国内外二甲苯异构化催化剂性能的比较
石
・１９０・
油化工
ＰＥＴＲＯＣＨＥＭｌＣＡＬＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１２年第４１卷第２期
国内外二甲苯异构化催化剂性能的比较
于深波，侯强
（中国石化天津分公司，天津３００２７０）
［摘要］通过对中国石化天津分公司芳烃联合装置条件一致性的考察．对所使用的国内外二甲苯异构化催化剂的性能进行了对比。丁二业运转数据表明，国内的新一代乙苯转化型异构化催化剂ＲＩＣ一２００的活性和选择性比国内ＳＫＩ－４００系列催化剂均有大幅度的提高，二甲苯异构化率（即反应产物中对二甲苯在总二甲苯中的质量分数）大于２３％．与国外的ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂性能相当；而乙苯转化率和ｃ。烃收率分别为２２．３％和９７．６４％。略高于ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂。说明ＲＩＣ－２００催化剂的性能已达到国际先进水平。采用ＲＩＣ一２００催化剂，对二甲苯产量显著增加，装置的经济效益明显提高。［关键词］芳烃联合装置；二甲苯异构化催化剂；对二甲苯
［文章编号］１０００—８１４４（２０１２）０２—０１９０—０４【中国分类号］ＴＱ２４１．１３［文献标识码］Ａ
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎＢｅｔｗｅｅｎＤｏｍｅｓｔｉｃａｎｄＯｖｅｒｓｅａＸｙｌｅｎｅＩｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＣａｔａｌｙｓｔｓ
鼢Ｓｈｅｎｂｏ．ＨｏｕＱｉａｎｇ
（ＳＩＮＯＰＥＣｒａｎｊｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｒ！∞ｒａｆｉｏｎＢｒａｅｈ，ａ＇ｎｎｊｉｎ３００２７０，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄ
ｏｖｅｒｓｅａ
ｃａｔａｌｙｓｔｓｉｎｘｙｌｅｎｅｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｉｎｔｈｅａｒｏｍａｔｉｃｓｃｏｍｐｌｅｘｐｌａｎｔｏｆＴｉａｎｊｉｎ
ＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．１１１ｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
ｏｐｅｒａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆＲＩＣ－２００ｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＳＫＩ．．４００ａｎｄｔｈｅｉｓｏｍｅｆｉｚａｔｉｏｎｗａｓ
ａｃｔｉｖｉｔｙ（ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｐ・・ｘｙｌｅｎｅｉｎｔｈｅｔｏｔａｌｘｙｌｅｎｅｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓ）
ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ２３％．Ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ
ＳＫＩ－４００ｃａｔａｌｙｓｔ
ｉｎｔｈｅｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｗａｓｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｗｉｔｈｔｈｅ
ｏｖｅｒｓｅａｃａｔａｌｙｓｔＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ，ｂｕｔｂｏｔｈｔｈｅｅｈｔｙｌｂｅｎｚｅｎｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄｔｈｅＣｓｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｙｉｅｌｄ
