金勇（中化天津港石化倉儲有限公司,天津 300452）

原油經過二次加工，可產生干氣，其中，在催化裂化下產生的干氣量較大，為5%左右，干氣的組成主要包括氫氣、甲烷、乙烯等?；旌戏紵N的制得是在固定床反應器和催化劑的雙重作用下產生的。在生產過程中，其收率是最為重要的參數，與企業(yè)的利益直接掛鉤。對影響其收率的因素進行全方位分析，制定科學合理的控制方案，是提高混合芳烴收率的主要手段，同時也是企業(yè)提高經濟效益的重要保障。

1 混合芳反應機理

乙烯等烯烴分子受到催化劑酸性中心的影響，因此產生裂變，從而形成正碳離子，隨后分子進行疊合反應。在催化劑的作用下，不穩(wěn)定的iC8H16組分發(fā)生異構化，從而形成辛烯，具有較強的穩(wěn)定性，或在環(huán)化脫氫反應后，形成單環(huán)芳烴，形成的混合芳烴餾分其研究法辛烷值大于93。如反應深度不同，在經過疊合和異構反應后，不穩(wěn)定的iC8H16組分形成十六烯，在環(huán)化脫氫的作用下，部分形成雙環(huán)芳烴。

在各反應環(huán)節(jié)生成的烯烴等組分，經過活化后，會長時間吸附于催化劑活性中心，如果不能對其馬上進行脫附，則會出現脫氫反應現象，此時，生成的有機物含氫量非常低，長時間的吸附會影響催化劑的作用，失去活性的催化劑再生后，可以將其活性再次恢復。

2 影響混合芳烴收率的因素分析

2.1 原料干氣進料量

通常情況下，進料量大概在1600kg/h左右，混合進料量約為2500kg/h，由于烯烴在干氣中的含量比較高，因此，首先需要利用貧氣，對干氣進行催化裂化處置。催化劑的用量控制在8t作用，空速值要比設計值偏低，約為0.31h-1，在空速值偏低的情況下，物料停留時間長，在此情況下，反應器的溫度就會升高，從而加深反應深度，混合芳烴組分經過裂解，生成烷烴，和液化氣組分，導致混合芳烴的產量大大降低。除此之外，在過低的反應器空速作用下，物料會呈現不均勻的分布狀態(tài)，較高的局面溫度會造成“偏流”情況的出現，從而對反應器溫升控制產生影響。

根據裝置實際的運行情況，如果烯烴的體積占到18%時，在原料干氣不斷增加的情況下，反應空速值和物料的反應速率也會因此受到影響，隨之提高，疊合反應單程轉化率得以提升，從而混合芳烴收率提高。

綜上所述，在不斷的提高原料干氣進料量后，烯烴含量也會隨之增加，隨著物料反應速率的提高，混合芳烴的產量也得以提高；相反，混合芳烴收率將會降低。

2.2 原料中的烯烴含量

實踐表明，隨著乙烯含量的不斷增加，乙烯的轉化率也隨之增高，同時在乙烯轉化率的作用下，混合芳烴收率隨之增高。

如果乙烯含量的含量超過合理值，在其反應下，乙烯所釋放的熱量較多，此時，反應器床層輕則出現溫升劇烈，重則導致飛溫，出現裂解，從而混合芳烴產量降低，反之，反應器床層溫升出現下降的情況，降低了裂解反應。

2.3 加熱爐溫度控制與催化劑活性的關系

在控制反應方面，普遍采用的方法就是對加熱爐的出口溫度進行調整。反應時間的不斷增加，催化劑在積碳的作用下，逐漸失去活性，因此，為了保證轉化率，必須對加熱爐的出口溫度進行調整，避免催化劑失去活性，促進促發(fā)反應，使得乙烯含量降低，最終達到提高混合芳烴收率的目的。

