C_8芳烃异构化催化剂的应用进展

概述了目前世界范围内C_8芳烃异构化催化剂的应用进展情况,分析了乙苯脱烷基型和乙苯转化型异构化催化剂的性能指标,指出了工业生产中异构化催化剂的类型选择是对装置原料组成、产品分布、上下游衔接、市场需求和扩能改造等多种因素的综合考量过程。     

二甲苯异构化催化剂性能对芳烃联合装置运行的影响

采用迭代分析算法,对比分析不同工艺运行条件下催化剂性能对芳烃联合装置运行的影响。通过调整二甲苯异构化反应器操作条件,控制催化剂处于不同性能,考察了催化剂异构化活性、乙苯转化能力以及产物收率等性能指标对芳烃联合装置回路的影响程度。计算结果表明,新鲜原料的组成对装置的收率、负荷等运行参数的影响最大,歧化料普遍优于重整料,转化型工艺适应原料能力较强,脱烷基型工艺则应首选歧化料。脱烷基型工艺回路更稳定,催化剂的异构化活性、乙苯转化能力以及产物收率对回路迭代结果的影响均很小,在所考察的范围内,回路波动幅度均低于3%。转化型工艺受催化剂乙苯转化能力的影响更大,装置各项参数约有8%左右的波动,而异构化活性的波动幅度只有3%左右。     

低铂脱乙基型C_8芳烃异构化催化剂的工业应用

介绍了中国石化石油化工科学研究院开发的降低贵金属Pt负载量的SKI-110乙苯脱乙基型C8芳烃异构化催化剂的工业应用情况。结果表明,降低Pt含量后,SKI-110催化剂的对二甲苯异构化率达到23.04%,单程乙苯转化率达到70.40%,单程二甲苯收率大于98%。该催化剂满足工业装置产品需求、有效降低对二甲苯生产成本,实现了联合装置操作中降低能耗的目标。     

C8芳烃异构化技术的选择研究

阐述了乙苯脱乙基型和乙苯转化型C8芳烃异构化催化剂在反应活性、工艺条件、产品分布和处理量等方面的技术特点，结合上海石化新建600 kt/a芳烃联合装置项目情况，从催化剂的性能、联合装置物料平衡的测算结果、对二甲苯产出率等方面对不同技术路线进行了比较分析，在充分考虑原料特点的前提下，确定上海石化新建芳烃联合装置选择使用脱乙基型C8芳烃异构化催化剂。经济分析结果表明，所选技术路线具有装置投资省、目标产品生产成本相对较低的特点。     

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。     

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。     

芳烃联合装置中异构化方案的比选

异构化装置对于提高芳烃联合装置的经济效益具有很大的影响,针对异构化单元采用乙苯脱烷基和乙苯异构方案进行了初步的理论分析,并通过某炼厂芳烃联合装置的比较加以验证。研究表明,芳烃联合装置采用乙苯异构化方案可以提高PX的产量,但是投资和能耗较高;采用乙苯脱烷基方案各装置规模缩小,公用工程消耗降低,但是目标产品PX产量减少,副产一部分苯。当苯和二甲苯的差价较小时,乙苯脱烷基方案的经济效益比较好。     

2.4Mt/a芳烃联合装置的设计及运行总结

介绍了某公司2.4 Mt/a芳烃联合装置的设计和运行情况。设计过程中,应用了新工艺、新设备,充分考虑了热联合以及大型化装置的经济性、安全性和灵活性。芳烃联合装置包括芳烃抽提装置、歧化装置和对二甲苯装置,芳烃抽提装置采用ED Sulfolane工艺;歧化装置采用Tatoray工艺和TA-32催化剂;对二甲苯装置采用LD Parex工艺和ADS-50吸附剂及甲苯解吸剂,异构化单元采用Isomar工艺及I-500乙苯脱烷基型催化剂。先进的工艺和催化剂、新设备以及热联合等的应用,使该装置对二甲苯的收率和能耗均达到国际先进水平,每吨对二甲苯的设计能耗低至6 981 MJ,装置占地面积仅为991.8 dam²。同时,对投产中出现的芳烃溴指数高、管线振动等问题进行了分析。     

