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1、HAT095型甲苯歧化及烷基转移催化剂的工业应用?748?石油化工1998年第27卷ProductionOptimizationofAromaticsExtractioninBenzeneInstallationofYPCShenJianyan(GeneralResearchInstituteforNoaferrousMetals-eJjing100088)WangXiruluan(BeijigPetroeheralcaEngineeringCompany,Beng100101)HuShuzou,ChangJiang,DengLianchangandDangGang(YaashanPetroc

2、hemicalIadustriaCorporation,Betjing102500)L诅Honin(1asthuteofMetalurgy,ChineseAcademyofScience,Shanghai200050)AbstractTheartificialintelligentoptimizationmethodbaseoi2reduceddimensionpatternrecognizationisusedtostudytheabnormalphenomenaofthestrippingtowerafteraromaticextractioninthebenzeneinstallatio

3、n.Theresultsshowthatinapproprhtecompositionandtemperatureofthefeedofextractiontowerleadtomorenon-aromaticsenteringthestrippingtowercausingthegaseousloadtoexceedthelimit-Theproductionisstabilizedbymaintainingtheprocessrequlrraentaccordingtothisoptimization.Keywords:aromaticextraction,patternrecogniti

4、ductionoptimization7,斗一钳HAT一095型甲苯歧化及烷基转移/催化剂的工业应用-T固2魏劲松(天津石油化工公司化工厂,天津300271)要开发了新型甲苯歧化及烷基转移催化剂(HAT-095型)t在转化率45,质量空逮由勺条件下-选择性选翻96上.谖催化剂具有初期反应温度慨,挺温速率慢,操作稳定:特咧螽着期_度维j剖)催化剂苎塑望盒三里苯.处理量为天津石油化工公司化工厂芳烃联合装置中甲苯歧化及烷基转移装置采用的是美国UOP公司和日本东丽公司Tatoray的工艺技术.以甲苯和碳九芳烃(c.A)为原料,采用轴向绝热固定床反应器,在临氢条件下使用非贵重金属收穑日期-1

5、99710-27第lO期魏劲松:HAT一095型甲苯歧化及烷基转移催化荆的工业应用?749?剂更换运转近四年,出现的主要同题有:催化剂在高转化率情况下选择性偏低,再生周期短.HAT一095型催化剂是上海石油化工研究院在ZA一3,ZA一90,ZA一92,ZA一94型甲苯歧化催化剂开发及工业应用成功基础上最近开发成功的新一代甲苯歧化及烷基转移催化剂.于1995年12月通过了中国石油化工总公司组织的小试鉴定.天津石油化工公司在化工厂歧化装置上和上海石油化工研究院共同进行了新型甲苯歧化及烷基转移催化剂的工业试用,以代替进口新牌号催化剂.该催化剂的特点是:在转化率45,质量空速1.4h的条件下,选择性能

6、达到96以上.1反应类型1.1歧化反应z一c一1.2烷基转移反应H|CH,+一州.(CHa)午HHHa.Hs+c一c甲苯歧化及烷基转移反应过程比较复杂,除以上主反应外.所生成的二甲苯会发生异构化反应,还可能发生加氢脱烷基反应,同时反应产物还可能参加裂解和聚合等二次反应.3进口新牌号催化剂的应用情况所用进口催化剂是国外某公司开发的最新牌号的甲苯歧化催化荆,它由氢型丝光沸石混合粘结剂Al.o:挤条成型,制成(1.61-8mm)(220mm)的圆柱体,堆积密度为0.65g/cm.该催化剂特点是活性高,与原使用催化剂相比,同样的转化率,反应温度低20左右.自1992年3月投料反应至1996年5月份更换

7、分别于1993年6月,1994年9月进行过两次再生.4HAT一095型催化剂的应用情况4.1概况HAT一095型甲苯歧化催化剂由活性相丝光沸石混合粘结剂Al.o挤条成型0.制成(1.61.8mm)(310mm)的圆柱体,堆积密度为0.6862g/cm.在歧化装置运行一年.1993年4月上海石油化工研究院受中国石油化工科技开发公司委托开发在质量空速1.4h-.,转化率45下,选择性大于96的甲苯歧化及烷基转移催化剂.经过两年多的努力于1995年11月完成了开发工作.4.2装填歪开工情况13tHAT一095型催化剂.于6月12日一天内全部装填完毕.随后进行了复位,气密试验,通氢,升压及升温脱水等过

8、程,累计收集玲凝水105.8kg,折合催化剂含水的质量分数为0.81.于6月17日13:50投料反应,投料后温升正常,未发现飞温及严重耗氢等原使用进口催化剂开工时易出现的现象.HAT一095型催化荆的开工较进口新牌号催化剂易于进行,开工耗时短.后固其它装置设备故障经双方商定于6月20日10l00临时停车.在6月28日进行了第二次投料反应,正常运转至今.2工艺条件5两种催化剂的性能比较循环氢的体积分数8O,反应压力3.0MPa.氢烃摩尔比为81O.5.1两种催化剂的比较HAT一095型催化剂的工业应用试验运行叫删删人?750?石油化工1998年第27卷结果与进口新牌号催化剂第一运转周期(14个月

