碳二加氢催化剂延寿两段反应器

文章来源:中国化工报 发布时间:2014-09-24
截至9月23日,由中国石油石油化工研究院开发的碳二加氢(LY-C2-02)催化剂在辽阳石化22万吨/年乙烯装置连续运行超过22个月,创造了国内直列式两段反应器的最长连续运行纪录。

截至9月23日,由中国石油石油化工研究院开发的碳二加氢(LY-C2-02)催化剂在辽阳石化22万吨/年乙烯装置连续运行超过22个月,创造了国内直列式两段反应器的最长连续运行纪录。

目前,一段反应器入口乙炔含量1.9%~2.2%,反应器入口温度45℃,与反应器投运初期相比仅上升了5℃。一段反应器出口乙炔含量0.1%~0.2%,乙烯增量1.5%~1.8%,选择性≥70%。二段反应器出口乙炔未测出,乙烯增量0.9%~1.1%,两段总选择性约50%,远高于对比催化剂应用数据,达到历史最好水平。

据介绍,辽阳石化蒸汽裂解装置由于引进较早,工艺技术水平落后,先后进行了几次较大规模的改造,到2007年,乙烯产能提高至20万吨/年。自2001年开始,该装置两台碳二加氢反应器均使用新一代国产催化剂。但由于装置设计方面的缺陷,平均运行周期仅3个月左右。影响装置长周期运行的一个重要原因是碳二物料中乙炔含量极高,多数时间在2.0%以上,远高于国内其他乙烯装置,且二段反应器出口漏炔频繁,严重影响了产量及下游装置的正常运行。

两段床工艺是国内乙烯装置的独有设计,中石油有3套装置,中石化有多套装置。该装置一般为直列式,在反应器切换时两个反应器必须同时切换,漏炔风险很大,也容易产生诸如飞温、催化剂中毒等问题。另外,辽阳石化两段反应器是相互换热方式,温度波动大,最极端的情况5分钟内床层的温度波动达到40℃以上,二段反应器入口乙炔含量在5分钟内从0增加到1.4%,且持续波动数十小时。这对催化剂性能也提出了更高要求。

为此,2007年,辽阳石化曾邀请全球最著名的碳二加氢催化剂生产商到辽阳进行交流,希望引进该公司的催化剂。该生产商在考察装置的工况后明确表示,他们的催化剂不能适应辽阳乙烯装置的工况,不能提供催化剂。因为,按照乙烯装置的国际设计规范,当乙炔含量达到1.4%时,需要采用3段反应器。也就是说,当该装置发生波动时,第二段反应器需要承担其他装置3台反应器才能承担的加氢负荷。这是国际主流催化剂不能适用的原因之一。

凭借石油化工研究院在碳二加氢领域多年的技术积累,LY-C2-02催化剂在辽阳石化两段床装置的工业试验在中国石油炼化板块立项。2009年底,LY-C2-02催化剂装填在B反应器,第二周期即运行12个月,突破了碳二加氢反应器连续运行不超过半年的限制。从2012年8月底进入第三周期运行以来,至今该催化剂已连续运行超过22个月(不包括2013年8~9月装置检修时间),创造了国内直列式两段床乙烯装置最长的运行纪录,并且这一纪录是在乙炔含量最高的乙烯装置上创造的。

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