裂解汽油加氢两段催化剂长周期运行

裂解汽油加氢两段催化剂长周期运行

摘要：催化裂解是指在催化剂作用下，裂解石油烃类生产乙烯、丙烯、丁烯

等低碳烯烃，同时副产轻质芳烃的过程。与热裂解反应相比，由于催化裂解反应

温度低，乙烯/丙烯产品比例调节灵活，原料来源广，已经成为低碳烯烃生产中

最具潜力的加工路线之一，也为炼油化工一体化技术的发展提供了重要的支撑。

本文对裂解汽油和操作条件等方面论述了影响该催化剂长周期运转的因素，并针

对这些因素提出相应的措施，以达到延长催化剂运转周期的目的。

关键词：裂解汽油加氢；催化剂；长周期运行

中图分类号：TQ032 文献标识码：A 文章编号

1裂解汽油加氢工艺介绍

裂解汽油是乙烯生产过程中的副产品C5-220℃馏分的总称来自于乙烯裂解装

置的急水冷塔低、脱丁烷塔低及压缩机段间的冷凝液。裂解汽油的组成是非常复

杂的通过气一液色谱一质谱分析表明裂解汽油中有近种组分主要有烷烃、环烷烃、双烯烃、烯烃、环烯烃、炔烃、芳烃及多环重芳烃、烯烃基芳烃其中的芳烃含量

高达70%以上。油品中不饱和烃组分的化学性能极不稳定在存放过程中极易生成

聚合物绿油及胶质不能直接使用。又由于其中富含芳烃是芳烃抽提的重要来源。

工业上一般采用两段加氢的方法一段加氢反应较为缓和属于液相低温加氢反应。

二段加氢反应条件较为激烈属于气相高温加氢反应。先经一段加氢反应饱和原料

油中的链状共扼烯烃、环状共辘烯烃及苯乙烯等烯烃组分再经二段加氢反应脱除

加氢原料油中含有的硫、氮、氧等的有机杂质通过二段的催化加氢反应让一段产

品中的单烯烃经过加氢饱和后作为芳烃抽提装置的原料再经过抽提反应制取苯、

甲苯和二甲苯等化工生产原料根据裂解原料不同有的裂解汽油加氢过程并不严格

考虑双烯烃和单烯烃的选择加氢不分一段、二段加氢而是采用一步加氢方法。只

经过一段加氢反应产品作车用调和油用。

在整个乙烯生产装置中裂解汽油加氢装置所处在的位置十分重要。它处在热气裂解制乙烯装置和芳烃抽提装置之间起到了承卜启下的作用。若解汽油加氢装置开得不好有可能迫使乙烯装置减产甚至停车进而影响到后面使用芳烃原料的装置运行如使苯酚丙酮装置、苯乙烯装置减产、停产。

2装置简介

2.1流程简述

中国石油天然气股份有限公司某石化分公司480 kt/a乙烯改扩建工程中，裂解汽油加氢二套装置年处理裂解汽油120 kt，主要反应单元采用两段加氢工艺技术，一、二段反应器均使用高活性镍系催化剂，生产出的加氢汽油作为下游装置的原料。

采用绝热固定床两段催化加氢工艺。一段加氢是在比较缓和的操作条件下，将油品中的双烯烃加氢为单烯烃，然后再通过条件比较苛刻的第二段加氢反应，将全部烯烃加氢饱和并除去硫、氮、氧等杂质。

2.2一、二段加氢催化剂

一段加氢催化剂镍系催化剂(GR－3201)由英国ICI集团的子公司SYNETIX公司生产，二段加氢反应器(GR－3202)中装填的DZCⅡ－1型镍系催化剂由北京高新利华化工有限责任公司生产，于2003年9月在某石化分公司化工一厂裂解汽油加氢二套装置上实现了工业应用。

3延长催化剂运转周期的措施

3.1合理匹配反应参数，延长催化剂运行周期

3.1.1不同时期反应温度对催化剂的影响

反应温度是加氢过程的主要工艺参数之一，加氢反应为放热反应，从热力学角度看，提高温度对放热反应是不利的，但从动力学角度看，提高温度能加快反应速度。由于在加氢通常的操作温度下硫、氮化物的氢解属于不可逆反应，不受热力学平衡的限制，反应速度随温度的升高而加快，所以提高反应温度，可以促

进加氢反应，提高加氢深度，使生成油中的杂质含量减少。但温度过高，容易产

生过多的裂化反应，增加催化剂的积碳。

本装置一段催化剂技术协议要求初期入口温度65～70℃，而实际初期反应温

度仅需要45℃，即可保证一段反应器出口双烯值小于1 gI2/100 g，反应初期在

催化剂硫化态时，其处于一个高活性状态，此时如果降低反应入口温度，降低循

环液量，既可使双烯得到充分加氢，又可使单烯在一段尽量少加氢，等到二段再

去加氢。这样，各个床层的催化剂活性均能得到充分利用，避免了某一床层发生

局部反应的情况。

二段反应器操作条件为高温高压，在较苛刻情况下发生的加氢反应，只要有

双烯烃以及苯乙烯类单烯烃进入到催化剂活性中心，必然会出现结焦而堵塞催化

剂表面活性中心，降低反应器比表面积，最终导致活性降低，所以在反应器初期

也需对二段反应器入口温度进行控制。通过对出口加氢汽油产品质量的持续跟踪，在催化剂2010年9月投用后的1a多内，二段反应器反应温度均能控制在230～235℃，反应结焦速度处于一个稳定状态。

到2012年初，即反应中期，随着一、二段催化剂活性、选择性下降，一段

催化剂出口双烯含量增加。为保证出口双烯含量合格，同时也降低二段催化剂负荷，逐步将一段反应器入口温度提至65℃后，整个一段催化剂运行温度分布均匀，一段反应器中期反应器温度为55～60℃，加氢效果良好。同时将二段反应器入口

温度提至235～240℃，出口加氢汽油溴价始终满足指标小于0.5 gBr/100g的要求。

2017年4月装置复工时，一段催化剂实际运行时间已达33个月，目前虽然

一反入口温度处于中末期，二反入口温度进入运行末期，但从一、二段反应器的

状态监测可知，一段反应器出口双烯值、二段反应器出口加氢汽油溴价以及二段

反应器压差均在可控范围内，表明催化剂活性、选择性以及结焦情况均在可控范

围内。

3.1.2氢分压及氢油比对催化剂的影响