移動(dòng)床輕烴芳構(gòu)化催化劑再生燒焦模型的開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用

郭 勁 鶴

(中石化洛陽工程有限公司，河南 洛陽 471002)

輕質(zhì)芳烴(苯、甲苯和二甲苯)是重要的有機(jī)化工原料，我國的輕質(zhì)芳烴生產(chǎn)仍然面臨著很大缺口。而輕烴芳構(gòu)化技術(shù)是以輕烴(C3～C7)為原料，改性沸石分子篩為催化劑[1]，在溫度為500～550 ℃、壓力為0.1～0.2 MPa的條件下，通過裂化、齊聚、環(huán)化、脫氫、氫轉(zhuǎn)移等諸多反應(yīng)[2-3]，將C3～C7等輕烴資源加工為高附加值輕質(zhì)芳烴產(chǎn)品的技術(shù)。

輕烴芳構(gòu)化技術(shù)一般包含2種工藝類型，即固定床芳構(gòu)化和移動(dòng)床芳構(gòu)化。由于移動(dòng)床芳構(gòu)化工藝能夠在更高的苛刻度下運(yùn)行，具有更高的產(chǎn)品收率，因而受到人們的極大關(guān)注。移動(dòng)床芳構(gòu)化工藝主要包含了反應(yīng)部分、催化劑提升部分、催化劑再生部分以及原料分離部分。

在輕烴芳構(gòu)化反應(yīng)過程中，有部分中間產(chǎn)物在催化劑活性中心發(fā)生聚合，而聚合物的分子半徑較大，不能從催化劑孔道中擴(kuò)散出來，而繼續(xù)在催化劑活性中心脫氫、成焦，形成積炭，最終造成孔道阻塞，反應(yīng)物、中間產(chǎn)物等擴(kuò)散受阻，使得催化劑活性下降，即為積炭失活[4]。特別是對(duì)于移動(dòng)床芳構(gòu)化工藝，由于反應(yīng)苛刻度更高，催化劑結(jié)焦和失活就更快，催化劑需要頻繁再生。為此，對(duì)積炭失活的芳構(gòu)化催化劑進(jìn)行燒焦是移動(dòng)床芳構(gòu)化工藝的核心關(guān)鍵之一。

適宜的催化劑燒焦條件可以使催化劑活性得到恢復(fù)，但若條件不當(dāng)，特別是燒焦溫度過高(大于530 ℃)，就會(huì)造成催化劑結(jié)構(gòu)破壞。為了確定合適的催化劑再生工藝及燒焦條件，本課題通過對(duì)工業(yè)催化劑燒焦反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，建立燒焦數(shù)學(xué)模型，并在工業(yè)裝置上考察單段和兩段燒焦的效果與適應(yīng)性，為移動(dòng)床輕烴芳構(gòu)化技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。……