馬方明 屈亮

摘要：分子篩運(yùn)行效果將直接影響產(chǎn)品的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，而分子篩的使用周期更是直接決定分子篩裝置運(yùn)行水平的關(guān)建因素。研究如何提升分子篩活性，提高脫蠟油產(chǎn)率對(duì)生產(chǎn)意義重大。

關(guān)鍵詞：分子篩；活性；收率

1前言

1.5萬(wàn)噸/年分子篩脫蠟裝置于2016年1月建成投產(chǎn)，以5A型分子篩為吸附劑，高溫蒸汽為脫附劑，從柴油中分離出正構(gòu)烷烴，生產(chǎn)凝固點(diǎn)<-75℃航空液壓油基礎(chǔ)油。從“701”到新分子篩裝置，分子篩活性下降速度快，使用周期短一直是生產(chǎn)上的技術(shù)瓶頸。本文立足分子篩裝置現(xiàn)狀，采取一系列優(yōu)化措施，減緩分子篩活性衰減速度，延長(zhǎng)使用周期。

2分子篩活性降低原因

影響分子篩活性的原因是多方面的，原料中的水、含氮、含氧化合物、烯烴等在分子篩表面上的媳婦，烷烴分子在分子篩空隙中的滯留，分子篩中的鈣離子交換度等不僅影響分子篩吸附速度和作用力大小，也影響著分子篩的吸附穩(wěn)定性。總體來(lái)講，分子篩活性逐漸降低的原因有三種：

（1）高分子量污染物堵塞分子篩孔穴，據(jù)分析一般為分子量150～700的烴類(lèi)，含氮、氧及硫的雜環(huán)化合物，多環(huán)芳烴等極性物質(zhì)。（2）分子篩結(jié)構(gòu)被破壞及其金屬陽(yáng)離子性質(zhì)發(fā)生變化，一般稱(chēng)為永久失活。（3）分子篩正常運(yùn)行溫度為280～320℃，吸附和脫附交替操作，分子篩由于長(zhǎng)期在高溫下與烴類(lèi)接觸，表面逐漸積炭而使吸附活性下降，分離效果越來(lái)越差。

3分子篩活性?xún)?yōu)化方案

長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)操作表明，生產(chǎn)過(guò)程中分子篩吸附系統(tǒng)的吸附溫度、吸附壓力、吸附空速、篩汽比、脫附溫度和壓力等關(guān)鍵控制參數(shù)對(duì)分子篩活性及使用周期都有著較大影響，一個(gè)較優(yōu)的運(yùn)行環(huán)境，可以讓分子篩孔道中的正構(gòu)烷烴脫除更徹底，減少積碳形成，長(zhǎng)時(shí)間保持高活性。根據(jù)分子篩運(yùn)行實(shí)際情況，主要從兩大方面著手，優(yōu)化分子篩長(zhǎng)周期運(yùn)行：（1）優(yōu)化脫蠟系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，保持分子篩活性處于最佳；（2）優(yōu)化停工期間分子篩處理方式，將分子篩活性衰減降至最低。

4分子篩活性?xún)?yōu)化

4.1生產(chǎn)期間分子篩活性?xún)?yōu)化

（1）床層溫度對(duì)分子篩活性的影響

分子篩床層溫度的高低對(duì)分子篩吸附和脫附過(guò)程都有較大影響。吸附過(guò)程中，吸附溫度低，吸附容量大，但吸附速度慢；吸附溫度高，分子篩吸附速度加快，但是分子篩吸附容量下降。脫附過(guò)程中，脫附溫度低，水分子擴(kuò)散速度慢，使分子篩孔穴內(nèi)正構(gòu)烷烴脫附不干凈，殘留量多，影響下個(gè)周期的吸附；脫附溫度高，水分子擴(kuò)散速度大大加快，能置換出更多的正構(gòu)烷烴，有效提高脫蠟油品質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)中需要把吸附溫度和脫附溫度綜合考慮，因此，以每10℃作為一個(gè)研究點(diǎn)，考察不同床層溫度對(duì)分子篩活性的影響。

結(jié)合表1、圖1和圖2，在生產(chǎn)過(guò)程，隨著床層溫度的升高，脫蠟油收率不斷增加，床層溫度為320℃左右時(shí)，脫蠟油收率達(dá)到最大值35.1%，當(dāng)床層溫度繼續(xù)升高時(shí)，脫蠟油收率有所回落。床層溫度高于330℃，脫蠟油的凝固點(diǎn)回升幅度較大，因此，床層溫度為290℃～320℃，分子篩活性較好。

（2）操作周期對(duì)分子篩活性的影響

1.5萬(wàn)噸/年分子篩脫蠟裝置采用三塔流程，當(dāng)分子篩吸附過(guò)程達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)器停止吸附轉(zhuǎn)入脫附過(guò)程。脫附過(guò)程分兩個(gè)階段，一是吹中階段，吹中完成后立即轉(zhuǎn)入脫附階段。脫附分兩次進(jìn)行，第一次脫附為重復(fù)利用的蒸汽進(jìn)行脫附，第二次脫附為新鮮蒸汽直接進(jìn)行脫附。由于三塔吸附、吹中、脫附是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，調(diào)整吸附時(shí)間，吹中、脫附時(shí)間就會(huì)相應(yīng)調(diào)整，因此，車(chē)間以50秒作為一個(gè)研究點(diǎn)，考察不同吸附時(shí)間對(duì)分子篩活性的影響。

從表2和圖3可以看出，吸附時(shí)間大于900S后，隨著吸附時(shí)間增加，脫蠟油凝固點(diǎn)迅速回升，吸附時(shí)間小于900S時(shí)，脫蠟油凝固點(diǎn)小于-80℃，但吸附時(shí)間過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致分子篩未飽和吸附，造成能耗浪費(fèi)，因此，吸附時(shí)間為750～900秒時(shí)，對(duì)分子篩活性較為有利。

（3）脫附蒸汽量對(duì)分子篩活性的影響

脫附蒸汽量低，蒸汽對(duì)正構(gòu)烷烴的沖洗和置換作用減弱，導(dǎo)致正構(gòu)烷烴在分子篩中脫除不徹底，降低了分子篩的吸附效能，而且長(zhǎng)時(shí)間高溫環(huán)境，未及時(shí)脫除的烴類(lèi)容易形成積碳；脫附蒸汽量高，正構(gòu)烷烴能夠脫除更徹底，但會(huì)提高生產(chǎn)成本，為此，車(chē)間以1t/h作為一個(gè)研究點(diǎn)，考察不同蒸汽量對(duì)分子篩活性的影響。

4.2停工期間分子篩活性?xún)?yōu)化

分子篩脫蠟裝置脫蠟油設(shè)計(jì)庫(kù)存容量為800m3，2018年將一具1000m3原料罐改造為脫蠟油罐，庫(kù)存容量共計(jì)1800 m3，約1400噸，液壓油產(chǎn)量按180噸/月計(jì)算，脫蠟油庫(kù)存容量只能滿(mǎn)足分子篩裝置連續(xù)正常生產(chǎn)4個(gè)月，頻繁的開(kāi)停工對(duì)分子篩影響極大，停工期間分子篩活性的保持對(duì)延長(zhǎng)分子篩更換周期有重大意義。

5結(jié)論

通過(guò)優(yōu)化分子篩脫蠟床層溫度、操作周期及脫附蒸汽量等運(yùn)行參數(shù)和停工期間分子篩處理方式，分子篩利用效率明顯提升，極大限度延長(zhǎng)了分子篩使用壽命。

（作者單位：玉門(mén)煉化總廠(chǎng)）