重整催化劑再生床層燒焦曲線(xiàn)異常探討

方元 吳婭楠 王芳

【摘 ?要】遼陽(yáng)石化芳烴廠140萬(wàn)噸/年重整裝置再生床層燒焦曲線(xiàn)異常，燒焦峰值由第4點(diǎn)轉(zhuǎn)移至第8點(diǎn)，再生催化劑出現(xiàn)侏儒球，初步判斷再生器內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)發(fā)生堵塞及泄漏，本文就這一異常情況分析如下。

【關(guān)鍵詞】催化重整;再生反應(yīng);催化劑

1 前言：

催化裂化裝置中燒焦的好壞直接決定了催化劑的再生效果，良好的再生可以保持催化劑的活性，提高輕質(zhì)油收率，減少催化劑單耗。

2 裝置現(xiàn)狀：

140萬(wàn)噸/年連續(xù)重整-歧化聯(lián)合裝置由中國(guó)石化工程建設(shè)公司設(shè)計(jì)，連續(xù)重整部分采用UOP最新一代超低壓連續(xù)重整工藝技術(shù)，催化劑再生部分采用UOP CycleMax工藝技術(shù)，并采用UOP推出的Chlorsorb工藝技術(shù)。裝置由150萬(wàn)噸/年預(yù)處理部分、140萬(wàn)噸/年連續(xù)重整部分及1360千克/小時(shí)催化劑連續(xù)再生部分、50000Nm3/h氫氣產(chǎn)能PSA提純部分、138萬(wàn)噸/年歧化部分、182萬(wàn)噸/年苯-甲苯分餾部分及136萬(wàn)噸/年二甲苯分餾部分組成，其中重整單元包括前三部分。本單元的原料為煉油廠常減壓裝置提供的加工俄羅斯的低辛烷值直餾石腦油及煉油廠加氫裂化裝置提供的加氫裂化重石腦油，直餾石腦油經(jīng)拔頭和加氫處理，與加氫裂化重石腦油混合，作為重整進(jìn)料。主要產(chǎn)品是拔頭油、燃料氣、液化氣、戊烷油、C6～C7組分、C8+重整油、含氫氣體和PSA提純氫氣，其中含氫氣體和PSA提純氫氣為我公司加氫改質(zhì)裝置提供氫源，見(jiàn)圖1。

3 曲線(xiàn)異常事件的處理：

經(jīng)過(guò)初步判斷再生器內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)發(fā)生堵塞及泄漏，決定再生系統(tǒng)進(jìn)行停工檢修。

3.1 檢修情況

1、檢修發(fā)現(xiàn)再生器內(nèi)網(wǎng)頂部預(yù)熱區(qū)出現(xiàn)3處開(kāi)裂，最大裂縫達(dá)到3mm。內(nèi)網(wǎng)有大量粉塵及催化劑碎粒堵塞。外網(wǎng)未發(fā)現(xiàn)任何損壞情況，同樣有大量粉塵及催化劑碎粒堵塞。

2、根據(jù)檢修前預(yù)估和內(nèi)網(wǎng)損壞情況，廠組織車(chē)間技術(shù)人員進(jìn)行了全面的系統(tǒng)檢查，具體如下：

經(jīng)過(guò)全面檢查，再生系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他損壞和堵塞情況。并利用檢修間隙，組織人員對(duì)分離料斗、再生器和閉鎖料斗底部錐形死區(qū)進(jìn)行了清理，防止死區(qū)堆積催化劑影響開(kāi)車(chē)后循環(huán)。

3、本次再生部分共卸出及篩分催化劑178桶，篩分出可利用催化劑17000Kg，粉塵碎粒及侏儒球868kg。

4 原因分析：

4.1直接原因：

部分催化劑在循環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)局部超溫，催化劑發(fā)生相態(tài)改變，形成侏儒球，粉塵和侏儒球堵塞再生器內(nèi)外網(wǎng)，導(dǎo)致循環(huán)燒焦風(fēng)量不足，是造成再生系統(tǒng)燒焦峰值偏移的直接原因。

4.2間接原因：

1、內(nèi)網(wǎng)開(kāi)裂導(dǎo)致部分催化劑漏出掉入氧氯化區(qū)遇到高氧燃燒使催化劑的載體晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生相變，由γ-氧化鋁變成α-氧化鋁結(jié)構(gòu)，形成侏儒球。

2、系統(tǒng)粉塵多，導(dǎo)致再生器內(nèi)、外網(wǎng)堵塞嚴(yán)重，造成再生燒焦循環(huán)氣分布不均勻致使催化劑燒焦流動(dòng)不均勻。比較干凈的區(qū)域風(fēng)量大，氧總量高，會(huì)出現(xiàn)局部高溫導(dǎo)致部分催化劑晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生相變。

3、內(nèi)網(wǎng)堵塞部位存在燒焦不完全，燒焦峰溫下移，導(dǎo)致催化劑超溫相變，形成侏儒球。

4、催化劑中的侏儒球活性低且抗壓強(qiáng)度弱，催化劑在反再系統(tǒng)循環(huán)過(guò)程及催化劑跑劑進(jìn)入再生煙氣循環(huán)系統(tǒng)中易磨損導(dǎo)致粉塵量的增加。

4.3深層次原因：

1、2019 年大檢修后開(kāi)車(chē)過(guò)程中原料水含量未得到有效控制。檢修后，外供原料管線(xiàn)存水帶入重整原料中，未及時(shí)降水脫除，造成水含量大幅超指標(biāo)的情況，在高苛刻度的情況下對(duì)催化劑的強(qiáng)度造成一定的損傷。

2、催化劑運(yùn)行 4 年，處于運(yùn)行中后期，催化劑抗壓強(qiáng)度亦成下降趨勢(shì)，粉塵量有所上升。

3、催化劑淘析過(guò)程操作不規(guī)范，未嚴(yán)格執(zhí)行 UOP的技術(shù)要求，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)粉塵淘析不徹底，催化劑粉塵在系統(tǒng)中長(zhǎng)時(shí)間累積，導(dǎo)致再生器內(nèi)外網(wǎng)聚集堵塞。

結(jié)語(yǔ)：

催化劑粉塵管理等同于原料管理，立即組織編制重整催化劑“一劑一策”管理手冊(cè)，嚴(yán)格執(zhí)行催化劑淘析操作規(guī)程，強(qiáng)化日常催化劑粉塵管理的全過(guò)程監(jiān)控。催化劑再生氧表應(yīng)建立定期標(biāo)定管理規(guī)范，在日常操作時(shí)，要確保循環(huán)氫水分儀正常投用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海明;王小夢(mèng);連續(xù)重整催化劑性能及重整反應(yīng)影響因素研究[J];石化技術(shù);2018年07期