連續(xù)重整高碳催化劑對再生系統(tǒng)開工的影響

于喜超　張賽楠

摘 要：連續(xù)重整裝置再生系統(tǒng)是實現(xiàn)含碳催化劑再生的關(guān)鍵。根據(jù)實際生產(chǎn)運(yùn)行中的經(jīng)驗，總結(jié)了再生放空氣不同處理技術(shù)的優(yōu)缺點，描述了閉鎖料斗分離區(qū)隙縫穿孔、分離區(qū)立管孔堵塞、再生器中催化劑燒結(jié)，這些影響再生系統(tǒng)長周期運(yùn)行的現(xiàn)象。探討了引起這些問題的原因并提出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：催化劑再生

引言

連續(xù)催化重整是生產(chǎn)高辛烷值汽油、高純度氫和BTX的上游重要裝置，主要有石腦油加氫分餾、重整反應(yīng)、催化劑再生、芳烴分餾等部分組成。催化劑再生部分采用美國環(huán)球油品公司（UOP）CycleMax催化劑再生工藝，積碳后的催化劑在氣力輸送下通過“L”閥組以連續(xù)的方式送到分離料斗，催化劑在重力的作用依次通過再生器、氮封罐、閉鎖料斗。

一、氧表失效的原因及對策

在正常操作中，燃燒區(qū)氧含量是催化劑再生過程中的最主要調(diào)節(jié)參數(shù)，再生循環(huán)氣中的氧含量控制再生器過?？諝馀欧帕浚寒?dāng)過?？諝馀欧艤p少時，較多的空氣就進(jìn)入燃燒區(qū)，再生循環(huán)氣中氧含量會變高。正?？刂圃偕鹾繛?.5%～0.8%（V），過高的氧含量將導(dǎo)致過高的再生燒焦區(qū)溫度，會對催化劑造成損害，甚至因超溫?fù)p壞再生器內(nèi)構(gòu)件等設(shè)備。過低的氧含量會導(dǎo)致燒焦緩慢，造成再生燒焦區(qū)內(nèi)燒焦不徹底，使含焦催化劑進(jìn)入氯化區(qū)發(fā)生燒焦反應(yīng)，將可能產(chǎn)生非常高的溫度，造成催化劑載體氧化鋁狀態(tài)改變、鉑聚結(jié)和氯化區(qū)設(shè)備損壞。再生氣體中氧濃度控制低限是使碳全部在再生燒焦區(qū)燒掉所需要的最小濃度。

再生煙氣氧表AIC2502在裝置開車期間反復(fù)出現(xiàn)指示回零和漂移的問題，無法保證催化劑的正常燒焦，開車期間由于燒焦區(qū)入口氧含量ASHH2502及分析儀樣氣流量FSLL2531波動而導(dǎo)致再生系統(tǒng)多次出現(xiàn)熱停車。致使床層溫度一度失控，溫峰最高到達(dá)590℃。經(jīng)查，在用氧表只適合在低壓（0～60psig）條件下工作，不符合在實際高壓（60～110psig）工況條件下工作的設(shè)計技術(shù)要求，雖然廠商后來寄來了新的密封型參比氣的測量元件，但貨物到達(dá)現(xiàn)場時鋯管已經(jīng)斷裂不能正常使用。為了不影響裝置的正常開車運(yùn)轉(zhuǎn)，在線儀表人員通過進(jìn)行自我改造、組裝，使儀表暫時能夠運(yùn)行，但是無法保證其使用的穩(wěn)定性。為此，裝置利用系統(tǒng)停車的時機(jī)更換上適用的高壓檢測元件，經(jīng)用標(biāo)氣調(diào)試，氧表可正常工作。另一方面，對引流的N2氣和參比風(fēng)線路進(jìn)行了改造，從氮氣緩沖罐M309引入專線氮氣，從儀表風(fēng)總管網(wǎng)引入專線儀表風(fēng)，同時引一路瓶裝壓縮空氣作備用以增加樣氣的穩(wěn)定性。

