用于MTO装置中的乙炔选择加氢催化剂研究

在MTO工艺装置生产乙烯的过程中,乙烯中常含有50~200μL/L左右的微量乙炔,现有的石油烃蒸汽裂解制乙烯装置中常用的碳二加氢催化剂或适用于微量乙炔选择加氢的乙烯精制催化剂并不是MTO工艺中乙炔选择加氢的最好选择。通过研究Pd含量变化对催化剂性能的影响,发现降低Pd含量能够提高催化剂的乙烯选择性,降低催化剂的乙炔合格温度,在保证乙炔加氢合格的情况下,通过控制较低的氢炔比还能获得更好的乙烯选择性。通过添加适当的助剂,控制助剂的用量也能够提高催化剂的乙烯选择性。和商业碳二加氢催化剂BC2相比,采用浸渍法制备的BC2-MTO催化剂活性组分Pd含量降低了50%以上,活性金属Pd的分散度提高了69%,能够在较低的反应温度和氢炔比条件下使用,具有更好的催化活性和乙烯选择性。

Aspen Plus在脱丁烷塔降压案例中的应用

脱丁烷塔聚合物结垢问题是制约乙烯装置长周期运行的主要因素之一。目前新建装置通过降低操作压力在防止脱丁烷塔聚合物结垢方面取得了显著效果。以脱丁烷塔为例,对降压过程的可行性、经济性以及风险点进行分析和总结,利用化工流程模拟软件Aspen Plus对降压后各项工艺参数进行模拟优化,将优化结果应用于实际生产过程。结果表明,脱丁烷塔的降压极限为350 kPa,降压后全塔温度降低约4℃,塔釜粗裂解汽油中的C_(4)摩尔分数降低0.32百分点,节省低压蒸汽1.3 t h,装置能耗和C_(4)产品损失降低,循环水侧压降、循环水在换热器内的流速和对数传热温差均在合理范围之内。

乙烯“三机”控制系统改造后的操作方式探讨

简述乙烯装置“三机”控制系统改造的内容、目的,介绍了改造后的新系统的操作条件和操作步骤,新系统以保护机组、防喘振为中心,三组超速保护、机组状态监护、机组联锁保护(紧急停车系统)结合汇集于1套ITCC系统中,为生产运行提供了安全、可靠的操作平台。使得“三机”控制系统性能得到提升,功能进一步完善,降低了操作负荷,在整合在一起的操作界面上实现对机组的全面控制和操作,提高了操作效率。

裂解炉五开模式对急冷系统的运行影响及优化措施

独山子石化公司为降低220 kt/a乙烯装置能耗,根据乙烯装置用能分析,结合裂解炉和裂解气压缩机的现行工况,提出将裂解炉运行模式由“6开1备”改为“5开1停1备”。为选择出裂解炉“5开1备1停”的最优运行模式,分5个阶段进行工况测试。并在乙烯装置短停开工后进行测试验证,通过对比2号汽油分馏塔(C-103)的设计参数,优化调整并固化该塔的裂解气负荷与塔中部回流、汽油回流量的关系,确保了急冷油黏度和急冷水品质稳定受控。通过裂解炉运行模式攻关,快速实现了乙烯装置节能降耗的目标。

