基于反應器-換熱網絡耦合的C4+烯烴裂解裝置催化劑再生周期優化

趙麗文, 劉桂蓮, 張早校

基于反應器-換熱網絡耦合的C4+烯烴裂解裝置催化劑再生周期優化

趙麗文, 劉桂蓮, 張早校

(西安交通大學 化學工程與技術學院, 陜西 西安 710049)

為了研究烯烴催化裂解裝置催化劑失活對系統的影響，優化催化劑再生周期，構建了考慮催化劑失活的反應與換熱網絡通用集成模型。基于反應和催化劑失活動力學、換熱網絡集成原理和公用工程遷移規律，構建了反應器-換熱網絡耦合集成模型，可確定反應器參數和換熱網絡目標能耗隨催化劑失活的變化規律，以單位產品的平均能耗為評價指標優化催化劑再生周期。據此模型探討了烯烴催化裂解裝置催化劑活性變化對反應器出料組成、溫度、換熱網絡最小公用工程用量以及單位產品平均能耗的影響規律，確定了催化劑的最佳再生活性為0.8，最佳再生周期約為4.5天。優化后，單位產品平均生產能耗可降低41.5%。

C4+烯烴裂解；換熱網絡；催化劑失活；再生周期；優化；反應器

1 前 言

乙烯和丙烯是基礎有機化工原料，在現代石油化學工業中有十分重要的作用[1]。生產工藝分為2大類：一類是石油路線；另一類是非石油路線[2]。我國富煤、貧油、少氣的能源特點決定了以煤為原料，經甲醇生產低碳烯烴(MTO)具有重要的戰略意義[3]。該工藝乙烯和丙烯的收率較高，但副產物中有相對較多的C4、C5烯烴。因此，MTO裝置通常配有烯烴催化裂解裝置，將C4、C5烯烴裂解，提高乙烯和丙烯的收率。截至“十三×五”末，我國已建成32套甲醇制烯烴裝置，烯烴催化裂解裝置的加工能力也快速提升。……