裂解汽油加氢催化剂的影响因素及应对措施

裂解汽油加氢催化剂的影响因素及 应对措施

王斌

大庆石化公司化工一厂，黑龙江省大庆市 163000

摘要：作为乙烯生产过程中的副产物，裂解汽油随着乙烯工业的快速发展和乙烯加工能力地提高其产量也不断增加。裂解汽油中含有丰富的芳烃类及其他如硫、氮、氧、氯等多种化合物，需要进行加氢催化剂操作。本文通过围绕裂解汽油氢催化剂应用的实际经验，对加氢催化剂的寿命影响因素进行分析，并提出相关应对措施，以供参考。

关键词：裂解汽油；加氢催化剂；影响因素；应对措施

当前乙烯加工能力地提高促进了其副产品裂解汽油产量的增加，裂解汽油芳烃含量的高达60%-80%。目前裂解汽油加氢催化剂的工艺主要是部分馏分二段加氢工艺。第一段主要是饱和二烯烃，其次是单烯烃和少量苯乙烯。第二段主要饱和一段没有饱和的大部分单烯烃，其次是少量的二烯烃和硫、氮等杂质。下文主要围绕于裂解汽油加氢催化剂的影响因素与应对措施展开分析，以促进加氢催化剂的使用寿命的有效延长。

1裂解汽油加氢催化剂影响因素分析

1.1二段催化剂的影响

1.1.1催化剂活性的影响

二段加氢催化剂一般具有加氢选择性好、脱硫活性高、热稳定性高等优点，但如果加氢催化剂的初始活性反应温度较高，会导致加氢催化剂在催化剂床层中未加氢饱和的二烯烃发生结焦聚合反应，催化剂的失活率加快，从而降低加氢催化剂的使用寿命，同时产品质量也会随之下降。其次裂解汽油或裂解装置中所带有的毒物如砷化物也会对催化剂的活性造成影响。由于加氢之前需要对裂解汽油进行液相脱砷，在进行重质化脱身反应过程中砷容易滞留装置，这种砷化物的积压对非贵金属催化剂属性的二段催化剂造成活性无法恢复的影响。

1.1.2催化剂上积炭的影响

催化剂上的积炭形成主要有两种途径，一是原料油在进行加热、蒸馏等预处理过程中形成的胶质沉积在催化剂表面；二是在催化剂孔道中吸附的不饱和烃分子和相邻的不饱和烃分析产生聚合反应或者缩合反应形成积炭大分子。积炭的形成也影响加氢催化剂的使用期限。

1.2原料油性质对催化剂的影响

一是原料油水分的影响。原料油中的水可以引发裂解汽油聚合反应，促进胶质形成，进而影响催化剂的晶格结构和活性，严重时会造成催化剂破碎和永久失活。二是原料油中C₅和C₉含量的影响。如果C₅质量分数＞1%，C₉＞5%，会使二段催化剂床层温度升高，加快催化剂结焦聚合反应速度，严重影响催化剂的长周期运转。三是CO和CO₂的影响。CO与催化剂的金属组分在较低温时形成有毒易挥发的烃基化合物，它是一种遇到高温就会挥发升华能分解出金属和一氧化碳，使催化剂表面裸露出金属组分的金属腐蚀物。催化剂金属组分使氢解活性度很高，极易造成结焦失活。

1.3操作条件对催化剂的影响

一是氢分压的影响。设计压力较低所带来的不足可以提高反应温度来补偿，但反应温度过高又会使二烯烃结焦率过快，缩短催化剂寿命。二是裂解装置波动的影响。裂解汽油装置操作难度大，如果发生如断电、电网扰动、突然停油和氢气等波动会造成氢气压力波动大，这种大冲击会造成催化剂破碎和失活。三是循环油操作波动。二段反应生成油降温后要循环至二段反应器入口或入口以下的某个部位，如果循环油出现大波动，对催化剂床层造成物料勾留，不利于催化剂长周期运转。

