丙烯中杂质对NOVOLEN聚丙烯工艺PTK系列催化剂的影响

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袁玉龙田东鹏

袁玉龙田东鹏（神华宁夏煤业集团有限责任公司烯烃公司宁夏银川750411）

［摘要］本文主要介绍了各种杂质对PTK系列催化剂的影响进行了充分的阐述。

［关键词］聚丙烯杂质催化剂

神华宁煤煤基烯烃项目是由神华宁夏煤业集团有限责任公司在宁夏灵武市宁东能源重化工基地兴建的大型煤化工项目。其聚丙烯工艺采用了NOVOLEN气相工艺。NOVOLEN工艺催化剂采用PTK系列及LYNX系列。

本文主要介绍了各种杂质对PTK系列催化剂的影响。

1丙烯中杂质对PTK催化剂活动的影响

原料丙烯中的微量杂质会降低催化剂活性，导致催化剂活性中心全部或部分失活，尤其是对高效的PTK催化剂，其活性物质TiCl3虽仅占全部催化剂的1%～3%,但对反应介质中的微量杂质却极为敏感，很容易全部或部分失活。原料丙烯中的杂质一氧化碳、羰基硫、水、二氧化碳、不饱和烯烃(丙炔)等对催化剂影响最大。影响主要分为两种，一是使具有活性的Ti3+，变成没有活性的Ti4+，例如氧气；二是有一对共价电子的物质，如一氧化碳，硫化物，能占踞Ti3+配对电子，从而使催化剂的活性降低，并且影响了三乙基铝激活催化剂活性中心的能力，因此对这些有毒物质，要很好的控制其在原料中的含量。

下面就典型的有毒物质对催化剂的影响进行阐述。

1.1一氧化碳对催化剂的影响

一氧化碳极易和催化剂的活性中心发生反应，引起催化剂的永久失活，有瞬间阻聚作用。在NOVOLEN工艺中对精丙烯中一氧化碳的含量要求<0.03vol.ppm。其影响曲线如下：

1.2羰基硫对催化剂的影响

羰基硫能使催化剂瞬间失活，所以生产工艺指标对羰基硫的控制非常严格，在NOVOLEN工艺中对精丙烯中一氧化碳的含量要求<0.03vol.ppm。其影响曲线如下：

1.3水对催化剂的影响

水也能使催化剂活性中心失活，由于三乙基铝能与水反应，从而使水对催化剂活性的影响相对较小。但如果水含量增大势必增大三乙基铝的消耗，使最终产品的灰分增大，催化剂的单耗也会上升，直接影响产品质量。在NOVOLEN工艺中对精丙烯中一氧化碳的含量要求<5wt.ppm。其影响曲线如下：

1.4二氧化碳对催化剂的影响

二氧化碳能导致催化剂的活性中心中毒从而造成催化剂的永久失活。从而NOVOLEN工艺中二氧化碳可以作杀死剂使用。在NOVOLEN工艺中对精丙烯中二氧化碳的含量要求<2vol.ppm。其影响曲线如下：

1.5丙炔对催化剂的影响

丙炔与催化剂接触时，易被选择配位到活性中心上，导致催化剂失活。当解吸时，催化剂活性复原。但丙炔从一个活性中心解吸出来后，又很容易吸附到另一个活性中心上，从而再次造成催化剂失活，导致催化剂活性降低、单耗升高。在NOVOLEN工艺中对精丙烯中丙炔的含量要求<2wt.ppm。其影响曲线如下：

2相应的措施

2.1一氧化碳、二氧化碳等轻组的脱除

一氧化碳、二氧化碳主要在上游的MTP装置利用精馏原理进行脱除。

在反应中加入三乙基铝，不仅能激活催化剂的活性中心，还能与一部分有毒物质进行反应，从而保护了催化剂的活性中心。

2.2羰基硫的脱除

羰基硫主要在上游的低温甲醇洗装置利用精馏原理进行脱除。

2.3水的脱除

由于在MTP反应过程中会生产大量的水，所以在MTP装置设有激冷塔，生成的水循环利用后排至全厂污水系统进行处理。

送至聚丙烯装置中的丙烯含有游离态的水，在聚丙烯装置经过D71101A/B通过分子筛进行脱除。当水含量超过生产工艺要求时，可将丙烯干燥器切至备用，将原丙烯干燥器用闭路循环的热氮对分子筛进行再生后备用。

2.4丙炔的脱除

丙炔主要在上游的MTP装置利用进行脱除。

3结论

精丙烯质量的好坏对催化剂的活性有着直接的影响。从以上的分析及影响活性的曲线中看出，各种杂质对催化剂的影响程度的不同及这些杂质的脱除装置。在装置的生产过程中，要根据出现的问题，不断摸索和积累经验，尽可能降低这些杂质的含量，保证催化剂的活性。