連續(xù)重整工藝技術(shù)進展

劉馳

中海石油中捷石化有限公司 河北滄州 061101

近些年來，隨著汽車用油的要求越來越高，催化重整技術(shù)也引起人們的高度重視。催化劑連續(xù)再生重整技術(shù)的出現(xiàn)，在催化劑發(fā)展史上具有劃時代的重大意義，為高質(zhì)量汽油與其他化工原料的高效生產(chǎn)提供了無限的可能。簡而言之，催化劑的連續(xù)重整工藝主要分為重整反應(yīng)與催化劑再生兩部分，值得慶幸的是這兩部分互相獨立，彼此不影響。

1 連續(xù)重整技術(shù)的問世與原理

連續(xù)重整技術(shù)的產(chǎn)生基于西方化工工業(yè)的進步與發(fā)展。催化重整工藝屬于十分復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，其包括了脫氫以及環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化等多個過程。其中，低壓環(huán)節(jié)的處理水平往往決定了芳烴母體的綜合轉(zhuǎn)化效率，而在進行低壓操作時則有可能會促進積碳，進而導(dǎo)致催化劑失活，進而嚴(yán)重影響后期的生產(chǎn)活動。早在上個世紀(jì)的70年代，美國的企業(yè)就開始著手對工藝系統(tǒng)進行整改，以此來解決催化劑長期活性不高的問題[1]。為了解決這個問題，還進行了外部再生器的設(shè)置，以此來實現(xiàn)連續(xù)重整，也就是連續(xù)催化重整工藝。該技術(shù)的特征在于連續(xù)的供應(yīng)再生催化劑，所以具有較強的選擇性與活性，同時內(nèi)部可以保持很強的活性與穩(wěn)定性，減少了反應(yīng)過程的壓力，同時也提升了整體產(chǎn)率，解決了半再生的重整解決。連續(xù)重整裝置出現(xiàn)后一直應(yīng)用至今，盡管技術(shù)上有所進步，但是基本原理沒有發(fā)生明顯的變化。

2 連續(xù)重整技術(shù)的工藝流程

2.1 重整部分簡介

連續(xù)催化重整工藝的重整部分與常規(guī)生產(chǎn)基本類似，其主要的區(qū)別在于移動狀態(tài)的調(diào)整，后者可以通過固定床來實現(xiàn)調(diào)整。另外，反應(yīng)器采用了疊加反應(yīng)的機制，所以能夠持續(xù)進行步驟上的再生，同時還原后的氫氣還可以送到反應(yīng)器當(dāng)中實現(xiàn)還原，隨著重力的影響會持續(xù)下移，進而形成良好的循環(huán)狀態(tài)。

2.2 催化連續(xù)再生部分簡介

催化連續(xù)再生的工藝內(nèi)容十分復(fù)雜。在反應(yīng)過程中，等待再生的催化劑會通過反應(yīng)器流入到收集的設(shè)備當(dāng)中，隨后通過持續(xù)的輸入氮氣來實現(xiàn)再生器的頂部處理，從而去除掉多余的粉末，通過再生、氯化等方式來解決干燥的問題。除此之外，催化劑經(jīng)過控制料斗后進入到冷卻區(qū)間，同時繼續(xù)下流到指定的區(qū)域內(nèi)，整個過程可以通過氫氣輸送的方式實現(xiàn)調(diào)整和還原。在催化劑補充設(shè)置方面則需要通過新鮮的催化劑來進行添加，通過密封料斗來進入到緩沖環(huán)節(jié)當(dāng)中。在原區(qū)域內(nèi)，通過氫氣再生催化的方式來進行氧化還原處理，隨后經(jīng)過上述方式進行重整反應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)循環(huán)，進而完成催化劑的再生[2]。