乙炔选择加氢反应中碳化钯的动态精细调控: 气氛和氧化锌助剂的作用

碳化钯通常被认为是乙炔选择加氢反应中原位生成的活性相,其生成有助于抑制次表面非选择性的氢化钯物种,从而实现高选择性乙炔加氢制乙烯的目标.次表面上碳化钯和氢化钯物种之间的竞争很大程度上决定了乙炔加氢反应的选择性.然而,由于实际反应环境的复杂性,反应环境下的两种物种之间的动态转化过程和竞争关系尚不清晰.特别是,反应环境(比如氢气组分)对碳化钯物种的调控机制仍不明确,也使得对碳化钯活性物种的精准调控变得困难.此外,氧化锌助剂作为乙炔选择加氢反应中最常用的助剂之一,存在典型的金属-氧化物界面相互作用,也会对渗碳过程产生重要影响.因此,从动态视角理解碳化钯物种的原位形成过程,对于精准设计和合成高性能乙炔选择加氢钯基催化剂具有重要的科学意义.近年来,先进原位表征光谱技术的不断发展使得从原子、分子层面理解原位过程机制成为可能.本文旨在通过先进的原位表征技术揭示乙炔选择加氢反应中碳化钯物种的动态生成过程,并进一步探究气氛环境、温度、助催化剂等参数对碳化钯物种的动态调控机制,从而为高性能乙炔选择加氢催化剂的精准设计和合成提供有力支撑.原位研究结果表明,在氢气升温还原条件下,空气焙烧后新鲜催化剂中氧化钯相首先转变为氢化钯相;随着还原温度升高,氢化钯相的含氢量逐渐降低.当切换至乙炔选择加氢反应原料气时,氢化钯相迅速分解为金属钯,并随着恒温碳化时间的延长,烃类裂解产生的碳原子逐渐渗入钯的体相,最终形成稳定的碳化钯活性相.通过移除乙炔加氢反应原料气氛中的氢气,考察了反应气中的氢气组分对碳化钯形成的调控机制.实验发现,在仅有乙炔和乙烯存在时,碳化过程仍能发生;而引入少量氢气(体积分数2.2%)后,碳化程度显著增强,C/Pd原子比从0.136提升至0.154.相变机理研究表明,氢气的引入促进了氢化钯物种的形成,并通过晶格扩张作用促进渗碳过程.此外,还研究了氧化锌助剂对原位渗碳过程的影响,揭示了氧化锌助剂对碳化钯的抑制作用.结合原位CO吸附漫反射红外光谱、准原位X射线光电子能谱分析发现,低温氢气还原下Pd-ZnO界面作用促进了微量表面PdZn合金的生成,从而抑制了碳的渗入.这种现象在不含氢气的碳化气氛中尤为显著,碳含量降低一个数量级(C/Pd原子比仅为0.019).在此基础上,通过调节反应条件,实现了对碳化钯物种碳含量的精准调控,并与反应活性关联,揭示了碳化钯含量与乙炔选择加氢反应活性之间的线性关系.电子结构表征和同位素实验进一步表明,Pd-C的电子相互作用促进了向Pd中心原子的电子转移,从而提高了氢气的活化解离能力和乙炔加氢反应活性.综上,本工作原位解析了碳化钯的动态形成过程,阐明了氢气辅助插碳和ZnO抑制插碳的微观机制,实现了碳化钯活性物种的精准调控,揭示了碳化程度与反应活性的线性关系,为高性能乙炔选择加氢催化剂设计提供了参考.

中国石油2023年乙烯业务综述

总结了2023年中国石油乙烯业务的发展情况,包括各乙烯生产企业的乙烯产量、乙烯收率、双烯收率、加工损失率和燃动能耗等指标完成情况,以及原料优化、长周期运行、检修和技改技措工作的完成情况。提出了2024年公司乙烯装置长周期优化运行的重点工作安排。

蒸汽裂解生产乙烯的原料优化选择与配置

目的对国内乙烯裂解原料的优化配置问题进行分析,为炼化企业提质增效提供相关信息和技术参考。方法对乙烷裂解制乙烯投资热进行理性分析后,指出国内蒸汽裂解生产乙烯的原料来源广泛,以石脑油为主,兼及少量低碳烃和低辛烷值油品。阐述了石脑油的分离技术及裂解评价试验对乙烯裂解原料优化的重要作用。对煤基石脑油与石油基裂解原料的物性和裂解性能进行对比分析。结果煤基石脑油中正构烷烃质量分数达到72.83%,其裂解乙烯、丙烯、双烯(乙烯+丙烯)及三烯(双烯+1,3-丁二烯)的收率分别比石油基石脑油高出18.33%~26.27%、5.92%~12.34%、16.50%~21.41%、12.66%~17.53%。煤基石脑油裂解乙烯收率分别比拔头油和油田轻烃高出10.95%和10.74%,双烯收率分别比拔头油和油田轻烃高出4.28%和4.09%,三烯收率分别比拔头油和油田轻烃高出6.89%和6.22%,裂解性能优异。结论立足于国内“富煤、贫油、少气”的能源结构实际,充分发挥炼化一体化优势,积极盘活石油基乙烯裂解原料,对炼油厂副产低碳烃和低辛烷值油品等适合做乙烯裂解原料的烃类,应该合理利用。以煤基石脑油为突破口拓展新的裂解原料来源,是解决国内乙烯裂解原料短缺问题、实现炼化装置提质增效、推动炼化行业高质量发展,保障能源安全和实现乙烯工业可持续发展的有效途径。

