一种MTW结构分子筛的合成及其二甲苯异构化反应性能

采用类似五元环中间体结构的烷基吡咯烷为模板剂,通过动态水热法在不同碱度比和硅铝比条件下合成了一种具有MTW拓扑结构的分子筛(LMTW),通过XRD、N_(2)吸附-脱附、SEM、Py-FTIR和电子晶体学等方法对分子筛的结构进行表征。以该分子筛为酸性组分,负载铂制备了转化型二甲苯异构化双功能催化剂(Pt/LMTW),使用微型活塞流反应器对催化剂的反应性能进行评价,并与Pt/REI-430催化剂的性能进行比较。实验结果表明,合成的LMTW分子筛具有和MTW分子筛一致的特征峰及相似的晶胞参数,合成过程中的碱度比和硅铝比会影响分子筛的孔道结构、比表面积及酸性等。与Pt/REI-430催化剂相比,制备的Pt/LMTW催化剂用于二甲苯异构化反应具有优异的性能。

水热处理ZSM-5沸石对乙苯转化型二甲苯异构化催化剂性能的影响

对ZSM-5沸石进行水热处理,将其按一定比例与丝光沸石复配制备了乙苯转化型二甲苯异构化催化剂(简称MZ催化剂);在连续流动固定床反应器中评价了MZ催化剂的异构化性能;考察了ZSM-5沸石的水热处理温度、处理时间和水蒸气用量对MZ催化剂异构化性能的影响。实验结果表明,较适宜的水热处理条件为:温度450～500℃,时间4～6 h,水蒸气用量18～36 g/h。在该条件下水热处理的ZSM-5沸石制备的MZ催化剂,在反应温度370℃、压力0.60 MPa、重时空速3.5 h^(-1)、n(H_2):n(原料油)为5.0的反应条件下,异构化活性达23%以上,乙苯转化率保持在38%左右,C_8芳烃收率在96%以上。

C_8芳烃异构化催化剂在大型装置上的工业应用

介绍了中国石化石油化工科学研究院开发的新一代C8芳烃异构化催化剂RIC-200在中国石化扬子石化公司芳烃厂2#大型芳烃联合装置上的工业应用情况。工业应用标定结果表明,RIC-200催化剂具有活性高、选择性高和开工过程简单的特点。在重时空速4.0 h-1的条件下,RIC-200催化剂的标定结果为异构化活性23.10%、乙苯转化率32.76%、C8芳烃收率98.06%。与国内外同类催化剂相比,RIC-200催化剂具有乙苯转化能力强、C8芳烃收率高和增产对二甲苯显著的优势。

双功能催化剂中金属铂对乙苯异构化反应的影响

以丝光沸石为催化剂的酸性组元,制备了负载铂的C_8芳烃异构化双功能催化剂;在连续流动临氢微型固定床反应装置上考察了双功能催化剂中金属铂对乙苯异构化反应的影响,着重考察了金属铂的负载量、负载方式、分散度以及铂负载量与酸量的匹配等因素对催化剂性能的影响。实验结果表明,随铂负载量的增加,乙苯转化率增大,异构化选择性先增大后减小,在铂质量分数为0.45%时达到最大值;在催化剂的酸量一定时,铂负载量有一适宜的范围,即适宜的铂原子数量与酸性中心数量的比值(Nm/Na值),对于硅铝比为11.1的丝光沸石,适宜的铂负载量为0.30%～0.45%,,当Nm/Na值为0.26时,异构化选择性最大;与铂络合物离子交换法相比,浸渍法制备的催化剂性能较好;铂分散度在50%～70%时,催化剂的综合性能较好。

新型C_8芳烃异构化催化剂性能考察

在实验室考察了新型C8芳烃异构化催化剂RIC-200的性能随工艺条件变化的规律,并在工业装置上与SKI-400催化剂的性能进行对比。结果表明:工业装置上RIC-200催化剂的性能随工艺条件变化的趋势符合实验室研究的规律;具有提温速率慢、反应压力升高不仅可以使乙苯转化率增加同时也可以使异构化活性增强、氢烃比低和氢耗低、C8芳烃收率稳定的特点。新型RIC-200催化剂对工艺条件的适应性好。

用裂解加氢汽油抽余油增产芳烃

利用小型临氢装置对裂解加氢汽油抽余油掺兑二甲苯异构化原料的反应进行了研究,考察了正常异构化原料、配制模拟油和抽余油在二甲苯异构化催化剂上的反应性能,进行了工艺条件和稳定性实验,并对简化工艺进行模拟核算。实验结果表明,环烷烃可以在二甲苯异构化催化剂上脱氢转化为芳烃,为抽余油的利用提供了新途径。

对二乙苯生产技术评述

介绍了对二乙苯市场需求情况、生产技术现状及其最新研究成果,重点评述了乙苯-乙烯烷基化法、乙苯-乙醇烷基化法、乙苯歧化法、吸附分离法及吸附分离-异构化法等已经工业化的对二乙苯生产技术。通过对比分析,认为吸附分离-异构化法生产过程无副产物间二乙苯和邻二乙苯采出,生产成本最低,是生产对二乙苯最为经济有效的方法。