ｏｆＲＩＣ一２００ｃａｔａｌｙｓｔＷｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅ
ｏｖｅｒｓｅａ
ｃａｔａｌｙｓｔ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ａｒｏｍａｔｉｃｓｃｏｍｐｌｅｘ
ｐｌａｎｔ；ｘｙｌｅｎｅｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔ；ｐ－ｘｙｌｅｎｅ
芳烃联合装置是指包括预加氢、重整、抽提、歧化、异构化和吸附分离等单元的生产装置，其主要目的产品是对二甲苯，而异构化单元是增产对二甲苯的核心工艺，二甲苯异构化催化剂又是该单元的核心技术¨。７Ｊ。目前，国内的芳烃联合装置主要应用的二甲苯异构化催化剂有两种类型：一是乙苯脱烷基型异构化催化剂，其特点是将原料中的乙苯转化为苯，同时进行二甲苯异构化；二是乙苯转化型异构化催化剂，其特点是将乙苯转化为二甲苯，同时进行二甲苯异构化。
对于乙苯转化型异构化催化剂，近几年国内外发展的较快，都相继推出了新型号的催化剂，性能均有较大的提高悟１６Ｊ。世界上拥有乙苯转化型异构化催化剂技术的公司主要是美国的ＵＯＰ公司、Ｓｈｅｌｌ公司下属的ｚｅｏｌｙｓｔ公司（其技术来源为法国的
ＩＦＰ）和中国石化石油化工科学研究院（ＲＩＰＰ）．代表性催化剂牌号分别为Ｉ一４００，ＯＰＡＲＩＳ
ＰＬＵＳ，
ＳＫＩ一４００，ＲＩＣ一２００。目前，国内的芳烃联合装置使用的乙苯转化型催化剂主要是ＲＩＰＰ的ＳＫＩ一４００系列和ＲＩＣ一２００催化剂以及Ｚｅｏｌｙｓｔ公司的ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂，ＵＯＰ公司的Ｉ一４００催化剂目前在国内还没有工业运转数据。
本工作考察了中国石化天津分公司芳烃联合装置使用二甲苯异构化催化剂的情况，并以该公司
芳烃联合装置的工业运转数据为基础，对国内外几
种二甲苯异构化催化剂的物化性质和反应性能进行
［收稿日期］２０１１一０８—１７；［修改稿日期】２０１ｌ—１２一１３。［作者简介］于深波（１９７３一）。男。河北省献县人，大学，高级
工程师，电话０２２—６３８０５３６６，电邮ｙｍｈｅｎｂｏ．ｔｊｓｈ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃⅢ。
第２期于深波等．国内外二甲苯异构化催化剂性能的比较
了对比。
ｌ异构化工艺流程
中国石化天津分公司拥有两套芳烃联合装置，使用过ＲＩＰＰ的ＳＫＩ一４００和ＳＫＩ一４００Ｂ催化剂，目前使用的为ＲＩＣ一２００和ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂。
ＯＰＡＲＩＳ
ＰＬＵＳ催化剂是国外的新型催化剂，性能优
良；ＲＩＣ一２００催化剂是ＲＩＰＰ最新研制的新一代乙苯转化型异构化催化剂，并在中国石化天津分公司芳烃联合装置上成功进行了工业应用。
芳烃联合装置中异构化单元的工艺流程见图１。其中，异构化单元的进料是吸附分离单元抽余液塔的侧线产品，通过异构化单元进料泵送入。进料与循环氢汇合后，先进入换热器，与反应器出料换热，再进入进料加热炉，加热到规定温度后，进入反应器进行反应，使部分邻、间二甲苯和乙苯转化为接近于平衡组成的Ｃ。芳烃混合物。反应器出料与混合进料换热后，再经空冷式产品冷凝器冷凝，进入高压分离器。在高压分离器中分离为气相和液相，气相从高压分离器顶部出来，进入循环气体压缩机增压，并与补充氢及进料混合后送至反应器；液相（即反应产物）从高压分离器底部出来送入脱庚烷塔。
图１芳烃联合装置中异构化单元工艺流程
Ｆｉｇ．１
Ｘｙｌｅｎｅｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｆｌｏｗｃｈａｌ＇ｔｏｆａｎａｒｏｍａｔｉｃｓｃｏｍｐｌｅｘｐｌａｎｔ．
２异构化反应性能指标的计算
２．１反应活性
反应活性以二甲苯异构化率即反应产物中对二甲苯在总二甲苯中的质量分数（ＰＸ／ＥＸ）和乙苯转化率（ｘ（ＥＢ））表示，计算方法见式（１）和式（２）：
Ｐ）（，∑ｘ＝而丽石ｗ面ｆｆ＇ｘ万）ｖ而×ｌ。。％
