摘 要：苯胺装置苯胺还原是以硝基苯、氢气为原料，在硝基苯加氢催化剂（Cu/SiO2）作用下，在220-275℃温度下将硝基苯还原，生成苯胺和水。但是，装置运行过程中由于各种原因，导致催化剂的活性下降，使催化剂的运行时间远低于工艺要求时间。针对当前催化剂运行状况进行原因分析，加以总结。

关键词：催化剂；活性；还原终点；温度；硝基苯

兰州石化公司化肥厂7万吨/年苯胺装置于2005年建成投产，流化床反应器采用双层床生产技术，生产中催化剂可在第二分布板上堆积，形成双层流化床。苯胺装置苯胺还原是以硝基苯、氢气为原料，在硝基苯加氢催化剂（Cu/SiO2）作用下，在220-275℃温度下将硝基苯还原，生成苯胺和水。

1 当前苯胺装置还原岗位生产运行状况

2014年6月苯胺生产装置进行为期一周的检修，检修完毕后立即开车，开车初期以3m3/h投料运行，五天后催化剂诱导期结束，投料调整为8 m3/h负荷运行。到2014年8月中旬，还原终点分析结果中检出的硝基苯含量由正常生产状态的0.00014%上升到0.00085%，且数据分析结果仍有缓慢上升的趋势。检查连续一周所有还原终点分析结果做平行样后，分析结果显示仍有上升的趋势。

分析结果表明，还原终点波动较大，催化剂开始有失活的迹象。到2014年9月中旬还原终点分析结果粗品中硝基苯含量最高达到0.25%，高于工艺指标控制≤0.015%。此时苯胺还原必须装置停车催化剂进行再生。在苯胺还原以往的运行过程中，催化剂的单程运行时间均超过3个月。催化剂上次单程运行时间从2013年3月份到2013年6月份，单程运行时间已超过3个月，还原终点平均值在0.00060%左右未发现上升趋势，仍可继续运行，因全厂停车大修，催化剂再生。本次催化剂投入运行刚2个月失活迹象明显，最终导致装置停车，催化剂再生处理，催化剂单程运行时间远低于以前的最低运行时间。

2 还原催化剂失活的原因分析

2.1 氢气质量

苯胺装置生产所用氢气来自大乙烯的生产的副产物富氢。从现场PSA产品取样口取氢气样品做色谱分析，氢气纯度达99.9%不含导致催化剂永久失活的杂质。

2.2 硝基苯质量

苯胺生产装置配套有10万T/年硝基苯生产装置，硝基苯生产采用等温硝化工艺，硝化产生的粗硝基苯经过分离、中和、水洗、初馏、精馏等工序，最终得到苯≤0.1%、水分≤0.1%的成品硝基苯。硝基苯品未硝含量升高，影响到了还原终点硝基苯含量。

2.3 原料进床温度

原料硝基苯系统采用硝基苯加热器（100-160℃）、汽化器（130-180℃）、混合气加热器（170-210℃）三段换热系统进行，同时循环氢经过氢气换热器与流化床顶部出来的气体换热后在硝基苯汽化器与气相硝基苯混合，经加热器换热后温度≥l80℃，过热器后的平均温度为184℃，满足了工艺指标要求。

2.4 反应温度

若反应温度过高，催化剂表面结炭使催化活下降；反应温度过低，硝基苯不容易完全汽化，部分原料与成品气体冷凝成的液滴浸入催化剂表面，容易加快积炭过程。

2.5 活化温度

本次催化剂活化期间，活化最高温度为256.8℃， 低于260℃的控制标准，每小时的温升速度控制在30-40℃。活化时问为3h，吹料8h，活化产生的水量基本达到理论量。

3 针对原因催化剂失活的原因进行总结并制定措施

装置运行过程中因氢气调节阀（PRC-6101）故障突然停供氢气及大乙烯富氢波动造成还原系统频繁调整投料量，使系统工艺较长时间处于不稳定的状态，对催化剂活性造成一定的影响，从而减少了催化剂的运行周期寿命。

硝基苯质量。从硝基苯未硝含量和还原终点硝基苯含量的统计数据来看，两者分析结果升高呈对应关系。在硝基苯加氢反应过程中，如果硝基苯中的苯含量太高，进人流化床反应器后，苯容易裂解而炭化，发生如下反应：

C6H6+3H2——3C+3CH4

苯的炭化作用使得催化剂表面积炭而降低了活性，催化剂的单程使用寿命从而进一步缩短。

4 存在问题及解决方案

4.1 硝基苯未硝超标

自从10月起，气温逐渐降低，装置的需要保温的设备及管线都送上了保温气，使用了一定量的蒸汽，动力供汽负荷增大，到苯胺装置的2.5MPa蒸汽压力波动较大，经减压后的中压蒸汽经常在1.50—1.7MPa之间波动，硝基苯初馏塔受蒸汽影响温度变化大，经常达不到工艺要求温度，使得硝基苯成品的未硝含量增大。

4.2 解决方案

从还原系统自产汽管道上接一条蒸汽管道至硝基苯初馏再沸器加热蒸汽上，在还原系统蒸汽富余的情况下供硝基苯初馏加热使用。解决硝化精馏因蒸汽波动而造成硝基苯中未硝超标的不足，初馏塔温度能满足工艺要求，硝化精馏因新加入一条中蒸汽管线，最终保证硝基苯成品的未硝含量合格。

针对装置运行过程中因氢气调节阀（PRC-6101）故障突然停供氢气及大乙烯富氢波动造成還原系统频繁调整投料量，对班组员工进行实地操作培训，提高员工的应变能力，具备在短时间将生产波动处理成正常运行。

通过分析还原催化剂失活的原因，并提出解决措施，为工业装置的操作及确定再生周期等提供了依据。

参考文献：

[1]聂国亮.某次苯胺生产催化剂失活的原因分析及对策[J].山东化工，2011，40（5）：83-85.