苯乙烯脱氢催化剂稳定技术的应用

秦军锋（中海油东方石化有限责任公司，海南东方 572600）

苯乙烯脱氢催化剂稳定技术的应用

秦军锋
（中海油东方石化有限责任公司，海南东方 572600）

文章主要介绍在脱氢反应中注入适当浓度的氢氧化钾溶液，通过及时补充钾离子，保证催化剂的活性和稳定性，有助于提升苯乙烯的选择性。

苯乙烯脱氢；催化剂稳定；活性

现今的脱氢反应是在BASF公司的S6-42型催化剂下进行的，然而需要说明的是该过程受到多次停车的影响，脱氢催化剂发生粉化的现象，导致反应器压差变大，催化剂的部分活性成分流失。正是受到这个因素的影响，脱氢反应中苯乙烯的可选择性逐年递减，甲苯、副产苯的选择性却逐年递增。提升苯乙烯选择性的同时降低能源损耗，并优化工业控制参数，提高催化剂的稳定性，成为当前的重要课题。

1　脱氢反应综述

1.1工艺流程

脱氢反应装置使用的是两级串联的固定床径向流脱氢反应器。使用的原料有循环乙苯、新鲜乙苯、低压蒸汽，以上三种物质进行雾化蒸汽混合后由三联换热器供热，然后与过热的稀释蒸汽混合后进入第一级反应容器。

第一级反应器反应后的出料进入第二级反应器，在蒸汽和加热的综合反应后与二级容器多余的乙苯进行第三次反应转化。反应过程的产物有苯乙烯、苯以及甲苯等，其中后两者属于副产品。第二级容器反应后的出料被反应器进料冷却，在三联换热器中生成高压蒸汽。最后产生的蒸汽以及烃蒸汽在粗苯乙烯主冷凝器和循环水冷凝器中将被全部冷凝。

1.2脱氢反应原理

乙苯是在蒸汽存在的情况下，以钾改性氧化铁做催化剂，在高温低压下发生气相反应。

以上为主反应，同时会伴随两个副反应，如下：

苯乙烯可以生成甲苯与苯，如下：

2　脱氢反应中催化剂的活性

脱氢催化剂的形成由三氧化二铁和氧化钾以及其他结构性、辅助性等助剂在合适的温度下共同作用的。在化学反应进行过程，钾离子会随着反应的进程逐渐从催化剂的中层向外层迁移，这就是钾离子的流失。并且随着时间的推移，在这种高水烃、低负荷的条件下，钾离子的流失速度将会越发加快，及时补充反应过程流失掉的钾离子是保证催化剂的活性和稳定性的关键。

3　提升催化剂的稳定性

随着反应的进行，脱氢催化剂的稳定性和活性都会逐渐降低，因此为了保证转化率，需要提高反应器的入口温度。钾离子的流失是降低催化剂活性的重要因素，因此需要向一级反应器里注入氢氧化钾溶液，既保证了化学反应的碱性环境，又及时提供了钾离子，保证了催化剂的活性和稳定性。

4　氢氧化钾溶液的配置过程以及需要注意事项

4.1氢氧化钾溶液的配置

（1）冷纯水定量加入。

（2）搅拌器打开。

（3）加入48%浓度的氢氧化钾溶液。

（4）充分搅拌使之充分融合。

（5）实时检测溶液浓度和设备腐蚀情况，保证浓度稍稍偏高。

4.2氢氧化剂溶液注入的流程、准备工作和注意事项

（1）事先检查系统的保温性能，务必确认良好。

（2）事先检测汽化器出口管线的壁厚。

（3）安装之前，对喷嘴进行喷雾检查。

（4）将氮气注入系统，完全置换空气。

（5）打开蒸汽管线手阀，使氮气的流通速度控制在10kg/h左右。

（6）使用上游蒸汽对汽化器进行加热，汽化器的升温速率小于等于30℃/h。汽化器的出口温度控制在100℃，这样是为了使挡板中的蒸汽快速蒸发。

（7）汽化器的温度为150℃时，打开喷嘴的雾化氮气。

（8）温度为300℃时，关闭计量泵入口总阀，开启凝液至泵计量泵的入口总阀，将冷凝液引到喷嘴处。

（9）系统温度为600℃时，开始加入氢氧化钾溶液。

4.3注入氢氧化钾溶液前后的数据对比

（1）耗能对比

随着氢氧化钾的注入，脱氢反应器入口的温度开始降低，所需热量也会减少，蒸汽流量会降低1t/h。当所需热量降低，如果脱氢系统的尾气量不变，那么进入蒸汽过热炉的热流量也会大大降低。

（2）效益对比

加入氢氧化钾溶液之后，催化剂活性大大提升，如果催化剂的使用寿命为30个月，那么加入氢氧化钾溶液后会至少延长6个月，从而降低催化剂成本投资，延长装置运行周期。

5　结束语

综上分析，虽然使用CST系统之后，耗能降低、物耗降低、原料成本降低、市场竞争力提高、公司效益提高，然而CST系统对脱氢系统仍然存在一定风险。因为氢氧化钾溶液在高温下对设备、器材的腐蚀性能也会随之提升，因此氢氧化钾溶液的浓度、注入时间是两项重要因素。

［1］ 邵新海，陈伟峰，刘格宏，等.苯乙烯脱氢催化剂稳定技术的应用分析［J］.橡塑资源利用，2015，（5）：1-6.

Application of Catalyst Stabilization Technology for Dehydrogenation of Styrene

Qin Jun-feng

This paper introduces the appropriate concentration of the injection solution of potassium hydroxide in the dehydrogenation reaction by replenish potassium，activity and ensure stability of the catalyst，helps to improve the selectivity of styrene.

styrene dehydrogenation；catalyst stability；activity

TQ241.21；TQ426

B

1003-6490（2016）05-0002-01

2016-05-10

秦军锋（1989—），男，河南固始人，助理工程师，主要从事石油化工方面工作。