3 連續(xù)重整技術(shù)的發(fā)展史

3.1 新型重疊式徑向反應(yīng)器

新型重疊式反應(yīng)器相比于傳統(tǒng)的反應(yīng)器具有以下優(yōu)勢：其一，死區(qū)催化劑的比例顯著降低。通過優(yōu)化改善來實現(xiàn)反應(yīng)器底部不流動的催化劑占比；其二，改善氣流分布，減少系統(tǒng)壓力。在新的反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)的產(chǎn)物會隨著中心管流動，這樣一來就可以改善氣體的分布關(guān)系。

3.2 逆流再接觸工藝

逆流再接觸屬于一個十分復(fù)雜的環(huán)節(jié)，其涉及到液體、氣體的再生產(chǎn)，主要的流程特征包括如下幾個方面：其一，氫氣沒有直接進入到內(nèi)部，所以可以實現(xiàn)氫氣的整體回收；其二，能夠提升碳三化合物的回收效率；其三，溶解的碳二化合物較少，同時壓力也相對小很多，可以顯著降低工程消耗量。混合進料設(shè)備需要采取塔壓處理的模式，其特征在于回流量小、負(fù)荷低，同時工程消耗也會相應(yīng)的較低[3]。

3.3 Packinox混合進料換熱器

該設(shè)備最早由UOP企業(yè)提供，通過重整裝置來實現(xiàn)混合進料與換熱處理。這個過程中循環(huán)氣會進入到底部的管嘴內(nèi)部，同時更換為并聯(lián)的總管，進料部分可以進入到換熱器的內(nèi)部，混合進料能夠向上流動，隨后單獨回合，借助于頂部的出口排出。在這個過程中，可以通過進口室進行分配，向下流動冷卻，隨后單獨集中在出口的管嘴部分。該設(shè)備的優(yōu)勢十分明顯，一方面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較高，所以能源的綜合利用率較高，另外一方面主要體現(xiàn)在其重量較輕以及安裝的費用較低等多個方面。

3.4 新型催化劑

新型催化劑為連續(xù)重整標(biāo)準(zhǔn)催化劑，該設(shè)備經(jīng)過工業(yè)分析與比較可以發(fā)現(xiàn)載體比重，包括強度、面積以及微孔的結(jié)構(gòu)等方面。只不過，經(jīng)濟效益方面存在一定的差異，所以降低了投資的整體額度。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果顯示，采取新型催化劑進行催化，可以有效降低生產(chǎn)成本30%-55%以上，隨著催化劑工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提升，這個效率的提升也會不斷增大[4]。

3.5 再生器的改造

再生器的改造需要結(jié)合辛烷值來進行調(diào)整，具體的模式為調(diào)整反應(yīng)壓力，根據(jù)烴分子的不利，對于現(xiàn)代大型連續(xù)重整裝置配置相應(yīng)的再生系統(tǒng)，這樣一來就可以實現(xiàn)操作穩(wěn)定性的提升。在該體系的應(yīng)用過程中，催化劑的流速需要通過料斗來進行控制，連續(xù)穩(wěn)定的輸送到提升器之后，根據(jù)其要求做好催化氧化，隨后第二代的再生系統(tǒng)可以通過輸送系統(tǒng)來進行輸送，這些都可以在烴環(huán)境當(dāng)中實現(xiàn)，相比于常規(guī)的再生模式，該模式的適應(yīng)性更強，能夠有效促進生產(chǎn)效率與效益，從而獲得行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的效果[5]。

4 結(jié)語

總而言之，催化劑連續(xù)再生重整技術(shù)的問世，很大程度上促進了無鉛汽油與芳香烴的生產(chǎn)效率。在實際生產(chǎn)過程中，高壓、低溫的操作環(huán)境會加速催化劑積炭的產(chǎn)生，進而導(dǎo)致其活性的降低，我們應(yīng)該引起重視。全面改善該工藝的重整部分與催化劑的連續(xù)再生部分，一是技術(shù)上的研發(fā)，另一個方面是裝置上的改進。只有雙管齊下，才能確保連續(xù)重整工藝更好地應(yīng)用于煉油廠的生產(chǎn)中。