乙苯脱氢催化剂gs11生产应用

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1、乙苯脱氢催化剂GS11生产应用　　摘要：本文通过齐鲁苯乙烯装置对新型脱氢催化剂GS11的应用情况及使用过程中的具体操作进行分析，提出了技术改造后工艺操作中注意的几个关键点，对苯乙烯装置的生产实践以及提高苯乙烯产量有一定的实际意义。关键词：苯乙烯催化剂转化率水比温度一、前言齐鲁苯乙烯装置是在原6万吨/年装置基础上进行改造建成的，建设规模为20万吨/年。原装置采用的是美国Lummus/Monsanto技术，本次改造保留了原装置6万吨/年的乙苯脱氢单元，新建20万吨/年乙苯单元、14万吨/年乙苯脱氢单元和20万吨/年的苯乙烯精馏单元，装置采用国内技术进行建设

2、。二、乙苯脱氢反应流程简介原料乙苯在流量控制下与水蒸汽混合加热温度达到615℃以上后进入反应器R301催化剂床层，乙苯在负压绝热条件下发生脱氢反应。7由于乙苯脱氢反应为吸热反应，第一反应器R301流出物温度降至530℃左右。经历了第一阶段脱氢反应的物流继而进入位于第二脱氢反应器R302顶部的中间再热器之管程，同壳程来自蒸汽过热炉约815℃过热蒸汽换热，管程的反应物料温度升至617℃以上，进入第二脱氢反应器R302的催化剂床层，实现第二阶段负压绝热脱氢反应。GS-11新型脱氢催化剂于2010年8月GS-11在齐鲁20万吨/年苯乙烯装置上开始工业应用，水比

3、由原1.45最低降至1.38，可节约蒸汽约5000t/a，应用效果良好。三、GS11脱氢催化剂工业应用情况分析2010年齐鲁苯乙烯脱氢催化剂两套乙苯脱氢全部更换为GS11型脱氢催化剂，下面就GS11催化剂的使用状况进行简要分析：1.温度的影响由于脱氢反应是强吸热可逆反应，升高温度可加快反应速度，且有利于苯乙烯的生成，有利于转化率的提高。当温度提高后，转化率得到提高，但吸热的副反应也将加剧。高温使生成苯乙烯的选择性降低，同时也增加了能耗的上升，所以反应温度不宜过高，在保证苯乙烯单程收率的前提下尽量采用较低的反应温度。实际生产中一般控制在600～645℃。

4、在实际的生产过程中，通过调整蒸汽过热炉的燃料来稳定反应器的床层温度，并使之波动严格控制在？2℃内。运行初期，因催化剂活性不稳定，反应温度提升较快，6个月后催化剂开始进入活性稳定期，温升速度趋缓，平均每月温升小于1℃。2.空速的影响7在相同的条件下，乙苯气体空速增大，物料在反应器中停留时间缩短，其转化率下降。对一套固定的生产装置来说，调整空速主要是通过改变进料量来实现的，正常生产情况下，空速不做大的调整。因为如果调整空速，一般须调整温度来满足生产需求，温度的频繁波动对脱氢催化剂使用不利，每一批次催化剂都有一个空速极限值，超过极限值转化率将大幅下降。3.水

5、比的影响在恒定的温度、压力、空速下，提高水比会提高乙苯转化率和选择性。水蒸汽作为热载体为乙苯脱氢提供热量。在实际生产中，受到允许压降和能耗两个因素的制约，当水比增大到一定程度，对转化率及选择性影响不大。GS11是低水比型催化剂，在使用过程中对其进行了低水比实验：可以看出：随着水比的降低，转化率呈下降趋势，当水比降到1.30以下，转化率下降较快，不能满足生产需求，实际生产中水比控制在1.35-1.45比较合适，粗甲苯产率基本稳定在33～34kg/t左右，低水比催化剂较进口的催化剂还是有一定的差距。4.压力的影响7脱氢反应是体积增大的可逆反应，降低压力有利

6、于苯乙烯的生成。因此，降低压力有利于提高转化率和选择性，且对选择性的影响较大。齐鲁苯乙烯装置采用螺杆式透平压缩机来降低脱氢反应的压力。压力如果不稳定，会导致乙苯蒸发不稳定，反应温度不稳定，系统产生波动，从而加速催化剂粉化与流失，降低了催化剂的选择性和活性，加速了副反应。在其他条件不变的情况下，压力每降低0.01MPa，乙苯转化率将提高2%以上，苯乙烯选择性也有一定程度的提高。因此，应严格控制反应压力的平稳，压缩机入口控制在0.026-0.029MPaA比较有利。另外由于脱氢催化剂的吸水性很强，吸水后其强度大为下降，在压降的影响下从而使催化剂极易粉化而失

7、活，寿命下降，并且结块堵塞床层，增大床层压降，导致物料流动不均匀，严重降低反应效果。因此，必须避免催化剂和游离水接触。因此要求在储运时要严防催化剂受潮，避免在阴雨天装填催化剂。四、GS11催化剂生产使用期间装置出现的问题以及改进措施71.组合换热器E301壳程不能达到设计温度要求的500℃，因此需要提高主蒸汽的摄入量以满足R301、R302反应所需要的温度，这样在保证乙苯蒸发稳定的同时使得水比提高到1.55-1.6之间。因此能耗物耗比设计值增加。通过技术改造，将E301加长，增加了换热面积，使E301的壳程出口温度能够达到500℃，水比和燃料的消耗都有

8、较大降低。2.乙苯蒸发器蒸发不稳定：在超过20%液位时容易带液，导致E301出口温度降低；在低