甲基离子在裂化反应过程中生成及转化研究

在固定床微型反应器装置上,采用2种活性位点密度不同的MFI分子筛进行1-戊烯催化裂化反应实验,发现二者气相产物组成尤其是氢气和甲烷存在较大差异,进一步引入热裂化反应气体组成进行对比。研究发现:在负氢离子转移反应较强的环境下,甲基离子易发生双聚或与烯烃叠合反应,氢离子也易发生迁移反应;在负氢离子转移反应几乎为零的热裂化反应系统中,甲基自由基则主要与氢自由基结合或者发生夺氢反应生成甲烷。热裂化反应和催化裂化反应过程中甲烷的生成在本质上具有相似性,均源于前身物甲基离子与氢离子的结合。研究结果为调控甲基离子的反应路径提供理论基础,从而达到抑制甲烷生成的目的。

变压吸附分离技术在催化干气乙烯回收中的应用

介绍了深冷分离技术、吸收分离技术和变压吸附分离技术3种催化干气乙烯回收技术。某石化公司炼油结构调整,催化干气产能由15×10^(4) t/a扩至21×10^(4) t/a,考虑变压吸附分离技术操作简单、无需辅助原料,操作条件变化后装置运行能快速平稳,以及综合能耗低等优势,仍继续采用该技术。根据扩能改造设计原则,将原两段法工艺改为一段法工艺,并将同时处于抽空步骤的塔数由2塔增加为3塔,处于吸附步骤的塔数由4塔增加为5塔。结果表明,产品质量相当时,扩能改造后综合能耗降低约14%,运行指标优于改造前。在减少碳排放的背景下,变压吸附分离技术因综合能耗低于其他技术,更具应用优势。

乙烯装置裂解气压缩机吸入带液原因分析及对策

介绍了独山子石化公司1100 kt/a乙烯装置裂解气压缩机吸入管道带液的异常现象,分析了问题产生的原因,并针对裂解气压缩机吸入管道带液现象提出具体的在线缓解措施。分析结果表明,裂解气压缩机吸入管道带液及碱洗塔异常生成黄油的根本原因是裂解气压缩机段间罐及碱洗塔入口分离罐除沫器严重堵塞,致使除沫效率下降,进而导致压缩机吸入带液。故此,通过对裂解气压缩机段间罐除沫器进行整体更换,从根本上解决了压缩机吸入带液及碱洗异常的问题。

乙烯原料组分分离与裂解产物模拟优化

基于某石化公司乙烯装置加工饱和液化石油气、饱和C_(5)原料典型性质与单体烃裂解产物模拟结果,利用Aspen软件设计并优化组分分离流程,对组分分离后原料进行裂解产物模拟分析。结果表明:饱和液化石油气与C_(5)原料主要组分中异丁烷与异戊烷模拟双烯收率明显低于其他组分,与异己烷相比,双烯收率分别低12.26、7.29百分点;原料优化后,饱和液化石油气与C_(5)原料模拟双烯收率分别提高5.40、6.33百分点;脱丙烷塔塔顶产品与脱异丁烷塔塔底产品混合裂解与单独裂解相比,乙烯收率增加0.16百分点,丙烯收率降低0.20百分点,若以双烯收率最大为目标,宜选择单独裂解方案;与运行初期相比,裂解炉运行到第50天时,脱丙烷塔塔顶产品与脱异丁烷塔塔底产品双烯收率分别降低1.13、0.50百分点,脱丙烷塔塔顶产品裂解炉粗管最高表面温度为1098.2℃,满足烧焦要求。

乙烯装置裂解气压缩单元段间后冷器的选型探讨

文章提出了乙烯装置裂解气压缩单元段间后冷器的3种典型选型,即双弓形折流板换热器、X壳型换热器和螺旋折流换热器。结合段间后冷器的工艺特点、流体易结垢特性、传热优化设计、机械清洗要求和投资经济性等对3种选型进行了优劣分析和综合对比,同时根据实际工程设计经验给出了优选推荐的选型次序,为乙烯装置该系统段间后冷器的选型提供了理论依据。

裂解气压缩机推力瓦国产化改造研究

分析裂解气压缩机机组推力瓦温度高原因,提出轴瓦国产化技术改造并实际应用取得成功。裂解气压缩机推力瓦国产化改造成功解决了机组推力瓦温度高、低负荷、进口配件昂贵、采购周期长的问题,降低配件费用,实现关键设备长周期运行,确保装置平稳。

