异构化催化剂
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一、异构化原理
芳烃异构化反应是指在一定的温度、压力,临氢状态和催化剂作用下,将含贫对二甲苯(PX〈1%)的混合二甲苯转化为二甲苯的四种异构体(PX、MX、OX、EB)接近平衡的催化异构过程。
其目的是为了降低吸附塔进料中乙苯的含量,提高对二甲苯的浓度,多生产对二甲苯产品。
二、催化剂性能介绍
二甲苯异构化采用法国Exxon Mobil的XyMax工艺。
催化剂型号为EM-4500T/B,它是由氧化铝和丝光沸石为载体的载铂双功能催化剂。
催化剂上层酸性比较强,主要是乙苯脱乙基转化成苯;下层金属功能比较强,主要是二甲苯异构。
反应过程中乙苯转化率比较高,二甲苯损失率比较小。
主反应:
二甲苯异构化;乙苯加氢脱乙基生成苯和乙烷;乙苯通过环烷桥转化成二甲苯
副反应(造成C8A环损):
二甲苯歧化反应生成甲苯/C9或C10/苯;二甲苯加氢脱烷基生成甲苯与甲烷;加氢开环裂解
异构化反应条件:
三、EM-4500与SKI-100A性能对比
石科院研制的SKI-100A乙苯脱乙基催化剂2005年7月应用在洛阳石化芳烃装置上,2006年5月对催化剂进行了标定。
两种催化剂标定情况对比如下:
从表中的数据对比可以看出进口催化剂有以下几点优势:
1、空速高:装置负荷一定的情况下,催化剂装填量少,反应器体积小。
2、轻烃比小:循环氢量少,循环氢压缩机体积小。
3、EB转化率高、C8A环损低:二甲苯产量大,PX产率高。
与国产异构化催化剂相比,使用进口催化剂,最大的优势是设备及管线规格小,可以减少了设备大型化的难度并节约投资。
催化剂价格虽然贵,但是装填量少,而且二甲苯产率高。
但是使用Exxon Mobil的催化剂,反应压力比较高,反应温度也高一些,能耗高一些。
四、催化剂硫化
异构化催化剂在使用初期,要进行预硫化和钝化。
预硫化的目的是通过向反应器内注硫来抑制催化剂的金属功能,控制开工阶段的反应温升,防止床层飞温;钝化是通过缓慢提高反应苛刻度,使催化剂少量积炭来抑制其酸性功能,减少芳环损失,提高C8A产率。
对于EM4500催化剂而言硫是暂时性毒物,硫化使催化剂暂时中毒,降低新鲜催化剂的初始活性,降低加氢和裂解反应、控制反应器温升。
催化剂上的硫随着装置的运行会逐渐从高分顶部排出。
钝化时间短,钝化完成以后,应尽快调整到正常的操作条件。
预硫化和钝化对催化剂的寿命影响很小。