移动床轻烃芳构化催化剂再生烧焦模型的开发及工业应用
2021-09-14郭劲鹤
石油炼制与化工 2021年9期
郭 劲 鹤
(中石化洛阳工程有限公司,河南 洛阳 471002)
轻质芳烃(苯、甲苯和二甲苯)是重要的有机化工原料,我国的轻质芳烃生产仍然面临着很大缺口。而轻烃芳构化技术是以轻烃(C3~C7)为原料,改性沸石分子筛为催化剂[1],在温度为500~550 ℃、压力为0.1~0.2 MPa的条件下,通过裂化、齐聚、环化、脱氢、氢转移等诸多反应[2-3],将C3~C7等轻烃资源加工为高附加值轻质芳烃产品的技术。
轻烃芳构化技术一般包含2种工艺类型,即固定床芳构化和移动床芳构化。由于移动床芳构化工艺能够在更高的苛刻度下运行,具有更高的产品收率,因而受到人们的极大关注。移动床芳构化工艺主要包含了反应部分、催化剂提升部分、催化剂再生部分以及原料分离部分。
在轻烃芳构化反应过程中,有部分中间产物在催化剂活性中心发生聚合,而聚合物的分子半径较大,不能从催化剂孔道中扩散出来,而继续在催化剂活性中心脱氢、成焦,形成积炭,最终造成孔道阻塞,反应物、中间产物等扩散受阻,使得催化剂活性下降,即为积炭失活[4]。特别是对于移动床芳构化工艺,由于反应苛刻度更高,催化剂结焦和失活就更快,催化剂需要频繁再生。为此,对积炭失活的芳构化催化剂进行烧焦是移动床芳构化工艺的核心关键之一。
适宜的催化剂烧焦条件可以使催化剂活性得到恢复,但若条件不当,特别是烧焦温度过高(大于530 ℃),就会造成催化剂结构破坏。为了确定合适的催化剂再生工艺及烧焦条件,本课题通过对工业催化剂烧焦反应动力学进行研究,建立烧焦数学模型,并在工业装置上考察单段和两段烧焦的效果与适应性,为移动床轻烃芳构化技术的进一步推广应用提供技术支撑。……
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