抗高硅污染的焦化石腦油加氫處理催化劑

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抗高硅污染的焦化石腦油加氫處理催化劑

在石油餾分中發現的硅主要來源于焦化裝置中使用的含硅消泡劑，以及在石油運輸和三次采油期間使用的化學品。硅在催化劑表面反應形成硅膠，堵塞催化劑的空隙，可導致催化劑失活，催化劑失活與催化劑上硅的濃度成正比。加氫處理催化劑的硅中毒對加氫脫氮(HDN)活性的影響遠遠高于對加氫脫硫(HDS)活性的影響。重整裝置進料的氮含量需要達到非常低的水平，這就要求加氫裝置加工焦化石腦油的苛刻度很高，通過提高操作溫度或者采用更高活性的催化劑可以滿足苛刻度要求，但為了防止硫的再反應(sulfur recombination)，操作溫度不能過高，只有優化催化劑裝填方案才能滿足脫氮要求。

焦化消泡劑含的硅與原油中或外購原料中的硅不同，控制焦炭塔起泡的是聚二甲基硅氧烷(PDMS)和其它硅氧烷。在典型的焦化塔操作條件下，PDMS會分解成環硅氧烷。對硅的吸收發生在催化劑表面，在焦化石腦油處理過程中，環硅氧烷會進入催化劑的孔中，與氧化鋁表面的羥基反應。因此，傳統的硅吸收催化劑表面積非常高。由于環硅氧烷分子相對較小，催化劑的孔徑不必很大就可使這些分子接近表面。

Haldor Topsoe公司基于對氧化鋁結構及其表面性質的詳細研究，開發的新型高表面積焦化石腦油加氫催化劑的硅容量更高，配套的SiliconTrap技術已工業化，這種新催化劑單位體積的硅容量提高了15%。由于SiliconTrap催化劑的HDSHDN活性較高，所以反應器系統的總活性也有所增加。

TK-441 SiliconTrap、TK-447 SiliconTrap和TK-449 SiliconTrap是3種尺寸、形狀和活性水平不同的商業捕硅劑。TK-449 SiliconTrap是保護劑，不含HDSHDN功能，但硅容量最高， 用于進料硅含量非常高時或前置反應器中。TK-447 SiliconTrap催化劑比表面積大、硅容量高、活性中等，適用于焦化石腦油HDT的第一段或作為保護層。TK-441 SiliconTrap是用于焦化石腦油加氫處理裝置的高活性主床層催化劑，單位反應體積的容硅能力非常高。

Haldor Topsoe公司的BRIM和HyBRIM最佳組合，也有高達20%的容硅能力。高表面積的SiliconTrap催化劑提供了最佳的HDSHDN活性和最高的單位體積硅容量。將SiliconTrap技術與高活性的BRIM和HyBRIM催化劑相結合，可使客戶延長循環周期、加工更多原料或加工更劣質進料，以提高焦化石腦油裝置的盈利能力。

[張偉清摘譯自AFPM Newspaper，2017-03-22]