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抗高硅污染的焦化石腦油加氫處理催化劑

在石油餾分中發(fā)現(xiàn)的硅主要來源于焦化裝置中使用的含硅消泡劑，以及在石油運(yùn)輸和三次采油期間使用的化學(xué)品。硅在催化劑表面反應(yīng)形成硅膠，堵塞催化劑的空隙，可導(dǎo)致催化劑失活，催化劑失活與催化劑上硅的濃度成正比。加氫處理催化劑的硅中毒對加氫脫氮(HDN)活性的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對加氫脫硫(HDS)活性的影響。重整裝置進(jìn)料的氮含量需要達(dá)到非常低的水平，這就要求加氫裝置加工焦化石腦油的苛刻度很高，通過提高操作溫度或者采用更高活性的催化劑可以滿足苛刻度要求，但為了防止硫的再反應(yīng)(sulfur recombination)，操作溫度不能過高，只有優(yōu)化催化劑裝填方案才能滿足脫氮要求。

焦化消泡劑含的硅與原油中或外購原料中的硅不同，控制焦炭塔起泡的是聚二甲基硅氧烷(PDMS)和其它硅氧烷。在典型的焦化塔操作條件下，PDMS會分解成環(huán)硅氧烷。對硅的吸收發(fā)生在催化劑表面，在焦化石腦油處理過程中，環(huán)硅氧烷會進(jìn)入催化劑的孔中，與氧化鋁表面的羥基反應(yīng)。因此，傳統(tǒng)的硅吸收催化劑表面積非常高。由于環(huán)硅氧烷分子相對較小，催化劑的孔徑不必很大就可使這些分子接近表面。

Haldor Topsoe公司基于對氧化鋁結(jié)構(gòu)及其表面性質(zhì)的詳細(xì)研究，開發(fā)的新型高表面積焦化石腦油加氫催化劑的硅容量更高，配套的SiliconTrap技術(shù)已工業(yè)化，這種新催化劑單位體積的硅容量提高了15%。由于SiliconTrap催化劑的HDSHDN活性較高，所以反應(yīng)器系統(tǒng)的總活性也有所增加。

TK-441 SiliconTrap、TK-447 SiliconTrap和TK-449 SiliconTrap是3種尺寸、形狀和活性水平不同的商業(yè)捕硅劑。TK-449 SiliconTrap是保護(hù)劑，不含HDSHDN功能，但硅容量最高， 用于進(jìn)料硅含量非常高時或前置反應(yīng)器中。TK-447 SiliconTrap催化劑比表面積大、硅容量高、活性中等，適用于焦化石腦油HDT的第一段或作為保護(hù)層。TK-441 SiliconTrap是用于焦化石腦油加氫處理裝置的高活性主床層催化劑，單位反應(yīng)體積的容硅能力非常高。

Haldor Topsoe公司的BRIM和HyBRIM最佳組合，也有高達(dá)20%的容硅能力。高表面積的SiliconTrap催化劑提供了最佳的HDSHDN活性和最高的單位體積硅容量。將SiliconTrap技術(shù)與高活性的BRIM和HyBRIM催化劑相結(jié)合，可使客戶延長循環(huán)周期、加工更多原料或加工更劣質(zhì)進(jìn)料，以提高焦化石腦油裝置的盈利能力。

[張偉清摘譯自AFPM Newspaper，2017-03-22]