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2024-09-08 发布于湖北
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异构化催化剂I-350R的应用运行

摘要福建联合石油化工有限公司2013年10月进行节能改造，异构化催化剂由乙苯转化型更换为脱乙基型催化剂I-350R，本文针对脱乙基型催化剂的投料运行情况进行分析，目前已运行七年多，乙苯的转化率在63%~66%，异构化活性在23%左右。

关键词异构化脱乙基型催化剂

1.前言

异构化装置是芳烃联合装置生产对二甲苯的重要组成部分，原料来自吸附分离装置抽余液塔侧线的贫PXC8A。异构化催化剂分为乙苯转化型和脱乙基型两个类别，乙苯转化型将乙苯异构化为二甲苯，脱乙基型主要将乙苯转化为苯[1]。福建联合石油化工有限公司异构化装置采用了美国环球油品公司（UOP）的ISOMAR工艺技术，在2013年10月节能改造后，使用UOP研制的I-350脱乙基催化剂，原料在临氢条件下进行异构化和脱乙基反应，将原料转化成接近平衡状态浓度的C8A，经脱庚烷塔除去反应生成的轻馏分和白土脱烯烃处理后，送往二甲苯分馏装置；脱庚烷塔顶与歧化汽提塔顶的轻馏分经汽提塔汽提后，塔底液体送抽提装置，塔顶的低压干气经干气压缩机升压后送至乙烯装置。本装置处理能力为320万吨/年，年设计运行时间为8400小时。

Isomar的原理被分为两部分：反应和Isomar装置I-350催化剂。环球油品公司（UOP）Isomar装置工艺的主要功能就是选择性地恢复来自混合物的二甲苯的近似平衡分布，此混合物已经完全脱除了一种或多种二甲苯异构物。除了将二甲苯异构化之外，I-350催化剂可以将乙苯脱烷烃生成苯，并且将Isomar装置进料中的饱和烃裂解。裂解反应很重要，因为此反应可以脱除在相同的沸程内的部分饱和烃，例如邻二甲苯。如果这些饱和烃没有被转化为可以轻易被脱除的较轻质化合物，这些饱和烃将在Isomar装置循环回路中积累到降低邻二甲苯产品纯度的水平。

2.催化剂理化性质

2.1异构化催化剂技术指标

异构化装置催化剂I-350是一种具有双重功能的球型滴油催化剂，融合了酸性沸石晶体和金属活性中心（铂）的功能。I-350催化剂中沸石的酸性功能促进了乙苯的脱烷基化反应以及二甲苯的异构化反应。I-350催化剂的酸性功能非常稳定，并且不需要注入氯化物来维持此功能。促进乙苯脱烷基化的金属功能（铂）在一定程度上受到焦炭沉积的影响。因此，在催化剂循环的过程中，通常可以观察到乙苯脱烷基化活性的缓慢下降。可以通过提高反应器温度来予以补偿，催化剂技术指标见表1。

表1I-350催化剂技术指标

项目

规格

pH值

4.8~5.5

铂含量，wt%

0.025

堆积密度，g/cc

0.555

2.2催化剂性能保证与承诺

异构化催化剂性能保证见表2

表2I-350催化剂性能保证[2]

项目

保证值

EB转化率，wt%

64（最小）

PX/X,wt%

23.3(最小）

C8芳烃保留，wt%

97.8(最小）

2.3催化剂使用寿命

在催化剂测试期间，装置必须引入正确的进料和补充氢气，也必须满足表3的操作条件，当EB转化率为61%时，视为催化剂寿命末期，此时每公斤催化剂可加工不小于588吨原料，如果异构化进料370吨/小时，每年运行8400小时，预计寿命7.75年。

表3I-350操作指标

操作参数

指标

进料速度，t/h

390(最大）

乙苯转化率,wt%

67（最大）

氢/烃比,mol/mol%

2.5（最小）

循环气体纯度,H2mol%

70（最小）

反应器出口压力,kg/cm2g

12.3（最小）

3.催化剂装填情况

脱乙基型异构化工艺在反应器形式上有两种，一是径向的，二是轴向的。轴向反应器采用双床层或多床层催化剂体系，以ExxonMobil开发的AMHAI和XyMax为代表[3]。UOP公司I-350催化剂采用径向反应器，催化剂装填于2013年11月28日12:00开始，于2013年12月3日15:30结束，共装填催化剂41吨。此次节能改造反应器、压缩机、板换都没有更换，由于异构化原来催化剂是转化型催化剂，催化剂装填127吨，因此反应器尺寸较大φ4400×14000，此次装填的异构化脱乙基型催化剂体积约74.9m

3,只能在靠中心管内侧加装一部分6mm瓷球来填充体积，对反应器内的物料分配可能会产生影响。

4.催化剂标定

2013年12月17日13：45时，异构化开始投料，2013年12月23日异构化催化剂钝化结束，由于受PX市场行情等因素影响，二甲苯装置一直处于低负荷运行，直到2014年6月份，PX市场行情见好，才决定在2014年6月18日至6月20日进行装置标定，标定期间原料分析见表4，标定期间异构化进料基本满足UOP的要求，标定期间异构化的操作条件与UOP的要求对比见表5，从6月