二、分級催化劑開工情況

催化劑裝填情況。重整反應(yīng)器系統(tǒng)按照可利用催化劑碳含量由高到低原則，自反應(yīng)器底部由下向上裝填催化劑，反應(yīng)器和還原段共裝催化劑55t，其中，低碳催化劑52.5t，再生系統(tǒng)自流無碳催化劑（平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%）2.5t;催化劑再生系統(tǒng)全部裝填再生系統(tǒng)自流無碳催化劑和新鮮催化劑，共9t，其中，再生系統(tǒng)自流無碳再生催化劑4.5t，補(bǔ)充新鮮催化劑4.5t。反再系統(tǒng)共計裝填催化劑64t，其中低碳催化劑55t，再生系統(tǒng)自流無碳催化劑7t，新鮮催化劑4.5t。

再生器燒焦情況。催化劑再生系統(tǒng)于10月8日建立黑燒循環(huán)，開工初期，再生器燒焦區(qū)氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.6%～0.7%，閉鎖料斗循環(huán)速率控制在70%～100%。為開工初期催化劑再生器床層各溫度點的分布趨勢，可以看出：燒焦區(qū)和氯氧化區(qū)平均溫度均低于檢修前平均水平，溫峰為555℃，出現(xiàn)在第二個溫度測點;燒焦區(qū)開工初期1個月的最高溫度為568℃，出現(xiàn)在第三個溫度測點，低于第一周期運(yùn)行的最高值570℃和設(shè)計最高溫度593℃;氯氧化區(qū)最高溫度為480℃，高于檢修前平均值3℃，處于正常范圍。

三、再生器的優(yōu)化管理

再生氧分儀故障。再生器內(nèi)設(shè)有四個區(qū)，分別是燒焦、氯化、干燥和冷卻區(qū)，待生催化劑在再生器燒焦區(qū)內(nèi)進(jìn)行燒碳，放出大量的熱量，一般再生器床層的峰值溫度至少在540℃以上。燒焦區(qū)的溫度是由再生燒焦區(qū)的氧含量控制，催化劑的碳含量也影響再生器床層溫度。

催化劑燒結(jié)。在裝置停工檢修后，重整反應(yīng)器卸出的催化劑沒有達(dá)到更換條件時，可再次利用，但重整反應(yīng)器內(nèi)會積有死區(qū)催化劑，這部分催化劑沒有隨著待生催化劑進(jìn)行再生，而且常期堆積在反應(yīng)器底部。死區(qū)催化劑最明顯的表象特征是比普通的含碳催化劑表面更亮黑，這種黑得發(fā)光的催化劑稱為“高亮球”。卸出催化劑中的“高亮球”分析碳含量為一般為14%～18%，稍高的碳含量平均約為23.8%，最高平均碳含量為40%左右。

四、去除粉塵的措施

將催化劑輸送至反應(yīng)器或從反應(yīng)器送出來，都會導(dǎo)致粉塵的產(chǎn)生。催化劑在運(yùn)輸裝卸過程中也易形成粉塵。這些粉塵必須在進(jìn)入再生器之前將其除去，不徹底的除塵對催化劑燒焦和氯化更新不利。因此必須優(yōu)化除塵操作。淘析管中的氣體流速和催化劑的質(zhì)量流量是正確進(jìn)行除塵操作的2個標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。向上的氣體流速要既能把所有粉塵帶至收集器，又使顆粒催化劑只被帶走一小部分。在常壓再生裝置中，顆粒催化劑在粉塵中的數(shù)量可作為判斷除塵效果的標(biāo)準(zhǔn)。氣體的線速度是把催化劑向上帶的動力，淘析管中氣體線速度通常控制在4.6m/s以下，這樣能保證粉塵中的整顆粒催化劑（直徑在1.2mm以上）占粉塵的比例為20%～30%。當(dāng)淘析氣流量過大時，粉塵中的整顆粒催化劑過多，造成催化劑損失;當(dāng)淘析氣流量過小時，催化劑中的粉塵不易被淘析出來。因此每天都應(yīng)當(dāng)觀察集塵器中粉塵量及顆粒分布，及時調(diào)整淘析氣流量。

結(jié)束語

高碳催化劑分離完全，避免了催化劑因高溫?zé)Y(jié)、轉(zhuǎn)相而失活和再生器約翰遜網(wǎng)高溫?zé)┑痊F(xiàn)象發(fā)生。在整個開車過程中，催化劑性能和系統(tǒng)藏量正常，再生器燒焦區(qū)和氯氧化區(qū)各溫度點均沒有發(fā)生超溫現(xiàn)象，有效地降低了裝置運(yùn)行的不穩(wěn)定因素，為連續(xù)重整裝置的長周期運(yùn)行提供了有力保證。

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