SKI-210型催化剂在芳烃联合装置的运行分析

王 腾

(中国石化上海石油化工股份有限公司芳烃部，上海200540)

SKI-210型催化剂在芳烃联合装置的运行分析

王 腾

(中国石化上海石油化工股份有限公司芳烃部，上海200540)

介绍了SKI-210乙苯脱乙基型C8芳烃异构化催化剂在600 kt/a芳烃联合装置上的首次工业应用及后续长周期运行情况。运行结果表明：运用SKI-210催化剂后，装置操作稳定，物料平衡正常，催化剂性能符合合同指标要求，与原使用的SKI-110催化剂相比，每年可增加效益2 705.3万元。

SKI-210 催化剂 乙苯 脱乙基

一般来说，对二甲苯比其他C8芳烃更有价值，所以工业上将其他C8芳烃转化成对二甲苯。混合C8芳烃经吸附分离或结晶分离装置分离成对二甲苯和贫对二甲苯，贫对二甲苯通过异构化装置反应生成接近热力学平衡的混合C8芳烃。

在异构化装置中，根据乙苯转化途径的不同，催化剂可分为乙苯转化为二甲苯型和乙苯脱烷基转化为苯型异构化催化剂。中国石化上海石油化工股份有限公司(以下简称上海石化)600 kt/a的芳烃联合装置2#异构化装置采用美国UOP技术，2009年建成投产，使用中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)的SKI-110催化剂，2014年7月装置检修期间更换为RIPP的SKI-210 C8芳烃异构化催化剂。文章介绍了上海石化600 kt/a大型芳烃联合装置中异构化装置使用RIPP研发的SKI-210乙苯脱乙基型C8芳烃异构化催化剂开车以来的长周期运行情况。

1 催化剂装填与开车

上海石化600 kt/a装置异构化单元于2014年7月大检修期间，按计划换装催化剂，所装催化剂为SKI-210型还原态成品催化剂，装填量35 t。装填催化剂之前检查了反应器内部构件，中心管、扇形管约翰逊网格、折流挡板、中心管屏蔽罩等均正常，设备整体状况良好，确认符合装剂条件，于7月17日10∶00至17∶00，顺利完成35 t催化剂的装填。装填结果详见表1和表2。

催化剂装填完成后，使用变压吸附装置(PSA)产品高纯氢气，在温度450 ℃、压力0.50 MPa的条件下进行器内补充还原4 h；确认连续重整、二甲苯精馏、吸附分离等关联装置完成投料，操作基本稳定；异构化装置在反应器入口温度310～315 ℃，系统高分压力0.60 MPa，液体进料占设计负荷的80%，补充氢量(标准状态)25 000 m3/h，起始循环氢纯度为98%的条件下投料。确定投料前约15 min内快速将加热炉出口温度提升20～30 K，在反应器出口温度尚未有温升前启动投料，这样既可以充分发挥催化剂初期活性，又可以充分利用催化剂接触进料后的吸附热效，避免不必要的过高床层温度，也起到抑制加氢裂解和歧化副反应，保护催化剂的作用。

表1 催化剂装填结果汇总

表2 瓷球装填结果汇总

开工补充氢所需流量较大，主要由初期活性带来的裂解副反应所致，还与进料中乙苯含量密切相关，原料中非芳烃含量高也会增加裂解耗氢和反应积炭。因此，若能有效优化原料性质，将有利于单元投料的平稳控制，保障开车顺利。

2 开车后催化剂运转情况

开车初期受上游装置波动、原料性质变化以及对二甲苯市场行情等多重因素影响，SKI-210催化剂在投料开工后并没有马上进入满负荷正常运行状态，催化剂开工后的初期运行结果见表3。

从表3可以看出:SKI-210催化剂的异构化活性基本达到保证值23.50%，反应温度升高后乙苯转化率达到66%以上，高于保证值65%，二甲苯损失小于2.5%。

表3 SKI-210催化剂运行情况

3 SKI-210应用性能标定

2014年11月25日8∶00至11月28日8∶00实施进行催化剂标定见表4～7。

表4 反应工艺操作条件

表5 脱庚烷塔工艺操作条件

表6 单元物料平衡

表7 催化剂性能指标 %

SKI-210型催化剂标定过程中，受市场等因素影响，外购补充C8芳烃原料中非芳烃含量较高，对催化反应过程的化学氢耗、温升、轻烃排放等产生一定影响。由于该催化剂贵金属负载量较低，裂解能力受限，过多非芳烃进入反应系统，一者会增加无效循环，二者可能增加导致积炭的反应，乃至对催化剂性能产生影响。建议装置应进一步优化原料性质，控制非芳烃带入反应系统的数量，为催化剂长周期应用过程中维持高活性、高选择性的稳定运行创造有利条件，从而保证催化剂能为装置最大化创造经济效益提供有力支持。

此次72 h的实际标定考核过程及计算结果表明，装置单元操作基本稳定，物料平衡比较正常，催化剂性能符合合同指标要求。SKI-210型C8芳烃异构化催化剂首次工业应用成功。

4 SKI-210与SKI-110对比

表8为换剂前SKI-110及换剂标定后SKI-210运行参数对比。

从表8中可以看出：在消耗单位新鲜进料量接近的情况下，与SKI-110催化剂相比，SKI-210催化剂二甲苯损失更低，同时在使用末期SKI-110依然拥有非常高的乙苯转化率及异构化活性。

表8 相同的进料比例不同催化剂的产物收率对比

根据催化剂的运行情况，以2014年6月与2014年12月的统计报表以及2014年1—6月财务数据为计算基准，较高负荷下，相同进料比例2#异构化装置更换SKI-210催化剂，二甲苯损失降低0.24%，按异构化负荷275 t/h计算，每月新增效益为：275×24×31×0.24%×4 591=225.4万元，年提高效益225.4×12=2 705.3万元。

5 结论

(1)标定及长周期运行结果表明SKI-210催化剂活性、选择性良好，各项性能均达到保证值要求，满足装置生产需求。

(2)2#异构化装置更换SKI-210催化剂后，与原使用的SKI-110催化剂相比，每年可产生效益2 705.3万元。

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。

王腾，男，2011年7月毕业于华东理工大学化学工程与工艺专业，工程师，目前在中国石化上海石油化工股份有限公司芳烃部从事工艺管理工作。

1674-1099 (2017)01-0047-03

TQ426.94

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