛津GC-14C气相色谱进行分析。 催化剂的活性评价在实验室侧线装置上进行，该装置共2段反应器，每段反应器催化剂装填量为2 L，反应条件为：一反入口温度610 ℃，二反入口温度615 ℃，乙苯液体空速0.42 h-1，水比1.5，二反出口压力40 kPa（绝压）。该工艺条件为模拟兰州石化6苯乙烯装置满负荷的工况条件。反应后液相产物采用Agilent7890气相色谱进行分析。 相关计算： 1.3 催化剂的表征 催化剂物化性能测试所用样品均为随机取样。在法国日之阳生产的颗粒抗压强度测定仪上测试样品抗压碎强度。 催化剂的孔结构采用美国麦克公司自动吸附仪测定。 催化剂的晶相采用德国Bruker AXS公司生产的D8 Advance型X射线衍射仪（XRD）测定，CuΚα射线，射线管的工作条件为管压40 kV，管流40 mA，扫描速率2.4°/min，扫描范围4°-70°。 催化剂的形貌和尺寸采用Philips公司生产的XL-20型扫描电镜（SEM）观察。 催化剂中各组分的含量采用日本理学ZSX-Primus型X射线荧光光谱仪测试。 2 结果与讨论 2.1 改进前、后PED-01催化剂的等温评价 采用改进后的制备工艺连续制备三批PED-01催化剂，其样品编号依次为A、B和C，并在等温反应器上对三批催化剂分别进行初活性考评，其评价结果见表1。 表1 改性PED-01催化剂的初活性及重复性评价结果 催化剂牌号 乙苯转化率(%) 苯乙烯选择性(%) 苯乙烯收率(%) A 80.79 96.42 77.90 B 81.07 95.22 7