Ｘ（ＥＢ）＿（卜篇）×１００％
（１）
㈨
式中，ｗ（Ｐｘ），，ｗ（Ｍｘ），，ｗ（Ｏｘ），分别为反应产物中对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的质量分数，％；
ｗ（髓），为进料中乙苯的质量分数，％；ｗ（ＥＢ）ｐ为反
应产物中乙苯的质量分数．％；，ｌ为反应产物的质
量流量，ｋｇｍ；Ｅ为进料质量流量，蜒ｍ。２．２反应选择性
在二甲苯异构化反应中，由于存在副反应，会造成Ｃ。烃减少。因此，反应选择性可用反应产物
中的ｃ。烃收率（ｒ（ｃ。））表示。ｒ（ｃ。）的计算方法见
式（３）：
ｒ（Ｃ８）＝塑喘筹趑×ｔ慨
（３）
式中，ｗ（ｃ。），为进料中总ｃ。的烃质量分数，％；ｗ（Ｃ。），。为脱庚烷塔顶液相中总Ｃ。烃的质量分
数，％；ｗ（Ｃ。）Ｒ为脱庚烷塔底液相中总Ｃ。烃的质量分数，％；，为进料质量流量，ｋｇ／ｈ；＾为脱庚烷塔顶液相质量流量，ｋｇ／ｈ；Ｅ为脱庚烷塔底液相质
量流量，ｋｇｍ。
计算反应性能指标时，物料质量平衡在１００％±２％范围内的流量数据可采用。正常操作情况下，脱庚烷塔顶液中不会有ｃ。烃存在，式（３）中出现ｃ。烃为理论情况。
３催化剂的性能
３．１催化剂的物性数据
表１列出了几种催化剂的物性数据。从表１可看出，几种催化剂的形状尺寸基本相同，但载体中的沸石种类不同。ＲＩＣ一２００催化剂的强度比ＳＫＩ一４００系列催化剂提高了约５０％，而铂含量则有较大
幅度的降低（约６％），与ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂基本持平。ＲＩＣ一２００催化剂为还原态，因此可简化装置开工过程，节省开工时间。３．２催化剂的标定数据３．２．１标定条件
几种异构化催化剂的标定条件见表２。由表２可看出，在几种异构化催化剂中，ＲＩＣ一２００催化剂的反应温度略高，但温升最小，说明副反应程度较小；氢耗相应也较低，可降低运转成本。与
石
油化
工
２０１２年第４１卷
ＰＥ，ｎ王ＯＣＨＥＭＩＣＡＬＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
ＯＰＡＲＩＳ
ＰＬＵＳ催化剂相比，ＲＩＣ一２００催化剂的反应比明显偏低，可有效降低循环氢流量，节省压缩机能耗。
压力偏低，说明乙苯转化能力较强；氢与烃的摩尔
表１几种异构化催化剂的物性数据
Ｔａｂｌｅ
Ｉｔｅｍ
１
Ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｄａｔａｏｆｓｅｖｅｒａｌｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓ
ＯＰＪ～ＩｕＳＰＬＵＳ
ＳＫＩ－４００
ＳＫＩ－４００Ｂ
ＩＬｌＣ．２００
表２几种异构化催化剂的标定条件
Ｔａｂｌｅ２
Ｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｅｖｅｒａｌｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓ
３．３催化剂的稳定性
催化剂的稳定性是保证催化剂在工业装置中长期平稳运转的一项重要指标，催化剂的稳定性好，可使温度和压力的提升速率较慢，延长催化剂的使用寿命。几种异构化催化剂在标定后６个月内的丁业运转数据见表４。由表４可见，ＲＩＣ一２００催化剂的提温、提压速率与ＯＰＡＲ＿［ＳＰＬＵＳ催化剂基本相当，比ＳＫＩ一４００系列催化剂的提温、提压速率慢，说明ＲＩＣ一２００催化剂的稳定性良好，可长周期运转。由表４还可看出，ＲＩＣ一２００催化剂的Ｃ。芳烃
３．２．２标定结果
几种异构化催化剂的标定结果见表３。
表３几种异构化催化剂的标定结果
Ｔａｂｌｅ３
Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓ
损失最小，而乙苯转化率和二甲苯异构化率最高。因此，在补充相同数量新鲜Ｃ。芳烃的条件下，对二甲苯的产量显著增加，提高了装置的经济效益。
表４几种异构化催化剂的运转数据
Ｔａｂｌｅ４
Ｏｐｅｒａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓ
Ｗ（ＥＢ）：ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｃｉｎｔｈｅｆｅｅｄ；ｘ（ＥＢ）：
ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ；Ｐｘ压ｘ：ｍ酗ｓｆ／ｍｔｉｏｒｌｏｆｐ－ｘｙｌｅｎｅｉｎｔｈｅ
ｔｏｔａｌｘｙｌｅｎｅ：Ｙ（Ｃ１）：ｙｉｅｌｄｏｆＣｓｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ．
由表３可看出，ＲＩＣ一２００催化剂的乙苯转化率最高，说明该催化剂的乙苯转化性能好，二甲苯
异构化率比ｓⅪ一４００系列催化剂提高了至少１．４百分
点，与ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂相当，说明ＲＩＣ一２００催化剂的异构化活性高。Ｃ。烃收率是催化剂的选择性指标。从表３可看出，ＲＩＣ一２００催化剂的Ｃ。烃收率最高，说明其选择性最好。
“Ｃ１）Ｌ：ａｎｌｏｕｎｔｏｆＣ８ｈｙｄｒｏｃ盯ｂｏｎｌｏｓｓ；呱Ｃ８Ａ）Ｌ：ａｍｏｕｎｔｏｆＣｓ
ａｒｏｍａｔｉｃｓ１０５５．
第２期于深波等．国内外二甲苯异构化催化剂性能的比较
［５］ＭｏｒｅａｕＦ．ＡｙｒａｗｌｔＰ，Ｇｅｎｐ
ｃｈａｎｇｅｏｌｌｔｈｅＡｃｉｄｉｃ
ＮＳ，ｅｆ
・１９３・
４结论
（１）对比了国内外几种二甲苯异构化催化剂的性能，其物化性质基本相同，ＲＩＰＰ最新研制的ＲＩＣ一２００催化剂的铂含量比其原来的ＳＫＩ一４００系列催化剂下降了约６％，与国外的ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂基本相当。
（２）对中国石化天津分公司芳烃联合装置条件一致性的考察结果表明，ＲＩＣ一２００催化剂的性能与周外的ＯＰＡＲＩＳＰＬＵＳ催化剂相当，比ＳＫＩ一４００系列催化剂的性能明显提高，二甲苯异构化率提高了约１．４百分点，Ｃ。烃收率提高了约１．５百分点，并保持了较高的乙苯转化率。
（３）工业装置运转数据表明，ＲＩＣ一２００催化剂的性能已达到国际先进水平。在补充相同数量新鲜ｃ。芳烃的条件下，对二甲苯产量显著增加，经济效益明显提高，可迸一步在其他芳烃联合装置上推广使用。
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ｏｌｌ
ｏｆＮａ
Ｅｘｃｈａｎｇｅ
ＴｈｅｉｒＡｃｔｉｖｉｔｙａｎｄＳｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｉｎ
ＥｔｈｙｌｂａｎｚｅｎｅＩｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ【Ｊ］．ＡｐｐｌＣａｔａｌ．Ａ，２００２，２３０
（１／２）：２５３—２６２．
ｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｔｕｄＳｕｒｆＳｃｉＣａｔａｌ，１９８５。加：２６５—２７２．
（编辑安静）
・最新专利文摘・
聚乳酸树脂化合物和含该聚乳酸树脂的添加剂
该专利涉及一种聚乳酸树脂化合物，该化合物具有很好的柔韧性和耐热性。该聚乳酸树脂化合物含有一种聚乳酸和一种分支聚乳酸，其中分支聚乳酸分子中至少含有３个聚乳酸分支链。该树脂化合物因塑化快而具有更好的柔韧性，因结晶快而具有很好的耐热性。该树脂化合物由可回收的资源衍生得到，因此可有效地保护地球环境，防范化石资源耗竭。（Ｂｉｏｂａｓｅ
２０１１一ｌｌ—ｌＯ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）／ＵＳ２０１１０２７５７４９Ａ１，
制备乙烯共聚物的方法
该专利涉及聚乙烯的制备方法。该聚乙烯包括乙烯均聚物和／或乙烯与ｌ一烯烃的共聚物，其相对分子质量分布宽（ＭＪＭ．＝５—３０），密度为０．９２—０．９５５ｇ／ｅｒａ３，重均相对分子质量为５０
０００—５００
０００，支化度（在１０００个碳原子上）为
０．Ｏｌ。２０。制备过程是在至少两种聚合催化剂存在下，在反应温度２０～２００℃、压力０．０５—１ＭＰａ条件下，乙烯与碳原子为３～１２的共聚烯烃聚合。（Ｂａｓｅｌｌ
，ＵＳ
Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｅ
ＧＭＢＨ）
２０１１０２８２０１２Ａｌ，２０儿一１１—１７