GS-12催化剂在DFSH苯乙烯装置的应用

王兵兵

中海油东方石化有限责任公司　海南　东方　572600

摘要：乙苯脱氢反应是乙苯/苯乙烯装置的核心单元。乙苯脱氢反应器使用的脱氢催化剂直接决定了装置的产能及经济利益。本文介绍了DFSH乙苯/苯乙烯装置的简要流程，介绍GS-12催化剂在本装置使用33个月的应用数据、性能，以及对装置的能耗、物耗、经济性能的分析。解析本装置的重要工艺操作数据和生产操作经验。

关键词：苯乙烯　乙苯脱氢反应器　催化剂　水比　转化率　选择性　能耗

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＧＳ－１２　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｉｎ　ＤＦＳＨ　ｓｔｙｒｅｎｅ　ｐｌａｎｔ

Wang Bingbing

CNOOC Dongfang Petrochemical Co.，Ltd.，Dongfang 572600，China

Abstract：Ethylbenzene dehydrogenation is the core unit in ethylbenzene/styrene plant. The dehydrogenation catalyst used in ethylbenzene dehydrogenation reactor directly determines the capacity and economic benefits of the plant. The process of DFSH ethyl benzene/styrene plant is introduced in this paper along with the performance and properties of GS-12 catalyst applied in this plant for 33 months，the energy and material consumptions，and the analysis of economic performance are presented as well. The key parameters and experience of process operation in this plant are analyzed.

Keywords：styrene；ethylbenzene dehydrogenation reactor；catalyst；water ratio conversion rate；selectivity；energy consumption

1　装置概述

DFSH苯乙烯装置设计规模为12万t/a（100%负荷时操作时间按8000h计），装置按三年一大检修考虑，装置设计负荷弹性60%～110%，同时还包括与装置配套的中间罐区、公用工程等。及压差比较显示，反应器开工以来压力相对稳定，压升速率较为缓慢，虽然装置在运行过程中出现过多次的停工处理，但未对反应器的床层压差造成大的影响。催化剂保持良好的性能及平稳的压降使装置的凝液汽提系统操作非常稳定，汽提凝液系统的机泵过滤网、凝液过滤器清理切换频次低，聚合物少。GS-12催化剂在DFSH苯乙烯装置运行周期下反应产物中乙苯和苯乙烯含量趋势见图1~2。根据图1和图2反应产物中乙苯和苯乙烯含量趋势表明，在催化剂整个周期运行的过程中，两个反应器的的转化率相对稳定，说明R3001/3002反应器入口温度、脱氢单元压力、R3001/3002反应器水比控制较为合理。2　GS-12脱氢催化剂的应用

DFSH乙苯/苯乙烯装置于2015年2月使用GS-12脱氢催化剂，运行时间33个月。2.1　GS-12脱氢催化剂的规格

DFSH脱氢反应单元催化剂采用中石化上海石油化工研究院研发、中石化催化剂上海分公司制造的催化剂GS-12。GS-12催化剂规格见表1。2.2　脱氢反应器操作参数及运行性能

表2中GS-12催化剂在DFSH苯乙烯脱氢单元33个月的运行周期内提温速率缓慢，末期运行有较大的提温空间。目前R3001/3002反应器入口温度为618/620℃，整个运行周期反应器入口提温速率为0.75/0.68℃。表3中在相同负荷不同运行周期下的脱氢反应器数据比较显示，R3001、R3002两个反应器的入口温度提升的速率相对比较缓慢，乙苯转化率、苯乙烯总选择性相对稳定，说明反应效果及催化剂活性很好。表4中在相同负荷不同运行周期下反应器进出口压力3　GS-12脱氢催化剂末期使用数据

GS-12催化剂在DFSH苯乙烯装置的设计运行周期为24个月，截至2017年2月底，催化剂已超过两年时间，但R3001/3002反应器入口温度只有612/617℃。DFSH经过2017年4月、5月装置首次大检修后，调整脱氢单元操作，乙苯进料量维持在22.4t/h，反应水比控制在1.43，反应器R3001/3002入口温度缓慢提至618/620℃，反应器R3001/3002床层压差缓慢升至11.2/12.4kPa(A)。装置大检修开工后平稳运行至2017年12月底，已有7个月，从催化剂各项运行数据分析得到，乙苯转化率、苯乙烯总选择性表1　GS-12催化剂规格

型号GS-12

制造厂外观尺寸（粒径/长度）比表面积(m2·g-1)堆积密度/(kg·Ｌ-1)中国石化催化剂上海红褐色圆柱3mm/5～8mm3±1㎡/g1.25～1.35

分公司体

抗压碎强度/(kg·m-1)催化剂使用寿命≥2.0

2年

表2　整个运行周期不同阶段脱氢反应器温度数据 ℃

数据项目R3001入口温度R3002入口温度

2015-03-05592.4597.6

2016-06-25602.2607.7

2017-07-07611.7616.8

2017-12-31618620

平均温升0.750.68

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工业、生产表3　相同负荷不同运行周期下的反应器温度操作数据比较

项目乙苯进料量/(t·h-1）水比R3001入口温度/℃R3001床层温度/℃R3001出口温度/℃R3002入口温度/℃R3002床层温度/℃R3002出口温度/℃乙苯总转化率，%苯乙烯总选择性，%2015-03-0620.51.41592.2523.1517.7597.6548.9546.765.4297.221.38602.2531527.8611.7562.2558.263.8796.681.42611.7537.4526.2616.7567.2563.461.2496.172016-06-252017-07-072015-06-17231.37591.5527.1524.9594.8549.5546.565.4797.181.42610.5531.4527.5613.65.3560.863.86.692016-06-182018年第6期2017-01-191.42611.6535.3525.3617.8568.65.462.56.12表4　相同负荷不同运行周期下的反应器压力操作数据比较

项目乙苯进料量/(t·h-1）R3001入口压力/（kPa（A）R3001出口压力/（kPa（A）R3001床层压差/（kPa（A）R3002出口温度/（kPa（A）R3001入口压力/（kPa（A）R3001出口压力/（kPa（A）2015-03-0620.538.336.81.5546.733.331.4.742.42.3558.240.835.252.544.87.7563.444.3362016-06-252017-07-072015-06-0172343.941.32.6546.534.832.845.843.42.4560.840.735.850.344.85.85.44334.62016-06-182017-01-19图1　反应产物中乙苯含量趋势 　　　　　　 图2　反应产物中苯乙烯含量趋势

控制相对平稳，在乙苯进料量、水比不变的情况下通过提升控制反应器入口温度使催化剂保持着良好的性能，给苯乙烯装置带来很客观的经济效益。的压差在整个运行过程中非常稳定，保障了脱氢催化剂在长周期运行的高活性，同时为DFSH苯乙烯装置创造更客观的经济效益。4　结束语

GS-12脱氢催化剂良好的使用性能和使用寿命保障了DFSH苯乙烯装置的长周期运行，为公司创造可观的经济效益。在本装置33个月的长周期运行中，催化剂的各项技术指标达到设计的要求，在装置多次波动及停工的运行条件下，催化剂仍保持良好的性能，反应器入口温度及床层参考文献

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