C_8芳烃异构化技术应用优化分析

针对芳烃联合装置中的C_8芳烃异构化催化剂及工艺技术,重点从催化剂类型的选择、苛刻工况条件下的应对策略、运行工艺参数的优化调整、工艺组合的技术效果等方面进行了分析和讨论,旨在完善以催化剂为核心的C_8芳烃异构化单元技术在芳烃联合装置操作中的应用方法。通过阐述各种工况条件下C_8芳烃异构化催化剂的活性、选择性、稳定性与工艺参数控制和应用技术效果之间的关系,进一步明确了实际应用过程中的调整方向,并针对性地提出了优化节能措施和建议。

RIC-200转化型二甲苯异构化催化剂的工业应用

介绍了中国石化天津分公司1#芳烃联合装置采用中国石化石油化工科学研究院开发的新型RIC-200转化型二甲苯异构化催化剂的工业应用情况。工业应用结果表明,RIC-200催化剂具有采用还原态、开工过程不需要注硫钝化、装置首次开工时间短、操作风险低等特点;将装置原来采用的SKI-400催化剂换装为RIC-200催化剂后,对二甲苯增产显著,副产物明显减少。与国内外同类催化剂相比,RIC-200催化剂的性能明显优于SKI-400催化剂,达到国外同类OPARIS PLUS催化剂的先进水平。

影响乙苯异构化催化剂性能的因素研究

针对乙苯转化为二甲苯反应过程开展研究,考察了催化剂的金属分散度、载体物化性质、B酸强度等因素对乙苯异构化反应的影响。结果表明:金属铂分散度为7.1%时,乙苯转化能力达到最佳;载体颗粒大小对金属分散影响较大,随着载体颗粒变小,金属分散度提高,乙苯转化率上升;不同结构分子筛的乙苯转化能力不同,氨脱附温度为350~450℃时的B酸量增多,乙苯转化率提高。基于上述研究,中国石化石油化工科学研究院研制开发了RIC-270新型C_8芳烃异构化催化剂,工业应用结果表明,与原RIC-200催化剂相比,RIC-270催化剂的乙苯转化能力明显提高,乙苯转化平衡达成率达到81.7%,并维持较低的C_8非芳烃含量,可有效提高反应产物中的对二甲苯含量。

新型二甲苯异构化催化剂RIC-270的工业应用

新型二甲苯异构化催化剂RIC-270是由中国石化石油化工科学研究院在RIC-200催化剂的基础上研制开发的,异构化活性、乙苯转化率和稳定性有所提高。RIC-270催化剂于2016年10月在中国石化天津分公司化工部大芳烃装置上进行工业应用,采用密相装填,催化剂上部采用新型软质密封材料RKJ-1型导流帽罩替代原不锈钢材质的折流挡板。工业标定数据表明,RIC-270催化剂在保持高异构化活性的前提下,乙苯转化能力明显提高,乙苯平衡达成率达80%以上,C_8芳烃损失仅为2.2%,说明RIC-270催化剂的性能有新的突破,密相装填和RKJ-1型导流帽罩效果良好。

RIC-270型C8芳烃异构化催化剂的工业应用性能特点

介绍了中国石化石油化工科学研究院研制开发的RIC-270乙苯转化型C8芳烃异构化催化剂的特点。结合在中国石化扬子石油化工有限公司2号对二甲苯装置的工业应用情况,分析了RIC-270催化剂对该对二甲苯装置高乙苯原料的适应性。应用结果表明:RIC-270型催化剂异构化活性(对二甲苯二甲苯质量比)达到23.3%以上,乙苯转化率达到36.5%,C8芳环损失率为1.7%。RIC-270型催化剂在高负荷、高转化率的苛刻操作条件下,平均C8芳烃损失率为2.5%,提温和提压速率低,具有高活性和选择性、良好的稳定性,产生的经济效益显著。

RIC-200型二甲苯异构化催化剂再生性能

RIC-200型二甲苯异构化催化剂2010年9月在中国石油化工股份有限公司天津分公司芳烃联合装置上首次工业应用,催化剂的异构化活性为23.6%,乙苯转化率为21.5%,C8芳烃损失质量分数2.67%。连续运转45个月,需对催化剂进行再生。RIC-200型催化剂的首次工业再生采用低氧氮气分步烧焦法。结果表明,催化剂上积炭去除干净,再生催化剂的初始异构化活性为23.7%,乙苯转化率为30.4%,活性恢复良好。调整稳定后,C8芳烃损失质量分数2.2%,选择性良好,表明RIC-200型催化剂具有良好的再生性能。

