改制芳構化催化劑RGW-2在碳四芳構化裝置上的應用

劉 平

（淮安清江石油化工有限責任公司，江蘇淮安 223002）

混合碳四是重要的石油化工資源，據估算2020 年全年碳四總產量可能超過25Mt[1]。石油科學研究院改性RGW-2催化劑，以混合碳四為原料，利用固定床反應器，催化劑單程周期兩個月左右，催化劑可以反復再生，性能保持較好。新一代技術改進了催化劑的抗積炭性能，積炭量較第一代催化劑降低一半，單程周期延長一倍，產品中輕芳烴收率有所提高，產品液化氣烯烴含量低。

1 裝置概述

1.1 裝置介紹

中國石化集團淮安清江石油化工有限責任公司80kt/a 碳四芳構化裝置采用石科院“碳四非臨氫改質技術”，利用醚后碳四為原料，采用緩和芳構化技術，將其中的烯烴進行疊合生產輕烴溶劑油，并制取清潔烷烴液化氣。

1.2 工藝特點

中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院開發出的碳四芳構化工藝，石科院擁有該技術的許可權。

該技術具有以下工藝特點：

（1）采用碳四非臨氫改質技術。

（2）催化劑需要的反應溫度低，液相收率高、干氣產率低；催化劑具有壽命長、抗硫氮能力強的優點；

（3）對原料的適應范圍寬，工藝流程簡單，反應原料無須精制，建設投資較低；該技術采用的催化劑活性高，反應溫度低，干氣少；催化劑穩定性好，單程運轉周期長；工藝技術先進，反應器溫升低，操作平穩。

2 催化劑理化性質及裝填情況

2.1 催化劑理化性質

催化劑理化性質見表1。

表1 催化劑理化性質

RGW-2型改質催化劑是中石化北京石油科學研究院研發的新一代醚后C4液化氣芳構化催化劑。該催化劑單程周期壽命60d（催化劑暫時結焦失活，可再生），催化劑總壽命為2a（催化劑永久失活，不可再生）。

2.2 催化劑裝填

反應器（R-101A/B）（圖1）內構件檢查結束后，催化劑裝填嚴格按照北京石油科學研究院提供的裝填方案進行，16個小時催化劑裝填結束，總計兩個反應器催化劑裝填共計30.218t，φ16 惰性瓷球共計120 袋2.55t，φ6 惰性瓷球共計240袋5.1t。催化劑裝填具體數據如下：從催化劑裝填數據來看，催化劑RGW-2實際裝填總量高于理論量218.92kg，催化劑堆比約為0.75t/m3。

圖1 反應器（R-101A/B）

3 催化劑投產運轉情況及標定情況

更換RGW-2催化劑后，裝置實現一次開車成功。裝置平穩運行后20d 后開始為為期72h 的標定，標定目的是考核催化劑是否達到技術要求，主要考核裝置原料加工負荷、物料平衡、技術指標、催化劑使用性能、裝置操作條件等，同時找出裝置內部各系統及配套系統現存的問題及影響裝置安全平穩生產的瓶頸，待裝置催化再生時對裝置進行小技改。

3.1 原料性質

催化標定時原料液化氣性質見表2。

表2 原料油性質

3.2 主要操作條件及反應物性質

主要工藝指標情況及反應富氣數據見表3～表4。

表3 主要工藝指標情況

表4 反應富氣數據

根據以上數據可以判斷催化劑單運行周期大于2個月，原因如下：①裝置到標定結束時運行29天11小時，反應入口溫度262℃，是運行初期；②反應富氣烯烴含量很低，可以看出反應徹底，催化劑活性正常。

3.3 主要操作條件及反應參數

產品收率見表5。

表5 產品收率

根據以上數據分析得出結論：①芳烴產品收率達到設計值。②芳烴產品中大約有5%到4%左右的柴油組分，柴油組分核算后占總物料平衡約1.4%。

3.4 裝置產品質量

期間對芳烴和液化氣的主要性質進行了系統的統計和分析。產品芳烴性質根據表6、表7及現場對產品的觀察得出：芳烴產品性質如下：①顏色略黃，主要含有柴油組分；②芳烴產品苯含量大于1%，但達到技術協議指標；③芳烴終餾點在250℃左右，但經常超過技術協議指標；④芳烴含量30%，達到技術協議；⑤烯烴含量為0.5%，小于技術協議指標但對調和有利，隨著今后反應溫度提高，烯烴含量也會上升；（6）辛烷值本次沒有數據，但開工到現在做過兩次都小于92（RON）（在91以上），主要是反應深度不深導致。因為：①為了控制芳烴終餾點；②為裝置長周期運行。

液化氣中硫含量為11×10-6，C5含量在為0.075%，液化氣中烯烴含量為1.55%，液化氣達產品質量達到技術協議指標。

表6 芳烴產品質量一

根據以上數據得出：芳烴中大約有4%到5%左右的柴油組分。

表7 芳烴產品質量三

4 結論

4.1 裝置運行情況

裝置使用RGW-2催化劑在產品收率、產品質量、操作性能、操作彈性等主要技術經濟指標達到預期目標，通過標定前后數據分析本裝置能長周期穩定運行，具有良好的經濟效益和社會效益。

4.2 催化劑性能

在催化劑單程運轉周期內各項技術指標中：干氣+損失產率、C5+液體產品收率及芳烴產率達到技術協議，芳烴的研究法辛烷值沒有大于92，是因為降低反應苛刻度導致，催化劑性能整體滿足生產要求，催化劑單程操作周期大于2月。在運行一年后，催化劑的單程周期壽命有所下降，但大于催化劑技術協議的單程周期壽命60d。