乙烯装置碳二加氢运行情况说明

乙烯装置碳二加氢催化剂综合情况说明
一、乙烯装置碳二加氢反应器运行情况
2010 年 1 月 30 日,碳二加氢催化剂KL7741B-T5投入运行。

到目前，在线运行 22 个月。

碳二加氢反应器投用至今共发生3次飞温，分别为：2010年1月29日开车时，A床、B床飞温。

2010年9月25日C床飞温，在重新投用过程中B床、C床飞温。

此三次飞温将增加了催化剂的老化速率。

运行情况分析：
1、乙烯选择性和丙烯选择性
如图1所示：在运行最初的 4 个月，初期的乙烯选择性达到80%。

2011 年 2 月份的数据显示，床层温升相当高，但乙烯的选择性降到了中等水平，在操作中逐步降低温度后，到 6月底乙烯的选择性已接近 70%。

图2所示：丙烯的选择性一直稳定在95%的水平。

基于上述的选择性数值，表明老化程度低。

图1：碳二加氢反应器乙烯选择性趋势
图2：碳二加氢反应器MAPD的转化率的丙烯的选择性
2、温度曲线
下列数据汇总了自开车初期到目前的每床入口温度对比。

初期目前温差
A床入口： 67℃ 67 – 68℃ 0 – 1℃
B床入口： 67℃ 70 – 71℃ 3 – 4℃
C床入口： 66℃ 70 – 72℃ 4 – 6℃对于正常操作，第一年的老化速率的温度补偿约为3℃，对比运行初期到现在的入口温度的差距，一床的入口温度未显现明显的温升，二床、三床的入口温度比预期的老化速率有所提升。

3、转化率
整个三床反应器的转化率分布很好，转化率从一床转移到二床不明显。

二、CRI对碳二加氢催化剂使用的建议
基于目前运行情况，装置持续运行以现有的老化速率总体运行5年不必担忧，但任何生产过程中的波动如：劣质原料、高负荷、飞温等都将会影响催化剂的老化速率，随着每个运行周期的延长，该风险会增加。

如果持续运行到五年半，因超期运行CRI将不再保证性能。

三、本次采购碳二加氢催化剂原因
1、乙烯装置计划在 2012 年 8 月停车检修，再开车后，装置预期再运行 3 年，因此，总的在线时间将超过五年半，超过 CRI 公司保证的五年的运行寿命。

2、2010年1月29日开车时，A床、B床飞温。

2010年9月25日C床飞温，
在重新投用过程中B床、C床飞温。

此三次飞温将增加了催化剂的老化速率。

反应器运行中的较高的转化率的情况下，不可过度提升一床的口入口温度，这样将会影响乙烯的选择性。

总之，在最小的床层平均温度下可获得较高的乙烯选择性，床层平均温度＝三分之一的入口温度+三分之二的出口温度。

因此，除了转换率，另一检测和优化的关键参数是床层平均温度。

根据公式计算：
A床床层平均温度=68.1*1/3+81.1*2/3=76℃
B床床层平均温度=70.2*1/3+76.1*2/3=73.4℃
C床床层平均温度=68.9*1/3+71.5*2/3=69.93℃
三台反应器的床层平均温度A>B>C，表明催化剂老化速率A床高于B、C 床。

图3：2011-12-10反应器操作数据
3、随着运行时间的延长，乙烯的选择性下降，乙烯的选择性降低会导致乙烷增多，产品附加值降低，与新的催化剂相比，无更新的催化剂连续使用三年乙烯增量降低约26%。

乙烯选择性降低26个百分点。

如更换一台催化剂，因选择性改善带来的效益470000美元/年，若三台反应器全部更换催化剂经济效益是1355500美元/年。

4、再开车后，装置预期再运行 3 年，反应器运行末期，可能会出现出口乙炔含量高现象，使乙烯产品不合格，影响下游装置的正常运行，而碳二加氢反应器无法在线切除，将被迫停车更换，使裂解气压缩机停车，裂解炉退料，下游装置也将被迫停车，这样会给公司带来几千万元的经济损失，也将影响预期3年的长周期运行计划。

因此，根据CRI建议及我公司乙烯装置运行的实际情况综合考虑，2012年大修决定更换第一床反应器催化剂，因为在正常操作中A 床控制反应在70%，A床催化剂活性将降低。

由于初始装填的催化剂是CRI公司的，为了保持催化剂性能一致性、使用连续性和对装置的适应性，建议本次采购继续使用CRI公司的KL7741B-T5碳二加氢催化剂，提高碳二加氢催化剂后期的综合性能。