裂解汽油加氢催化剂的使用寿命研究

李国宇 李晓东 郑茂

摘要：作为乙烯工业主要副产品之一，裂解汽油产量大概在乙烯生产能力的60%-80%左右，会为企业带来较大的经济收益。由于在进行裂解汽油生产时，需要分两段选择性加氢进行催化，因此加氢催化剂运行周期长短，将会对整体生产成本投入以及产品生产质量形成直接影响。通过对催化反应的介绍，对加氢催化剂使用寿命影响因素与相应策略展开全面论述，期望能够为国内裂解汽油生产提供一定理论支持。

关键词：使用寿命；催化反应；裂解汽油；催化剂；乙烯

裂解汽油是以柴油、轻烃以及石脑油等为原材料，在进行乙烯制取过程中所形成的，含有五烃类以上液体的副产品。该汽油沸程在50-200℃之间，在空气中放置一段时间后，液体颜色会出现逐渐加深的情况。与裂化汽油并不相同，裂解汽油不可直接在发动机中进行使用，多为燃料油。此种汽油是二甲苯、甲苯等芳烃主要生产来源之一，在高温与低压力作用下，会产生气相反应，市场发展前景较为理想，值得展开深度研究。

1.催化反应

在进行裂解汽油加氢催化过程中，首先分子会在催化作用下，向催化剂表面进行扩散，并会在其表面产生化学吸附或物理吸附；其次分子会在吸附层上产生相应反应，所生产的物质分子也会从催化剂表面脱离开；最后产物分子会向空间进行扩散，原理表面层。在催化过程中，上述步骤会循环进行，反应物分子会在催化剂表面生成催化反应物。

2.催化剂使用寿命影响因素与对策

2.1催化原材料方面

（1）水含量。当催化剂中掺入一定量的水分之后，催化剂使用寿命会随之受到直接影响。如果因为进料缓冲罐切水操作不及时、换热器泄露以及其他方面问题，造成大量游离水进入到反应器之中，会使催化剂活性受到直接影响，出现被迫停车等问题。所以需要对水含量展开严格控制，并要在出现游离水进入时，及时展开游离水脱除处理，且要在反应器入口温度逐渐提升，将催化剂中水分完全带出之后，才可恢复生产。

（2）砷含量。如果原材料中砷含量超标，就会引发一系列反应，导致催化剂永久失去活性。由于该装置是运用过氧化氢异丙苯对原材料实施脱砷处理的，所以应做好异丙苯添加量控制工作，并要定期对脱砷反应器展开清理，以防产生过量的砷【1】。

2.2氢油比、氢气纯度方面

在临氢状态下，加氢反应开始出现，在此过程中，氢油比越大，反应深度也会更加理想。同时如果氢分压数值相对较高，就会对结焦前驱物脱氢缩合反应形成有效抑制，可切实减小催化剂表面碳含量，保证催化剂活性，以对其运行周期形成有效延长。若氢气纯度数值较低，则要及时对氢气纯度进行提升，以防对催化剂使用形成影响。此外，可利用增加新鲜氢尾气排放量以及进料数量的方式，对循环氢纯度数值进行保证。

2.3氢气循环量方面

如果二反催化剂结焦程度过高或床层压差出现明显上升趋势时，氢气压缩机出口压力数值也会随之升高，此时为保证氢气压缩机运转质量，防止出现连锁停车问题，操作人员需降低氢气循环量。但此种处理方式，会加剧二反催化剂结焦问题，并不利于裂解汽油生产，所以应在生产中适当增加氢气循环量，以对二段催化剂结焦问题形成有效緩解，延长催化剂使用寿命。

2.4硫化氢方面

二段加氢催化剂在使用时需进行预硫化处理，预硫化处理质量会对催化剂积碳速度产生直接影响。其中二段加氢钴-钼系催化剂属于脱硫催化剂范畴，整体系统需要维持一定压力，才可正常展开硫化氢分压处理，但因为此种催化剂选择性以及活性相对较强，会产生一定量的溢流氢，会对积碳形成抑制，对原分子氢还原形成影响，所以需要对硫化氢浓度形成有效管控，以保证催化剂活性，防止氢气还原对活性金属组分过程形成限制。同时应将二段加氢反应系统中的硫化氢含量严格保持在2%左右，并要将加氢反应原料内的有机硫含量控制在50μg/g以上，以对脱硫反应后的硫化氢质量进行保证【2】。

2.4二段再生温度方面

在进行二段加氢催化过程中，催化剂再生烧焦温度控制，和结焦物分布、结焦状况有极为密切的关联。操作人员要通过合理手段，降低飞温烧损催化剂的可能性，避免因温度过高问题，使反应器内件受到破坏。应对再生过程温度展开严格控制，保证催化剂床层温度可以始终保持下480℃以下，以防对催化剂活性造成破坏。

3.建议

为实现对催化剂使用周期的有效延长，建议相关企业从以下几点入手，做好相应优化操作：①需对各种原材料含量展开严格管控，做好反应系统原料碳九、碳五含量的管控，保证新鲜氢中的氢气、一氧化碳以及二氧化碳的纯度；②对催化剂再生速度、温度展开严格控制，避免因为温度问题，对催化剂再生产生影响；③如果出现预分馏系统异常以及原料不足问题时，操作人员需要及时展开反应系统带物料循环操作，且要在停车时，尽量延长压缩机运行时间，做好催化剂床层降温、吹扫以及冲刷等一系列工作；④加强对催化剂装填质量的关注力度，防止出现催化床沟流问题；⑤在保证产品质量的基础上，应对反应器进料温度展开严格控制，确保在低负荷状态下，催化剂空速也可被控制在合理范围内；⑥做好二段催化剂预硫化操作管理，保证预硫化整体操作过程质量。在具体进行操作时，应对二段反应系统中的硫化氢浓度展开严格管控【3】。

结束语：

除上文所述几点影响因素之外，开停车以及空速等也会对催化剂活性产生不同程度的影响，由于时间限制，不再在此对其一一展开详细论述。各企业要明确认识到加氢催化剂在裂解汽油生产中所产生的重要作用，应进一步加强对催化剂使用寿命影响各项因素的研究力度，按照实际生产情况，确定催化剂使用周期缩短原因，并要按照问题展开针对性处理，以实现对裂解汽油加氢催化剂使用寿命的有效延长，保证催化剂可以更加长久的为汽油生产进行服务，从而有效降低企业在催化剂方面的成本投入，为企业获取到更大的经济效益，成功推动企业发展。

参考文献

[1]董万军.国产催化剂在裂解汽油全馏分加氢一段反应器开车总结[J].化纤与纺织技术，2017（4）.

[2]陈厚信.两种镍系催化剂在裂解汽油加氢工艺中的应用研究[J].石油化工应用，2016，35（8）：132-135.

[3]王仲义，邓兴硕，刘昶，等.新一代灵活型加氢裂化催化剂的研制及工业应用[J].炼油技术与工程，2015，45（9）：52-55.

（作者单位：抚顺石化分公司石油二厂焦化车间）