ET系列脫氯劑在連續(xù)重整裝置中的應用

徐志海

(中國石油化工股份有限公司九江分公司，江西 九江332004)

ET系列脫氯劑在連續(xù)重整裝置中的應用

徐志海

(中國石油化工股份有限公司九江分公司，江西 九江332004)

摘要：根據(jù)連續(xù)重整裝置不同部位的工藝特點，探討了ET系列脫氯劑在連續(xù)重整裝置的預加氫高溫脫氯、重整產(chǎn)氫低溫脫氯及連續(xù)重整再生循環(huán)氣高溫脫氯中的應用。結果表明：ET系列脫氯劑能較好地脫除重整進料、重整產(chǎn)氫和再生循環(huán)氣中的氯化氫，較好地消除了氯化氫對裝置的腐蝕隱患。

關鍵詞：脫氯劑；連續(xù)重整；應用

中國石油化工股份有限公司九江分公司2#連續(xù)重整裝置采用國產(chǎn)超低壓連續(xù)重整工藝技術和國產(chǎn)PS-Ⅵ重整催化劑，以混合石腦油為原料，生產(chǎn)高辛烷值汽油調和組分，供全廠加氫精制裝置氫氣，與2#芳烴抽提裝置組成聯(lián)合裝置。

催化重整過程是在重整催化劑的作用下將芳烴含量低的石腦油轉化成芳烴含量高的高辛烷值汽油組分，并副產(chǎn)氫氣。由于重整催化劑需要處于水、氯環(huán)境，裝置運行過程中催化劑上的氯會隨著油氣流失，同時為保持催化劑的水氯平衡，維持催化活性，系統(tǒng)又需不斷補氯[1]，因此在連續(xù)重整裝置中以下部位會有氯化氫：(1)重整氫氣會攜帶部分催化劑中的氯；(2)催化劑再生燒焦會損失部分氯到再生循環(huán)氣中；(3)預加氫進料中含有少量有機氯，經(jīng)過預加氫反應之后會產(chǎn)生氯化氫。這些氯化氫與系統(tǒng)中的銨離子結合會生成氯化銨，氯化銨在低溫部位容易結晶，從而堵塞設備和管道；此外，氯化氫還會腐蝕設備，若帶入下游加氫裝置會影響加氫催化劑的活性。因此，連續(xù)重整裝置都需脫除氯化氫。固體脫氯劑及脫氯工藝技術具有操作方便、流程簡單、分析檢測準確等特點,是脫除重整進料和重整產(chǎn)氫中氯化氫經(jīng)濟而簡單的方法，同時也是脫除連續(xù)重整再生循環(huán)氣中氯化氫的有效方法。作者在此介紹了ET系列脫氯劑在連續(xù)重整裝置中的應用情況。

1實驗

1.1　ET系列脫氯劑介紹

ET系列脫氯劑脫除氯化氫是采用化學吸附法，脫氯劑中活性金屬與工藝介質中的氯化氫發(fā)生化學反應而將氯固定在脫氯劑中，其反應原理可表述為[2]：

MO+nHCl=MCln+0.5nH2O

其中：MO為活性金屬氧化物，n=1,2,3。

ET系列脫氯劑的主要性能指標見表1。

表1　ET系列脫氯劑的物化性質及技術指標Tab.1　Physicochemical properties and technical specifications of ET series of dechlorination agent

在連續(xù)重整裝置中，ET-2型脫氯劑主要用于脫除預加氫反應產(chǎn)物中的高溫氯化氫；ET-3型脫氯劑主要用于脫除重整產(chǎn)氫中的低溫氯化氫；ET-2G型脫氯劑主要用于脫除再生循環(huán)氣中的高溫氯化氫。

1.2　應用實驗

1.2.1 ET-2型脫氯劑的應用

在連續(xù)重整預加氫應用中，ET-2型脫氯劑采用高溫脫氯工藝[3]，其脫氯工藝流程見圖1。從預加氫反應器R101出來的反應產(chǎn)物，經(jīng)頂部直接進入高溫脫氯罐R102中，脫除氯化氫等雜質，再經(jīng)換熱、空冷器冷卻后進入預加氫氣液分離器。ET-2型脫氯劑的主要操作條件：溫度280～290 ℃、壓力2.0～2.4 MPa、體積空速7～8 h-1。

