芳构化催化剂分析

关于催化剂出现反应期缩短的原因分析

催化剂反应周期缩短、产品液化气烯烃增高，标志着催化剂活性降低，造成的主要原因是原料烯烃中含有醚类、醇类物质，在反应过程中产生水蒸汽，水蒸汽是催化剂老化剂，相当于在生产过程中催化剂不断老化。

水蒸气为什么是催化剂的老化剂呢？水蒸气进入催化剂孔道中造成催化剂孔道结构的破坏，同时会降低活性中心的数量，通常实验状态下，催化剂通过常压、300℃水蒸气老化32小时，常压、350℃水蒸气老化24小时，450℃老化20小时，600摄氏度老化6小时左右，一般催化剂在300℃一下水蒸气不会对催化剂产生影响，一旦温度提高到400℃以上，催化剂的老化将非常明显，但是催化剂的活性降低到一定程度后，其活性将降低的非常慢，也就是水蒸气对催化剂活性影响将变得很小。目前，装置的生产也可以说是不断的在对催化剂进行老化，当老化到一定程度，催化剂将保持一定的低活性，其活性衰减将变得极为缓慢。

通过近期催化剂表现上看，装置催化剂已经处于某一老化阶段，单从温度梯度上判断，目前洛阳催化剂的反应主要表现为叠合、异构、裂解、脱氢反应，可以通过基本的有机化学常识判断，放热反应是叠合、聚合、脱氢，吸热反应是异构、裂解、脱氢反应，当叠合、聚合放热反应热Q放小于异构、裂解、脱氢反应Q吸时，反应床层表现为基本没有温度梯度或出现温度梯度下降趋势，同时反应产物液相中芳烃含量降低，异构烯烃、异构烷烃、直链烷烃增高，甚至出现芳烃含

量非常低的情况，说明催化剂其芳构化能力降低、异构化能力增强。

但并不是说异构能力增强标志着催化剂已经失活，只能说催化剂的活性已经很低，不适合作轻油芳构化催化剂，相反，活性的降低反而有利于烯烃的叠合，抑制裂解反应的发生，对于提高液相收率更为有利。

通过以上分析，不论是北京催化剂还是洛阳催化剂都存在严重的水蒸气危害，而且这种危害是十分致命的，水蒸气可以造成催化剂永久性失活，这种失活是不可逆的，当然，水蒸气并不是将催化剂的活性完全降低，只是将催化剂的活性降低到某一低活性阶段，这种催化剂可称之为“低活催化剂”，对于“低活催化剂”，需要采用更为精制的管理和使用才能在生产中发挥其重要的作用。

“低活催化剂”简言之就是催化剂的活性低，也就是其活性中心少，要想合理有效的利用好该催化剂就必须严格控制进入反应器的烯烃含量，比如说60%和40%烯烃含量的原料相同流量进入反应器，假设前者其反应周期是2天，后者的反应周期可能为3天，甚至4天。因为烯烃含量低的原料其结焦率和放热率都较低，其反应周期当然长。相反，烯烃含量过高，会造成结焦速度过快，失活过快，反应周期缩短。但烯烃含量高，并不会同比例的增加液相收率，原因很简单，在活性中心数量一定的情况下，催化剂与烯烃的反应量是一定的，无论增加多少烯烃，催化剂都不能将其完全转化为液相，相反会发生烯烃加氢、烯烃异构化反应，甚至造成原料进料量降低，加工量降低的弊端。

同时，合适烯烃含量进入反应器，其烯烃转化为液相的转化率甚至高达70%，比如说40%烯烃原料，液相收率可以达到28%甚至还高，而60%的烯烃原料，液相收率只能达到32%，并造成反应周期的缩短，产品烯烃含量高的弊端。

因此，控制合适的烯烃含量，对于生产是有利的，对于公司效益是有利的。

技术管理部：张瑞宝

2009-10-2822：20

芳构化装置催化剂解决方案及装置改造方案

根据目前催化剂所表现的形势来看，催化剂应该处于部分永久失活，造成这种现象的原因是水蒸气在高温情况下电离程度增大，产生的OH-离子与催化剂活性中心AL3+发生反应，生成了AL2O3,并从硅铝催化剂骨架上脱离，1、堵塞催化剂孔道2、降低活性中心。

铝作为酸性中心，是携带氢离子的主要元素，也可以看做是偏铝酸根，与氢氧根离子反应生成AL2O3，使得铝离子脱离骨架，既失去了氢离子，又脱掉了铝离子，并使催化剂活性中心完全丧失。当然，活性中

心并非单纯为铝离子，催化剂上还有一部分Na+，因此可以通过用0.1mol/L的硝酸或盐酸溶液浸泡催化剂，还会有一部分Na+被H+置换，从而恢复催化剂的大部分活性，但铝离子脱离将是永久行的失活，同时随着反应时间的延长铝离子在不断的转变为AL2O3，也就是说，即使通过酸将催化剂恢复部分活性，随着反应的进行，催化剂仍将会失活，铝离子仍将脱离。解决问题的唯一办法是彻底的解决水的存在，水是原料中含氧物质，在反应过程中生成的。原料中含氧物质只可能是醚类、醇类、酯类等，而这几种物质都是极性物质，易溶于水，因此可以通过水洗，根据各物质的溶解度不同，彻底的除掉醚类、醇类、酯类物质。

接下来的芳构化装置必然存在原料含氧问题，因此，上一套水洗系统是十分有必要的。

技术部