2.3.1 催化劑活性高峰期

一旦催化劑的活性達到高峰期，此時的反應速率也非常快，放熱量增加，當反應器處于前期階段時，床層的溫升十分明顯。此時，乙烯體積在0-0.3%之間，丙烷體積在2.0-3.55之間。造成這種現象的原因就是催化劑的活性極強，在反應不斷加劇的過程中，積碳速率大大提高，從而催化劑的活性喪失較快，此時，加熱爐的出口溫度急劇上升。

通過圖1我們不難看出，有效的加熱爐出口溫度進行提高，以此使催化劑的活性得以彌補，乙烯的含量將會有效降低，當催化劑處于活性高峰期時乙烯轉化率達到最大值，為100%，此時，在貧氣中，含有大量的丙烷。

圖1 加熱爐出口溫度，貧氣中乙烯含量、丙烷含量與催化劑活性的關系

2.3.2 催化劑活性平穩(wěn)期

當催化劑逐漸進入平穩(wěn)期時，此時的反應器床層溫升受到其影響，較為平穩(wěn)，當床層溫升約為10℃時，床層受到的影響較小，隨著床層溫升不斷提高，受到加熱爐口溫度以及原料干氣進料量的影響也越來越大。當催化劑活性處于平穩(wěn)時期下，加熱爐出口溫度大致在280—320℃之間，溫度上升的較為緩慢，同時，混合芳烴產量也比較平穩(wěn)。

2.3.3 催化劑活性衰減期

當催化劑活性進入衰減期時，此時加熱爐出口溫度高達350℃左右，各段床層溫度隨之增高，深度脫氫反應呈現增強的趨勢。隨著積炭不斷增加，催化劑的活性喪失速度逐漸隨之加快，乙烯轉化率的較低。同時，在催化劑活性作用的影響下，乙烯含量將會不斷增加，當乙烯體積在5%左右時，混合芳烴產量明顯下降，而此時，及時采用上述方法，已經無法對催化劑的活性喪失進行彌補。針對于此情況，需要馬上對反應器進行切換。

圖2 加熱爐出口溫度與混合芳烴產量的關系

2.3.4 分餾塔的分離效率

當混合芳烴從反應器中出來以后，需要通過低溫材料對其進行換熱，當溫度達到規(guī)定的標準之后，將其送至分餾塔中，混合芳烴以及富氣通過塔頂餾出，而產生的燃料油地步排除后，待其冷卻，進行裝置，即可完成分離工作。因此，我們不難看出，分餾塔的分離效率與混合芳烴的收率也有著密切的關系。通過研究發(fā)現，如果催化劑活性處于高峰時期，此時的塔頂溫度也將越來越高，也就意味著混合芳烴干點越來越高，值得注意的是，當溫度超過200℃時，就會給混合芳烴的質量帶來影響，因此，對分餾塔的溫度進行控制十分重要，要避免其溫度過高帶來負面影響。當催化劑活性處于平穩(wěn)階段時，在此階段下，各工藝參數同樣處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)，此時工作人員要加強對分餾塔分離系統壓力與塔頂溫度關系的關注。當催化劑活性進入衰減時期時，此時的加熱爐出口溫度增加極為明顯，反應深度受其影響，發(fā)生改變，iC8H16組分經過環(huán)化脫氫反應，生成雙環(huán)芳烴，其轉化率也得以提高，在此情況下，會產生大量的燃料油生。根據實際工作經驗，當混合芳烴的干點在200-210℃之間時，混合芳烴的收率達到最佳。

3 結語

企業(yè)在提高混合芳烴收率時，需要根據企業(yè)的實際情況進行合理制定，緊緊抓住催化劑在不同時期內的特點，對各個環(huán)節(jié)用料進行控制，保證反應器的床層溫升和加熱爐口內的溫度控制在合理范圍內，對不符合要求的設備進行改造，嚴格按照操作流程進行，只有這樣，才能提高混合芳烴收率。

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