9、)的运行情况比较,列于表l.由表1可见,HAT一095型催化剂在活性,选择性及稳定性方面明显优于进口催化剂.5.2数据计算方法转化率=器)<100选择性一瓣00质量空速=遣匡焉嚣高箍器曩蕞5.3反应压力的影响根据LangmuirHinshelWood机理口,在一定压力范围内,歧化速率是随甲苯分压的增大而加快.但其加快的程度随甲苯分压的增加而渐趋缓慢.当甲苯分压大于0.3MPa时,对歧化速率的影响已很小.而且在临氢条件下,如总压过高,会促使苯棱加氢分解反应的进行,结果使反应产物中脂肪烃增加,故压力不宜过高.临氢歧化反应压力一般为3.0MPa.这两种催化剂都是在此压力下操作,由于反应压力的稳

10、定,反应温度的影响就显得尤为重要.5.4初期反应温度的影响在实际操作中催化剂的初期活性很强,温度提高则初期反应速度加快.但对于不同催化剂在同一反应速度下,温度越高说明活性越差.催化剂的初期反应温度越高,操作温度范围越窄,在运行过程中,为保持一定的转化率,就要提高阶段性的反应温度.温度高,催化荆表面结炭速率就会加快,从而促使催化剂再生周期缩短.已应用的几种催化剂表现为催化剂的初期反应温度偏高,当转化率高于4o时,就会导致副反应增加,选择性降低.HAT一095型催化剂较好地解决了这个矛盾,从表1和图1均可看出HAT一095型催化剂的活性稳定性较好,它的初期反应温度较进口新牌号催化剂低2o3o,在转

11、化率4245下能较长时间保持较高的选择性.,簪啦!一一1一摹鬟暮露甍甍豁萤爱反应温度,】.095芝9o啦85蝈8o图1HAT095型甲歧化催化剂的远行敦据瞎钱进口新牌号催化剂不但初期反应温度偏高,而且提温速率快,运转周期较短.HAT一095型催化剂则稳定得多.从运转一年多的情况看,它的操作温度范萄较宽,月平均提温速度仅1.2,远低于进口新牌号催化剂的2.6.目前运转时间已超过进口催化剂的运转周期,运行前景依然比较乐观.5.5原料中cA浓度的影响C+A主要是指cA和c志A.在甲苯歧化第1O期魏劲松:HAT一095型甲苯歧化及烷基转移催化剂的工业应用?751?条件下,c.A和甲苯发生烷基转移反应生

12、成cA,同时cA本身歧化生成c志A和cA(见反应类型).根据热力学原理,原料中C+A的加入能抑制c.A的转化,从而使c.A能更有效地与甲苯进行烷基转移生成二甲苯.同时C.A中带入一部分C+A可降低重芳烃塔的分离要求,并几乎能100的回收C;A,原料中较高的EtA含量能生产较多的二甲苯,但原料中较高的C+A含量将不可避免地加快催化剂结炭,从而使催化剂提温速率加快.但HAT095型催化剂较好地解决了这个问题,投用一年多来,原料中cA的质量分数基本保持在2.5士0.5,操作平稳,提温速率缓慢,选择性保持高水平,体现出较好的处理CTA的能力,从而有利于生产更多的二甲苯.进口新牌号催化剂运转时,反应原料

13、也能加工一部分cA,但其稳定性差,提温速率快,偶尔原料中cA含量较高时,短时间内提温快,且选择性偏低,在长周期运转时C+A的质量分数<1.5.6精馏系统的反应在HAT一095型催化剂一年多的运行过程中,汽提塔塔顶轻烃较进口新牌号催化剂运行时减少.气体量有所增加,说明HAT一095型催化剂非芳烃裂解能力较强,可使汽提塔塔底产品中非芳烃含量降低,有利于保证苯的质量.同时轻烃减少,还可增加苯的产量.6结论(1)在开工过程中,HAT一095型催化剂具有可避开副反应区,避免初期飞温的特点,产品合格所需时间短,开工一次成功.(2)该催化剂初期反应温度低,提温速度慢,表明其活性高,稳定性好.运行温度低

14、可降低能耗;副反应少,生成的轻烃量少,有利于苯产品质量和产量的提高;处理c.A和C+A的能力较强,不仅降低了对原料的要求,而且增加了二甲苯的产量.(3)该催化剂运行一年多,操作平稳,产品质量稳定,活性与选择性高,其性能优于进口新牌号催化剂.参考文献1上海石油化工研究院.HAT一095型甲苯歧化及烷基转移催化剂小试研究鉴定资料,i9952黄忡涛,曾昭槐等编.石曲化工过程催化作用.北京:中国石曲化工出版社,1995IndustrialApplicationofHAT一095CatalystforToluene1)ispr0p0rtionati0nandTransalkylationWeiJinso

15、ng(ChemicalFactory,TinnjinPetrhemieaCorp.Tianjia300271)AbstraetThispaperpresentstheperformanceofanewlydevelopedcatalystHAT一095forthedisproportionationandtransalkylationoftoluene.Thecatalystsselectivityexceeds96ataconversion.f45andweighthourlyspacevelocityof1.4h.Thecatalystfeaturesalowtemperatureattheinitialstageofreaction,lowrateofin