丝光沸石的酸性对乙苯异构化反应的影响

在微型连续流动固定床反应器上,以乙苯为原料,考察C_8芳烃异构化双功能催化剂中丝光沸石的酸性对乙苯异构化反应的影响,着重考察了丝光沸石的硅铝比、Na^+交换度和含量等对乙苯转化反应的影响;对载体预处理进行了研究,考察了氨处理和化学改性对乙苯异构化反应的影响。实验结果表明,随丝光沸石的硅锅比、Na^+交换度和含量的增大,乙苯转化率增加;但异构化选择性随硅铝比的增大而降低,随Na^+交换度和丝光沸石含量的增大先增加后下降,在一定酸性时出现峰值;适宜的硅铝比约为11,适宜的Na^+交换度约为80%,适宜的丝光沸石质量分数为30%～40%。总体上,化学改性方法可降低副反应程度,但对主反应的影响也较大;氨处理氢型载体的方法则可在降低副反应的同时,保持较高的活性,且选择性有所提高。

乙苯和对二甲苯在EUO分子筛上吸附的蒙特卡罗模拟

采用巨正则统计系综蒙特卡罗模拟方法研究了高温条件下,乙苯和对二甲苯在4种不同硅铝比EUO分子筛上的吸附行为,并结合工业样品的催化反应进行了验证。结果表明:对二甲苯在EUO分子筛内的吸附能略高于乙苯,对二甲苯主要吸附在直孔道内,而乙苯更多地吸附在侧笼内;Al原子产生的B酸位对吸附质的扩散具有阻滞作用,导致对二甲苯的吸附等温线出现更多的阶梯平台;在反应过程中,积炭导致的堵孔对对二甲苯的扩散影响更大,因此,副产物甲苯的生成比乙苯的转化衰减更快。

二甲苯异构化催化剂再生后的运行性能分析

结合RIC-200二甲苯异构化催化剂在工业装置上的运转情况,介绍了二甲苯异构化催化剂的再生过程及再生后的异构化反应工艺条件,并对再生后催化剂的运行性能进行了分析。结果表明:再生过程采取低氧分段烧焦,催化剂再生性能恢复较好;与采用新鲜催化剂时相比,在投料阶段,采用再生催化剂时进料组成中乙苯组分质量分数提高5.3%,最大温升下降12℃;在反应初期阶段,采用再生催化剂时反应温度降低了18℃,高压分离器压力降低了0.27 MPa,异构化活性提高了0.4%,乙苯转化率提高了6.2%,C8芳烃收率基本一致;在长周期运行阶段,维持相同的异构化活性,采用再生催化剂时乙苯转化率下降18.5%,C8芳烃收率下降0.5%。

二甲苯异构化工业过程中副反应的控制

以海南炼油化工有限公司600 kt/a对二甲苯大型国产化芳烃联合装置中的RIC-200型C8芳烃异构化催化剂的工业应用数据为基础,对乙苯转化型二甲苯异构化过程中的副反应进行了分析,并提出了工业装置上控制二甲苯异构化副反应的操作方法。分析结果表明,在二甲苯异构化催化剂上,副反应的发生与催化剂的酸性功能和操作条件密切相关。大部分副反应主要是由乙苯的转化过程引起的,优化反应温度与压力的匹配、控制适宜的乙苯转化程度是减少副反应的关键。

C8芳烃异构化催化剂RIC-270的应用特点

新型RIC-270催化剂是由中国石化石油化工科学研究院开发的新一代二甲苯异构化催化剂,其活性、选择性和稳定性均较上一代催化剂有所提高。RIC-270催化剂于2020年1月在中国石化金陵分公司芳烃联合装置上进行工业应用,采用密相装填技术,催化剂上部采用新型RKJ-1软质导流帽罩替代折流挡板。工业应用结果表明:RIC-270催化剂初期应用的异构化活性(对二甲苯/二甲苯质量比)达到23.2%,乙苯转化率为30%,C8芳烃损失为2.4%。RIC-270催化剂初期反应温度和压力较低,具备长周期平稳运行潜力。

芳烃联合装置C8芳烃异构化催化剂的应用对比

介绍了RIC-200和RIC-270两种C8芳烃异构化催化剂在中国石化海南炼油化工有限公司两套采用国内自主技术建设的芳烃联合装置上的工业应用情况。通过对比两种催化剂的装填、干燥、投料开车等过程以及装置的运转和标定结果,分析两种催化剂的性能特点。结果表明,与RIC-200催化剂相比,RIC-270催化剂在异构化活性和乙苯转化率上有明显的提升,可使装置多产对二甲苯。

二甲苯异构化催化剂RIC-200长周期运行分析

二甲苯异构化催化剂的稳定性对装置长周期稳定运行起到关键作用。影响二甲苯异构化催化剂寿命的主要因素包括催化剂性能、原料性质、再生、工艺条件和装置稳定性。结合中国石化海南炼油化工有限公司一期芳烃装置长周期运转情况,对RIC-200催化剂性能稳定性进行了分析,催化剂初始活性高、原料杂质控制好、再生烧焦过程平稳、工艺参数调整合理等有助于提高催化剂稳定性。提出了延长二甲苯异构化催化剂使用寿命的建议,为提高芳烃联合装置长周期稳定运行提供借鉴。