1.2.2ET-3型脫氯劑的應用

在連續(xù)重整產(chǎn)氫的應用中，ET-3型脫氯劑采用干法低溫脫氯工藝，其脫氯工藝流程見圖2。從再接觸系統(tǒng)出來的重整氫氣，經(jīng)空冷分離、產(chǎn)氫增壓機壓縮、氨冷系統(tǒng)冷卻分離后，可得到溫度為4 ℃、壓力為2.3 MPa、純度為94%(體積分數(shù))的氫氣，再經(jīng)罐頂進入脫氯罐(V205A、V205B)中脫除氯化氫等雜質，通過壓力控制閥穩(wěn)定壓力后進入氫氣系統(tǒng)管線，供氫氣用戶使用。

圖2　重整產(chǎn)氫低溫脫氯工藝流程Fig.2　Process flow diagram of low-temperature dechlorination for reforming hydrogen

該裝置采用的是固體脫氯工藝，再生循環(huán)氣流程采用“干冷循環(huán)回路”，避免了因堿洗工藝混合不均和脫氯不完全而引起的設備腐蝕等問題。

1.2.3ET-2G型脫氯劑的應用

在連續(xù)重整再生循環(huán)氣的應用中，ET-2G型脫氯劑采用高溫脫氯工藝，其脫氯工藝流程見圖3。從連續(xù)重整催化劑再生器出來的再生循環(huán)氣，直接從罐頂進入脫氯罐(V330A、V330B)中脫除氯化氫等雜質，經(jīng)換熱、循環(huán)水冷卻及干燥器脫水后，返回再生循環(huán)氣壓縮機入口，實現(xiàn)再生循環(huán)氣“干冷循環(huán)”，保證了催化劑的活性和使用壽命，減少了設備腐蝕。

圖3　連續(xù)重整再生循環(huán)氣高溫脫氯工藝流程Fig.3　Process flow diagram of high-temperature dechlorination for CCR regeneration flue gas

該裝置脫氯工藝條件較苛刻，主要操作條件：再生循環(huán)氣處理量35 000 Nm3·h-1、溫度500 ℃、壓力0.55 MPa、進口HCl含量120×10-6～130×10-6、進口H2O含量≯20 000×10-6(無明水)。

2結果與討論

2.1　ET-2型脫氯劑應用實驗結果

2.1.1ET-2型脫氯劑的工業(yè)運行數(shù)據(jù)(表2)

表2　ET-2型脫氯劑的工業(yè)運行數(shù)據(jù)Tab.2　Industrial operation data of ET-2 dechlorination agent

由表2可知，在原料油氯含量為2.0 mg·kg-1左右的情況下，脫氯劑能夠滿足1年的運行周期。ET-2型脫氯劑于2012年7月開始應用，到2015年4月累計更換2次。在原料油氯含量達到5.0 mg·kg-1(高氯原油)的情況下，仍能保證脫氯后氯含量小于0.50 mg·kg-1的工藝要求，確保了連續(xù)重整裝置的安全穩(wěn)定運行。

2.1.2脫氯溫度對ET-2型脫氯劑脫氯效果的影響

在原料性質相對穩(wěn)定、進料氯含量為2.2 mg·kg-1及空速為6 h-1的條件下，保持裝置負荷不變，考察脫氯溫度對ET-2型脫氯劑脫氯效果的影響，脫氯罐出口HCl含量與溫度的變化曲線如圖4所示。

圖4　出口HCl含量與溫度的變化曲線Fig.4　Change curve of HCl content at the outlet with temperature

由圖4可知，在282~295 ℃溫度范圍內，脫氯溫度越高，ET-2型脫氯劑的脫氯效果越好。

2.2　ET-3型脫氯劑應用實驗結果

2.2.1ET-3型脫氯劑的工業(yè)運行數(shù)據(jù)(表3)

表3　ET-3型脫氯劑的工業(yè)運行數(shù)據(jù)Tab.3　Industrial operation data of ET-3 dechlorination agent

由表3可知，在脫氯罐入口HCl含量為5.0 mg·kg-1左右的情況下，脫氯劑能夠滿足1年以上的運行周期，脫氯后重整氫氣中HCl含量小于0.50 mg·kg-1。滿足氫氣管網(wǎng)氯含量的要求，減少了氯化氫對下游裝置的設備腐蝕和銨鹽結晶隱患，確保了裝置的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行。ET-3型脫氯劑于2012年7月開始應用，到2015年4月累計更換2次。

