重整高温脱氯剂工业应用现状

重整高温脱氯剂工业应用现状

摘要：重装装置原料中含有的氯，在重装预加氢装置操作条件下，进行加氢反应转化成氯化氢，氯化氢吸附在高温脱氯剂上，与其活性组分进行酸碱中和反应，达到脱出氯化氢的目的。现阶段，大量工业应用的高温脱氯剂，采用碱金属为主要活性组分，其中WGL-A、T-408、JX-5A、KT-405等应用较多。本文介绍了几种高温脱氯剂的产品物性指标，以及其在不同炼厂的工业应用效果。

关键词：高温脱氯剂、工业应用

近年来，随着原油的深度开采，多环节广泛地使用氯代烷烃助剂，以提高开采量，使得氯化物最终都进入原油中，经炼油厂常减压装置蒸馏后，原油中的有机氯化物大部分集中于初、常顶的重整原料油中。重整装置在原料预处理过程中，有机氯化物加氢转化成氯化氢，产生了强腐蚀性介质。同时造成重整装置换热器堵塞及腐蚀内漏等问题，严重影响了装置的正常生产。解决此类问题比较简单而有效的方法是采用固体脱氯剂脱除原料中的氯。

一、脱氯剂脱氯机理

重整高温脱氯一般分为催化加氢脱有机氯和吸附脱无机氯两个部分，催化加氢脱氯的反应机理为分为四步：第一步，氢气在催化剂的表面吸附。氢气分子首先吸附在催化剂的活性金属颗粒表面上并均裂成氢原子，然后从金属表面逸出至催化剂表面。氢原子在催化剂表面微弱酸作用下失去一个电子变为氢离子形成了催化剂表面的酸性活性中心；第二步，有机氯化物在催化剂载体表面上吸附。有机氯化物的氯原子由于强的吸电子诱导效应而带负电荷，并吸附在已形成酸性中心的催化剂载体表面上：第三步，表面反应。吸附的氢和有机氯化物生成氯化氢和相应的烃类；第四步，产物脱附。反应生成的烃类和氯化氢从脱氯催化剂表面脱附。产生的氯化氢无机氯在高温脱氯剂的作用下进行物理吸附和化学吸收。一般采用比表面积较大的活性氧化铝、分子筛等。利用氧化铝、分子筛的多孔结构

将氯化氢物理吸附到脱氯剂上。待净化原料中的HCl和脱氯剂中的有效金属组分接触，发生化学反应，生成稳定的金属氯化物而被固定下来。

M

x O

y

+2yHCl=M

x

Cl

2y

+yH

2

O

该反应实际上是酸碱中和反应，M主要是Ⅰ、Ⅱ族中的金属元素。脱氯剂的主要活性组份是碱金属和碱土金属氧化物以及与氯有较强亲和力的氧化铜，它们被载在氧化铝或活性炭等载体上或者与其它组份混捏后成型。这些氧化物在一定的工艺条件下与HCl发生不可逆的化学反应，生成的金属氯化物以稳定的离子键或共价键结合，HCl的脱除率可达到99%以上。目前工业应用较多的脱氯剂主要分为三种

钠系脱氯剂：活性氧化铝浸渍钠的化合物是国内最早的脱氯剂，该脱氯剂允许空速1000～3000h-1，当进口HCl含量小于100ppm时，出口HCl含量可小于0.1ppm，操作温度为100℃以上，氯容量10～20%，随反应温度升高而上升。使用此类脱氯剂应严禁系统带水操作，否则会造成活性组份流失并带入后系统。钠系脱氯剂，主要用于化肥及制氢装置的原料气净化

铜系脱氯剂：铜系脱氯剂用活性炭或活性氧化铝作为载体浸渍铜盐后经焙烧活化为氧化铜制得。铜系脱氯剂净化度高，适用范围广，低温活性好，且不受原料中的水影响导致活性组分流失。国内生产的铜系脱氯剂，主要应用于常温液相脱氯，其氯容约为10%。

钙系脱氯剂：钙系脱氯剂多为混捏型，主要分为氧化钙-氧化锌-氧化铝和氧化钙-硅藻土两种，这类脱氯剂可以适应较高的HCl含量（1000ppm），较大的空速（2000h-1），较宽的温域（-4～400℃），穿透氯容量达到30%以上。钙-锌系列脱氯剂穿透氯容较高，但氯与锌易形成低熔点化合物，且同时又与H

2

S反应，因此硫的存在对其脱氯能力会有一定的影响。目前重整装置主要使用的为此类型脱氯剂。

二、工业常用几种高温脱氯剂及其工业应用情况

1、WGL-A型脱氯剂

WGL-A型脱氯剂是由中国石化科学研究院研制的高温型固体脱氯催化剂，其理化性能和操作条件见表1

表1 WGL-A物性指标和应用厂家使用条件

理化性质数值使用条件数值

比表面积/m2▪g-

＞60进料量/t▪h-123.4 1

穿透氯容

≥30混氢量/Nm3▪h-19820 /gCl2/100g

压碎强度

≥100入口温度/℃273 /N▪cm-1

堆密度/g▪ml-10.75-0.80出口温度/℃275

应用厂家哈尔滨石化入口压力/MPa 2.35

尺寸/mmΦ3.0-4.0体积空速 4.0

孟凯军[1]马晓[2]等列举了WGL-A在哈尔滨石化应用情况，脱氯剂在原料中氯含量(10～50ppm)较高的条件下。经过脱氯处理后，精制油及外送氢气中的氯含量均能降至1．0ppm以下。而且预加氢和加氢装置的空冷器，换热器及压缩机入口等低温部位没有发生堵塞。这说明WGL-A型脱氯剂在预加氢反应条件下具有

较高的脱氯率，而且在运行过程中没有对重整催化剂产生任何影响。床层上部穿透氯容量近40m％，平均穿透氯容达30．1m％；张滨[5]介绍了WGL-A在福建炼油化工有限公司重整装置2001-2003年的应用效果。进口原料在2-11ppm之间，精制油氯含量稳定在0.5ppm以下，运行期间共处理重整原料805590吨，氯容达到32%，仍未出现穿透现象。

图1 WGL-A福建炼油化工公司应用情况

2、JX-5A型脱氯剂JX-5A型脱氯剂是北京三聚环保新材料股份有限公司生产的重整高温脱氯剂，目前已在几十套重整装置上使用。其物性指标见下表2

表2 JX-5A催化剂物性指标及应用厂家使用条件

理化性质数值使用条件数值

穿透氯容

≥50入口HCl/10-63000 /gCl2/100g

压碎强度

/N▪cm-1

≥50高径比2-4堆密度/g▪ml-10.75-0.85使用温度/℃200-400

尺寸/mm Φ(4±0.3)×(

5～20)

使用压力/MPa常压-5.0

应用厂家中国石化九江

分公司

空速/ h-1≤4.0

刘有成[3]等介绍了JX-5A型催化剂在中国石化九江分公司的应用效果，装置平均脱氯率为92%，在正常工况下穿透氯容达到40%左右，脱氯后氯体积分数小于5×10-7。

3、KT-405型脱氯剂

KT-405型脱氯剂是江苏昆山联营生产的高温脱氯催化剂。其物性指标及胜利炼油厂使用条件见表3

表3 KT-405催化剂物性指标及应用厂家使用条件

理化性质数值使用条件数值

穿透氯容

/gCl2/100g

≥30高径比＞4