乙烯装置裂解气压缩机组能耗与效率分析

某企业乙烯装置“110万t改扩建”后,裂解气压缩机组出现能耗高、负荷不匹配的问题。针对上述问题,采用实时运行参数计算了裂解气汽轮机的内效率与能耗,并与厂家提供的标准参数进行比较;运用ASPEN PLUS工艺模拟软件计算压缩机做功,从而得出机组机械效率,同时运用“弗留格尔公式”与拟合凝汽器标准曲线分析汽轮机流通面积与凝汽器实时工况。分析结果表明:汽轮机高压部分流通面积减小,内效率下降,使凝汽器实时工况偏离特性曲线,造成机组能耗偏高。

乙炔加氢反应器长周期运行的瓶颈原因分析及对策

独山子石化公司220 kt/a乙烯装置乙炔加氢反应器,设有2个并联反应床层,采用“1开1备”模式。R-401A/B反应器延用的是原厂家A型催化剂,运行周期小于10个月,未达到技术要求的12个月;R-401C/D更换新催化剂后,发现新投用的催化剂在运行期间绿油生产量较之前明显增多,初次运行周期仅为3个月,未达到技术要求的6个月。反应器运行周期短不仅影响乙烯增量,且反应器运行到末期进行切换,系统需要排火炬造成物料损失,因此反应器的长周期运行对装置提质增效及节能降耗有着非常重要的意义。

裂解气压缩机透平油封结焦原因分析及对策

在正常运行过程中,辽阳石化乙烯装置裂解气压缩机透平高低压端轴振动异常波动,通过排查工艺设备等因素,确定油封结焦引起异常振动,在机组检修过程中对高低压端油封结构进行分析,通过在油封处引入隔离氮气,从根本上解决油封结焦问题。

乙烯装置膨胀再压缩机运行问题及对策

膨胀再压缩机是乙烯装置深冷分离的重要组成部分,用于对深冷区尾气的净化和在工艺系统中为冷箱提供冷量,是深冷分离系统运行的核心设备,其长周期稳定运行对乙烯装置降低乙烯损失发挥着至关重要的作用。介绍了乙烯装置膨胀再压缩机的工艺流程及在运行过程中出现的问题。通过对运行问题进行分析,提出了优化改进措施,从而保证膨胀再压缩机系统的稳定运行。

丙烯精馏塔塔釜丙烯含量高的原因分析与优化

220 kt/a乙烯装置丙烯精馏塔随着装置负荷的提高,造成塔釜循环丙烷中丙烯损失达到10%。为减少丙烯精馏塔釜丙烯损失,利用Aspen Plus采用丙烯精馏塔运行数据建立丙烯精馏塔模型,对丙烯精馏塔运行进行模拟分析研究,通过查找模拟数据和实际运行参数偏差点,对丙烯精馏塔进行调整优化,减少了塔釜丙烯损失,实现了丙烯产量增加,达到了提质增效的目的。

罐区伺服液位计通讯接口的冗余配置方式

随着我国石化企业的发展和自动化的进步,工厂对储罐自动计量的要求已不再是原来的单一计量要求,而是进一步扩展到了库存计量、倒罐计量、输送计量、安全监督等方面。作为罐区最重要的液位测量仪表,近几年来大量采用了进口的雷达和伺服液位计,为管理多台液位计,每个厂家都使用各自的通讯协议和通讯接口单元与其上位监控平台通讯。储罐液位计通常为冗余配置,但其通讯接口单元却是冗余环节中较薄弱的环节,大部分罐区多台液位计只配一个通讯单元。文章主要探讨DCS与霍尼韦尔的恩拉福(ENRAF)伺服液位计的通讯接口单位(CIU)之间的冗余配置方式,以期为相关人员提供参考。

Towards the insights into the deactivation behavior of acetylene hydrogenation catalyst

A series of model catalysts were obtained by treating commercial fresh and spent catalysts unloaded from the factory with different methods, including green oil dipping, extraction and high-temperature regeneration;finally, the deactivation behavior of the commercial catalyst for acetylene hydrogenation were studied. The influence of various possible deactivation factors on the catalytic performance was elucidated via detailed structural characterization, surface composition analysis, and activity evaluation.The results showed that green oil, carbon deposit and sintering of active metal were the main reasons for deactivation, among which green oil and carbon deposit led to rapid deactivation, while the activity could be recovered after regeneration by high-temperature calcination. The sintering of active metal components was attributed to the high-temperature regeneration in hydrothermal conditions, which was slow but irreversible and accounted for permanent deactivation. Thus, optimizing the regeneration is expected to extend the service life of the commercial catalyst.