延长裂解汽油加氢二段催化剂运行周期的措施及应用效果

延长裂解汽油加氢二段催化剂运行周期的措施及应用效果

刘庆宾

大庆石化公司化工一厂 163714

摘要：介绍了芳烃联合车间裂解汽油加氢三套装置二段加氢催化剂的基本工艺情况和特点，并对影响二段催化剂长周期运行方面的主要因素以及对策进行分析，在原料优化、产品指标控制、操作参数、一二段加氢反应负荷匹配以及异常处置等方面提出了方案，以上措施实施后裂解汽油加氢装置二段催化剂截至目前取得了较好的运行效果，运行周期较上一周期得到了延长。

关键词：裂解汽油；加氢；二段催化剂；运行周期

化工一厂芳烃联合车间裂解汽油加氢三套装置（以下简称G3装置）设计年处理量为50万吨/年裂解汽油，该项目是某石化公司120万吨乙烯/年改扩建工程的主要配套装置，该装置开工于2012年9月，首次装填催化剂在2018年大检修期间进行了更换，由于G3装置担负全厂80%以上的裂解汽油处理量，因此对总体物料平衡和生产平衡上影响重大。该装置经过多个检修周期实际运行，在统计影响系统稳定运行的问题中，二段催化剂长周期运行是主要因素之一，因此如何延长二段催化剂的运行周期就成为本检修周期装置研究的主要课题。

1. 二段加氢催化剂的基本情况

G3装置二段反应器装填的DZCⅡ-1催化剂是大庆石化研究中心研制、北京高新利华化工有限公司生产的裂解汽油二段加氢精制催化剂。该催化剂对载体进行了改性处理，所以具有活性高、稳定性好的特点。同时由于催化剂采用了齿球形，其机械强度较高，装填较为方便，不容易造成局部“短路”、“沟流”、“局部过热”等问题。同时，为了防止原料油中的杂质和原料自身聚合形成的胶质对催化剂造成的中毒，更好的发挥DZCⅡ-1催化剂的作用，在二段第一个反应器的上部装填少量的DZCⅡ-1P保护剂。催化剂具体物性指标参见表-1.

表1 DZCⅡ-1和DZCⅡ-1P保护剂物性保证指标

2. 二段催化剂长周期运行的影响因素及对策

2.1、原料中的双烯烃、胶质含量控制

裂解汽油原料中含有较大量的二烯烃、单烯烃和胶质。尤其是二烯烃在较高温度下就结焦聚合成胶质，胶质脱氢缩合形成焦炭，并沉积在催化剂表面，从而导致反应器压降升高过大，严重时迫使装置计划外停工。在控制双烯烃方面重点是通过控制一段加氢反应器操作条件调整反应器的入口温度和温升，保证反应器温升在50℃左右，在通过监控一段反应器出口双烯值＜1gI2/100g以下，降低二段反应器床层的结焦速度。控制胶质含量方面主要通过上游阻聚剂的注入以及缩短裂解汽油存储时间，尽量保持裂解罐存在较低范围，控制裂解汽油在长期存储期间的胶质含量增长。

2.2、原料中水含量的控制

原料油中的游离水带入反应器中，会引起催化剂表面积下降，使催化剂活性下降。水含量过高时甚至会因水的汽化膨胀而导致催化剂崩裂或粉化，使催化剂床层压降增加，严重时使循环氢无法正常运行而被迫停工。对于水含量的控制主要通过对原料裂解汽油充分脱水，通过碳五塔回流罐脱水包进行脱水操作，同时对碳九塔回流罐以及反应进料缓冲罐脱水包进行监控及定期检查，发现水含量上升时要对脱碳九塔再沸器运行情况进行评价，及时发现其内漏情况；另外原料含水进入一段反应器会造成一段反应器活性降低，影响其床层温升级出口指标，因此也可以通过一段床层运行参数的变化发现此问题。

2.3、降低异常组分的影响

上一床催化剂运行期间，由于苯乙烯抽提返回的抽余油对G3二段反应器运行有较大影响，在2013年底开始接收处置苯乙烯抽余油进入反应进料以后加氢汽油产品溴价上升明显，同期二段反应器分别于2015年、2017年、2018年临时停工进行了三次催化剂再生；2018年以后经分厂协调将该股物料改为由裂解汽油加氢二套装置处理，该装置将其混入裂解汽油中掺混进行处理，从反应器运行情况看未表现出比较明显影响，说明该股物料中对反应器影响较大的异常组分应该是一种重质成分，该成分可以通过碳九切割进行分离。

2.4、异常状况处置

G3装置截至目前二段催化剂实际运行3年，根据二段催化剂入口温度预测曲线，随着催化剂运行周期延长，由于二段催化剂不可避免的结焦过程，导致活化中心堵塞活性下降，为了定期评价催化剂床层结焦状态，G3装置根据负荷平衡情况择机进行了二段催化剂低温清洗，即在一段催化剂正常控制情况下，降低二段反应入口温度至150-180℃，使二段反应器进料由气相变为液相，并通过调整循环气、循环液流量对反应器空速进行定期扰动，通过液相油品溶解、软化结焦前期产物，并通过流量扰动降低从催化剂表面冲洗下来，以主动控制改善催化剂状态，车间于2021年8月进行了一次低温清洗操作，实际验证了催化剂的状态及相关操作方案可操作性，取得了较好效果。

3. 结论

裂解汽油加氢装置二段催化剂的长周期运行是加氢在装置全体系长周期运行的主要影响因素之一，本文对影响长二段周期运行的主要因素进行分析并针对实际问题提出了原料、流程、操作等方面的实际建议，上述经验在G3装置2018年大检修后的运行过程中均得到了实际应用，并取得了较好的效果。

参考文献：

[1]项静辉.裂解汽油加氢两段催化剂长周期运行[J].乙烯工业，2009

[2]王树民.延长裂解汽油加氢装置催化剂运行周期的措施[J].乙烯工业，2020