2.2.2脫氯壓力對ET-3型脫氯劑脫氯效果的影響

為摸索氫氣管網(wǎng)提壓操作，降低加氫裝置壓縮機的負荷與能耗,在入口HCl含量穩(wěn)定的條件下，在提壓過程中，脫氯罐出口HCl含量與脫氯壓力的變化曲線如圖5所示。

圖5　出口HCl含量與脫氯壓力的變化曲線Fig.5　Change curve of HCl content at the outlet with pressure

由圖5可知，在2.20~2.50 MPa壓力范圍內，脫氯壓力越高，ET-3型脫氯劑的脫氯效果越好。

2.3　ET-2G型脫氯劑應用實驗結果

2.3.1ET-2G型脫氯劑的工業(yè)運行數(shù)據(jù)(表4)

表4　ET-2G型脫氯劑的工業(yè)運行數(shù)據(jù)Tab.4 Industrial operation data of ET-2G dechlorination agent

由表4可知，脫氯劑能夠滿足半年的運行周期，實際運行達到7個多月，脫氯劑壓力降始終維持在0.03 MPa，有效保護了連續(xù)重整催化劑，保障了連續(xù)重整裝置的安全平穩(wěn)運行。

2.3.2進料流量對ET-2G型脫氯劑脫氯效果的影響

在入口HCl含量穩(wěn)定的條件下，脫氯罐出口HCl含量與進料流量的變化曲線如圖6所示。

圖6　出口HCl含量與進料流量的變化曲線Fig.6　Change curve of HCl content at the outlet with feed flow

由圖6可知，再生循環(huán)氣的進料流量在25 000~28 000 Nm3·h-1范圍時， 進料流量越低，出口HCl含量越低，說明進料流量越低，ET-2G型脫氯劑的脫氯效果越好。

3結論

(1)ET-2型脫氯劑在連續(xù)重整裝置預加氫高溫工段脫氯效果良好，能滿足重整進料的工藝要求。

(2)ET-3型脫氯劑在低溫重整氫氣脫氯工段應用效果良好，可有效脫除重整氫氣中的氯化氫，滿足生產(chǎn)工藝的技術要求，有利于減少下游裝置的設備腐蝕和銨鹽結晶。

(3)ET-2G型脫氯劑在連續(xù)重整再生循環(huán)氣中應用效果良好，其脫氯性能與穩(wěn)定性良好，抗水能力強，且不易結塊、易裝卸，具有較高的性價比，能滿足連續(xù)重整裝置高溫、高水含量的脫氯工藝要求。

參考文獻：

[1]周立進,鄧永剛,姚虎卿,等.重整富氫氣脫氯脫硫過程的研究與應用[J].石油與天然氣化工,2001,30(1):15-18.

[2]謝洪波，胡國銀.JX-5B型脫氯劑在重整裝置中的工業(yè)應用[J].石油煉制與化工，2009,40(8):24-26.

[3]張秋平.催化重整過程中的脫氯工藝技術[J].煉油技術與工程，2012,42(3):25-28.

Application of ET Series of Dechlorination Agent in Continuous Catalytic Reforming

XU Zhi-hai

(SINOPECJiujiangRefining&ChemicalCompany,Jiujiang332004，China)

Abstract：According to the technical characteristics of different parts of continuous catalytic reforming(CCR),industrial applications of ET series of dechlorination agent were investigated in high-temperature dechlorination for pre-hydrogenation, low-temperature dechlorination for reforming hydrogen and high-temperature dechlorination for CCR regeneration flue gas.The results showed that,ET series of dechlorination agent had effectively remove hydrogen chloride from reforming feed, reforming hydrogen and regeneration recycling gas of CCR,and emliminated the potential corrosion of hydrogen chlorides on the equipment.

Keywords：dechlorination agent;continuous catalytic reforming;application

中圖分類號：TE624.42

文獻標識碼：A

文章編號：1672-5425(2015)05-0067-04

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2015.05.018

收稿日期：2015-02-29

作者簡介：徐志海(1987-)，男，江西九江人，助理工程師，從事加氫重整裝置生產(chǎn)工藝技術工作,E-mail：xuzhh.jjsh@sinopec.com。