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加氫裂化催化劑失活的原因

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加氫裂化催化劑失活的原因

發布日期:2015-08-10 14:00 來源:http://www.happyabandonmusic.com 點擊:

  1 加氫裂化催化劑失活原因分析


  催化劑的失活機理分中毒、結焦及燒結三類。加氫裂化催化劑的中毒,主要指堿性氮諸如吡啶類化合物化學吸附在酸性中心上,不僅使催化劑失去活性而且堵塞孔口及內孔道;結焦是在催化劑表面形成炭質,覆蓋在活性中心上,大量的結焦導致孔堵塞,阻止反應物分子進入孔內活性中心;燒結則使催化劑結構發生變化而喪失活性中心,對于加氫裂化催化劑是指小金屬聚集或晶體變大。結焦和雜質化學吸附造成的酸堿中和均屬于暫時性中毒,可通過空氣燒焦而恢復活性。吉化加氫裂化裝置1996年投產時使用3825加氫裂化催化劑,一段時間后發現第一床層無溫升,剛開始由于反應溫度較低(僅330℃)左右,故認為溫度不夠高,尚未達到催化劑活性要求。但隨著溫度的提高仍未發現有溫升,入口最高溫度曾達376℃。說明第一床層的3825催化劑已經失活。而加氫裂化反應依靠后三個床層的3825催化劑維持。運行3年后,又發現第二床層3825催化劑的溫升也逐漸降低,活性變差。吉化加工原油為大慶油,雜質少,性質較好,而且生產一直較平穩,反應溫度不高,反應器壓降小,所以催化劑失活原因就排除結焦和燒結的可能。確定其原因是由于催化劑在開工或生產控制中使用不當,精制油氮含量超標造成堿性氮類化合物化學吸附在酸性中心上而導致催化劑中毒。2000年6 月份裝置大檢修,將加氫裂化反應器第一床層的3825催化劑8.32t卸出再生,裝填了8.7t新鮮3976催化劑,投產后3976催化劑運行情況良好。但不到半個月,裝置由于DCS電源連續三次發生故障,造成裝置全面緊急停車。頻繁的開、停車使新催化劑受到了很大沖擊,不合格的加氫精制生成油進入裂化反應器內,致使3976催化劑也由于堿性氮吸附在酸性中心上導致加氫裂化催化劑中毒失活。第二層3825催化劑也因受到了嚴重影響,失去活性。到2000年 7月,加氫裂化反應器四個床層中,第一、二床層已失去活性,由于只有后面兩個床層發生裂化反應,所以必須保持較高的溫度才能使生產繼續進行。但這樣的生產操作難度大,產品分布和產品性質不理想,且催化劑失活速度快


  2 催化劑活性的恢復


  研究表明,加氫裂化催化劑的氮中毒現象有一定的可逆性。當降低精制油氮含量后,即使裂化段反應溫度不變,轉化率也能有所回升,并隨運轉時間的延長而繼續升高。因為低氮油對原來吸附在催化劑活性中心上的有機氮化物有一定的洗脫作用。此外,提高裂化段入口反應溫度,也有利于氮化物在催化劑上的脫附,減輕催化劑中毒現象。而提高床層入口溫度還可“激活”催化劑活性,使其活性在高溫下逐漸得以恢復。根據這些理論,在生產控制中,最大限度地降低加氫精制生成油的氮含量,一段時間內精制油的總氮含量均小于5ppm。但催化劑的活性并未好轉,表明僅靠低氮油洗脫中毒催化劑的作用不夠。從2000年11月開始,將加氫裂化反應器第一、第二床層催化劑的入口溫度提高到380℃,用高溫來“激活”催化劑。經過約30天,兩個床層開始有明顯溫升,第一床層溫升可達2℃左右,第二床層溫**4℃左右,催化劑活性開始恢復。而后來有段時間,因裝置原料油的干點提高,精制油氮含量上升,致使床層溫升下降1~2℃。說明僅靠提高溫度不能恢復催化劑活性,必須同時采取提高溫度和降低氮含量。2001年,裝置在生產控制中始終堅持這一原則,盡量降低加氫精制油氮含量,提高裂化反應器第一、第二床層溫度,降低第三、第四床層反應溫度。經過長時間的運行效果非常好,催化劑活性逐漸恢復。特別是第二床層的3825催化劑,正常生產時最大溫升可達到8℃,而第一層的3976催化劑最大溫升也有4~5℃。通過分析正常生產時催化劑床層溫度分布情況發現,第二床層的3825催化劑活性恢復效果大大好于第一床層的3976催化劑,因為它位于3976催化劑的下面,中毒較輕。從其入口溫度和溫升看,第二床層3825催化劑的活性與第三、第四床層相比有較大差距,說明活性完全恢復很難做到。并且第一、第二床層催化劑失活時,第三、第四床層的反應溫度較高,反應器平均溫度也較高,而在此條件下的反應轉化率并不高,產品分布和產品性質亦不理想。而當前兩個床層催化劑活性變好后,后兩個床層的入口溫度降低約10℃,反應轉化率卻有所提高,此條件下產品性質和產品分布均優于前者。2001年加氫裂化裝置的液體收率比2000年增加1%,而且催化劑整體壽命得到延長,按此狀況預計可以運行到2002年5月檢修。


  3 結 論


  加氫裂化催化劑在生產操作中會因原料中的堿性氮過高而引起中毒,造成催化劑的失活。但在生產運行中可以采用提高催化劑操作溫度、降低原料油中氮含量的方法“激活”催化劑,使其活性提高。這樣就可避免裝置非計劃停工和催化劑器外再生,從而延長了生產周期,經濟效益顯著。


相關標簽:加氫催化劑

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