2降低裂解汽油加氢催化剂相关因素影响的应对措施探析

针对上述裂解汽油加氢催化剂三方面影响因素，为了降低其影响以及保证生产我们可以采取以下应对措施：

2.1提高催化剂的活性

反应温度过高会造成催化剂反应及恶劣，容易使不饱和烃聚合结焦速率加剧，造成催化剂床层压差快速增大，因此需要提高催化剂活性来降低反应温度，改变催化剂形状来提高催化剂的外扩散。二段催化剂的反应温度应控制在220℃--320℃之间。同时还需要视情况来改进催化剂外形来提高催化剂的加氢活性，如当前的DZCⅡ-2是通过增大催化剂颗粒的外表面积和提高其扩散性能，提高床层的孔隙率，进而提高催化剂的加氢活性，从而延长催化剂寿命。另外，由于二段催化剂反应中温度通常比较高，这时催化剂往往会因此出现聚合积碳情况，长此以往其活性会大大降低。为此，企业检修装置时应当开展二段加氢催化剂再生工作。

2.2控制好原料油性质

进入反应器的原料油要进行严格的控制，以此保证好原料油的性质。主要可以通过预分馏塔测线温度来控制原料油的烯烃成分。测线温控控制和原料油烯烃成分成反比，为缓建催化剂的结焦速率需把测线温度控制在合理范围之内。二是针对原油料中水分问题，可通过改变原料油沉降形式，在进入加氢催化剂前安装一个聚结器来解决原料油带水出现乳化的问题，减少催化剂破碎程度。三是用固定床脱砷来代替液相脱砷以提高催化剂使用寿命。四是通过在裂解汽油泵入口加装过滤器和使用阻聚剂等方式来降低裂解汽油在储运和加工中形成大量胶质的问题。五是要通过降低二烯价在原油中含量。由于二烯烃作为不饱和烃在高温下极易发生聚合反应形成大量胶质沉积在催化剂表面，造成失活，因此二段原油料的二烯价必须控制在≤5 g-l．(100g-油)

^--1。六是通过添加一定比例的久放原料油进新鲜原料油的方式来降低聚合胶质对催化剂活性的破坏。

2.3控制好操作条件

2.3.1控制反应温度

加氢催化剂反应过程中的放热会使不饱和烃聚合成胶质，温度越高越容易造成积炭生成，过高的反应入口温度和过大的反应温升都会促使二段催化剂积炭速率增大。因此必须严格把催化剂的反应温度应控制在220℃--320℃之间。其次可通过调节烧焦过程中通入的空气量。当催化剂床层倒数第二点温度开始下降时，可以适当增加空气的注入量，以此来保证反应器床层各温度点保持波段式稳中有升的总趋势。

2.3.2控制好氢分压力

系统的氢分压力过低有利于积炭的生成，因此要抑制不饱和烃聚合成胶质以及胶质脱氢的反应速度，必须有效提高系统的氢分压。高氢分压有利于保持催化剂的高活性，抑制胶质的脱氢缩合反应，又能延长催化剂的运行周期。同时还可以通过在再生烧焦降温结束打开二段加氢反应器顶盖的方式来对催化剂床层压差进行减压。打开顶盖后对其顶部氧化皮收集器进行清理是有效降低催化剂床层压差的途径之一。但要注意氢油比例的协调，过大的氢油比会增加能源消耗，增加了生产成本，从而影响了经济效益。

3结束语

综上所述，影响裂解汽油加氢催化剂的因素有很多，需要相关企业和工作人员在延长二段加氢催化剂寿命上多投入研究和技术创新，通过提高催化剂加氢活性、控制好反应温度和原料油质量，同时在操作反应上严格按照相关工艺规范执行，才能有效延长二段加氢催化剂的使用周期，从而促进化工企业生产经济效益的有效提高。

参考文献

[1] 赵野，刘宝莉，张庆武，张文成，谭明伟. DZC-Ⅱ-1裂解汽油二段加氢催化剂寿命影响因素的探讨[J].工业催化，2005（13）：84-87.

[2] 郑宁来. 裂解汽油加氢催化剂投用[J]. 石化技术与应用, 2019, 37(03):21.

[3] 赵伟杰. 裂解汽油加氢催化剂性能研究[J]. 2021(2014-24):79-79.