硅-金属氧化物改性ZSM-5分子筛对碳八芳烃异构化反应性能的影响

采用硅-金属氧化物对ZSM-5分子筛的结构与酸性进行了组合改性,制备出高选择性碳八芳烃脱烷基异构化催化剂,利用X射线衍射法、氨气吸附-程序升温脱附法等对制备催化剂的性质进行了表征,考察了氧化硅、氧化镁、氧化镧的负载量对碳八芳烃脱烷基型异构化反应中乙苯转化率、二甲苯收率、异构化率等的影响。结果表明:负载物均未影响改性ZSM-5分子筛催化剂的晶型结构,且分散均匀;金属氧化物的加入有助于调节催化剂的酸量,同时可降低催化剂表观活化能,使反应更易进行,降低芳烃损失;当氧化硅、氧化镁负载质量分数分别为2.5%,1.0%时,异构化反应中的二甲苯收率、异构化率、乙苯转化率依次为97.4%,24.4%,78.3%,改性催化剂综合性能最优。     

乙苯脱烷基型碳八芳烃异构化催化剂工业侧线实验

选用异构化反应原料,在反应温度为375℃,反应压力为1.6 MPa,质量空速为8 h-1,氢气/异构化反应原料（摩尔比）为4的条件下,对乙苯脱烷基型C8芳烃异构化催化剂进行了工业侧线实验,同时对再生催化剂的性能进行了评价。结果表明:在上述最佳评价条件下,二甲苯异构化率达到23.5%,乙苯转化率大于60%,二甲苯收率大于97%,催化剂性能良好;采用原位烧焦法对催化剂进行再生,再生催化剂具有较高的乙苯转化率与二甲苯异构化率,芳烃损失率较低。     

SKI-210脱乙基型C8芳烃异构化催化剂的工业应用

SKI-210脱乙基型C₈芳烃异构化催化剂在中国石化上海石油化工股份有限公司大型芳烃联合装置中实施了首次工业应用。催化剂生产过程可控,成品质量稳定,应用开工顺利,运行状况良好。性能考核结果表明,催化剂二甲苯异构化活性达到23.53%,乙苯转化率达到68.33%,单程二甲苯损失率为1.37%,性能达到合同要求,满足用户生产需求。与上一代催化剂比较,SKI-210催化剂的活性和选择性同时得到提高,实现了催化性能整体技术进步。     

芳烃增产技术研究进展

综述了芳烃增产技术。其中重整工艺包括催化剂改进、芳烃联合装置一体化、原料范围扩大;甲苯歧化与烷基转移包括PXMax和STDP工艺、Px—PlusXP工艺、Detol工艺、s—TDT工艺等;芳烃异构化包括XyMax工艺、乙基苯异构化工艺、Isomar—Parex工艺等;轻烃芳构化包括ParamaX石脑油芳构化工艺、Cyclar液化气芳构化工艺、甲烷芳构化工艺等;芳烃增产还包括甲醇制芳烃技术。     

脱乙基型C_8芳烃异构化技术的研发进展及应用

综述了脱乙基型C8芳烃异构化催化剂及工艺技术的研发进展和应用现状,基于各专利商开发的脱乙基型催化剂的性能和应用分析认为,这一类型的催化剂具有适于高空速、低氢烃比下使用的工艺特点和异构化活性高、乙苯转化能力强的性能特征;同时发现,因装置能力和运行能耗等方面的优势,近十年来,该类型催化剂的市场占有率逐步增加,得到更多用户重视。     

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初期反应温度和压力较低,具备长周期平稳运行潜力。     

RIC-200型C8芳烃异构化催化剂在国产化芳烃装置的工业应用

介绍了RIC-200型C8芳烃异构化催化剂在中国石化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的工业应用情况。该芳烃联合装置全部采用国产化技术,RIC-200型催化剂首次应用在国产化异构化工艺中。工业应用结果表明：芳烃联合装置国产化工艺合理,RIC-200催化剂的异构化活性高,生成率为22..86％,乙苯转化率为27.40%,单程C8芳烃损失率为2.28％,表明RIC-200催化剂具有优良的活性和选择性,装置在110%的较高负荷下,可以满足多产对二甲苯的要求。     

乙苯和对二甲苯在ZSM-5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不同硅铝比ZSM-5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。GCMC模拟结果表明：在不同硅铝比ZSM-5上乙苯的吸附能均高于对二甲苯,乙苯和对二甲苯的吸附位在两种孔道的交叉处,随Al含量的增加,吸附状态多样化;温度623 K下,压力在200 kPa左右时吸附量已达到平稳。催化反应评价结果表明,乙苯生成苯的反应比对二甲苯生成甲苯的反应更容易进行,与吸附扩散的规律一致。     

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：金属铂分散度在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，氨脱附温度在350～450 ℃ 时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C8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C8非芳烃含量，可有效提高反应产物中的对二甲苯含量。     

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。