中海油惠州石化分公司 惠州 516086
摘要：本文介绍了歧化装置掺炼裂解碳九试验，分析了掺炼裂解碳九对催化剂影响，并计算掺炼裂解碳九的经济效益。通过HAT-009歧化与烷基转移催化剂掺炼裂解碳九试验，掺炼裂解碳九虽然有少量经济效益，但从催化剂常周期运行考虑，不宜长期掺炼裂解碳九。
关键词：裂解碳九；掺炼；HAT-099
苯、甲苯和二甲苯是石油化工中重要的基本有机原料，在现代国民经济中有着极其重要的地位和作用。其中甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，与苯和二甲苯相比产量相对过剩。二甲苯是生产涤纶纤维的关键原料，涤纶纤维用途广泛，可作为聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT 树脂）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET 树脂）等产品生产的原料。现代芳烃联合装置中，甲苯歧化与烷基转移技术是生产苯和二甲苯的有效途径。歧化装置在芳烃联合装置中有着举足轻重的地位，它贡献的苯和二甲苯占整个芳烃联合装置苯和二甲苯产量的50%～70%[1]。
甲苯歧化与烷基转移是以固体酸为催化剂的反应，分子筛的酸性和酸量直接影响催化剂的活性、选择性和稳定性。我国乙烯装置副产物裂解碳九每年可达10Mt以上，其中一部分用作生产碳九树脂原料，其余绝大部分用作燃料。为了充分发挥石化企业一体化优势，惠州石化开展了芳烃联合装置掺炼裂解碳九试验。
1 歧化工艺简介
歧化及烷基转移装置是芳烃联合装置的组成部分之一，其主要目的是将联合装置中的甲苯、碳九芳烃和碳十芳烃（C10A），以一定比例混合后在一定的温度、压力和临氢条件下，在催化剂作用下，转变成苯、混合二甲苯（C8A）及副产物，以增产对二甲苯和苯。含有甲苯和C9A、C10A的原料与循环氢混合，经反应器进出口换热器换热后，由加热炉加热到所需的反应温度，进入固定床绝热反应器，在催化剂的作用下，反应生成苯和C8A，反应流出物经反应器进出口换热器换热后，再经冷却进入高压分离罐。分离得到的芳烃液体进入下游分馏单元；分离得到的气体，其中一部分外排，绝大部分气体与补充氢混合后进入循环氢压缩机，经增压后用作循环氢。
惠州石化在芳烃联合装置正常加工重整生成油期间以4.5%比例（与重整生成油比）掺炼裂解碳九，重整生成油中碳九加芳烃与裂解碳九组成对比见表1。掺炼及掺炼前后运行工况对比详见表2。
2 掺炼结果与讨论
2.1 裂解碳九组分不利于增产C8A
与重整C9A不同，裂解碳九的详细组成与其有较大差别。从分析结果看，如表1所示，裂解碳九中带有多甲基、能有效增产二甲苯的三甲苯含量很低，而甲乙苯和丙苯含量高，不利于增产二甲苯。
2.2 裂解碳九中存在大量易结焦组分
裂解碳九中除了含有大量的丙苯和甲乙苯外，还含有大量的易结焦成分茚和非芳。此类非芳基本都是不易裂解、容易结焦的环烷烃和环烯烃，其沸点在C9A、C10A沸点的沸程范围之内，均会进入HAT-099反应原料中，影响催化剂的长周期稳定运行。
2.3 掺炼裂解碳九后工况变化
a)反应温升较高
正常满负荷下反应温升26.5℃，但掺炼裂解碳九时，进料相同负荷下，反应温升达到29.89℃。分析认为，一方面由于裂解碳九中丙苯和甲乙苯含量较高，容易脱烷基放热造成；另一方面是由于其中环烷烃加氢开环放热造成。
b)补充氢用量明显增大
正常满负荷下，装置补充氢量约为2.4万NM3/h；掺炼裂解碳九时，补充氢量增加至3万NM3/h左右。此系裂解碳九中丙苯和甲乙苯加氢脱烷基及环烷烃加氢开环所致。
c)苯和混合二甲苯收率降低
掺炼裂解碳九后，苯和混合二甲苯收率降低，轻烃收率增加，由于其中丙苯和甲乙苯加氢裂解生成乙烷和丙烷，且轻烃仅用作燃料气，氢耗高，生成稠环芳烃（活性位吸附不可逆）然后结炭造成。
2.4 掺炼裂解碳九后经济效益分析
掺炼裂解碳九时，补充氢量增加6000NM3/H，相当于每掺炼10吨裂解碳九需增加1.08吨氢气消耗，按目前混合进料的催化剂选择性计算装置效益如表3，单独加工裂解碳九的选择性理论值远低于混合进料的选择性。装置加工裂解碳九效益为324元/吨。
3 结论
掺炼裂解碳九装置经济效益增加，但增量有限，每掺炼1吨裂解碳九仅能产生324元效益；
裂解碳九中甲乙苯含量偏高，掺炼后裂解反应增加，氢耗升高，且不利于增产高附加值的混合二甲苯产品；
掺炼裂解碳九后催化剂床层温差升高，反应提问速度加快，催化剂呈现结焦趋势，不利于催化剂常周期运行。
参考文献：
示例：
[1] 时宝琦, 郭宏利, 李经球, 等. HAT-099 甲苯与重芳烃烷基转移催化剂的研制与工业应用[J]. 化学反应工程与工艺, 2012, 28(2):173-179.
论文作者:姜瑶
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/29
标签：甲苯论文; 芳烃论文; 催化剂论文; 装置论文; 烷基论文; 结焦论文; 惠州论文; 《防护工程》2017年第17期论文;