連續(xù)重整工藝技術(shù)研究進(jìn)展

金宏偉(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812)

0 引言

連續(xù)重整工藝作為煉油生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的工藝技術(shù)，通常情況下主要是石腦油，并且通過加氫重整催化等工藝體系，將各個再生單元進(jìn)行重整形成一個整體。在處理完成以后，可以將原料油中的重金屬雜質(zhì)去除，直接進(jìn)入到連續(xù)重整工藝生產(chǎn)中，以此保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足其生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)捰彤a(chǎn)品的需求。同時，連續(xù)重整工藝技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢，在煉油生產(chǎn)領(lǐng)域中具有良好的發(fā)展趨勢。

1 連續(xù)重整工藝技術(shù)分析

連續(xù)重整工藝技術(shù)屬于石油二次加工的一種技術(shù)，可以有效提升石油加工生產(chǎn)的質(zhì)量，降低對石油能源的消耗，實(shí)現(xiàn)良好的加工生產(chǎn)效益[1]。

1.1 工藝技術(shù)概述

連續(xù)重整工藝技術(shù)較為復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的效果，必須掌握其技術(shù)概述和技術(shù)要點(diǎn)。

(1)連續(xù)重整工藝技術(shù)主要是將石腦油、辛烷值、加氫石腦油作為主要的加工原料，并且在生產(chǎn)加工的時候，利用Pt-Re雙金屬催化劑，在500 ℃左右的高溫環(huán)境下，促使原料分子產(chǎn)生變化和重整，以此增加芳烴的產(chǎn)量，確保生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。連續(xù)重整工藝技術(shù)主要包括：UOP連續(xù)重整和IFP連續(xù)重整工藝技術(shù)形式。

(2)連續(xù)重整工藝技術(shù)在加工生產(chǎn)的時候，催化劑可以按順序流過串聯(lián)的移動床反應(yīng)器，并且從最后一個反應(yīng)器流出。催化劑含碳量為5%～7%，催化劑通過重力和氣體提升，傳輸?shù)皆偕鬟M(jìn)行再生處理。再生完成以后，恢復(fù)活性的再生催化劑可以返回到第一反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，這樣在系統(tǒng)內(nèi)形成一個閉路循環(huán)的狀態(tài)，以此保證連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

(3)從技術(shù)工藝的角度來說，雖然連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，所使用的催化劑可以頻繁進(jìn)行再生處理[2]，但對反應(yīng)條件較為嚴(yán)格，主要為0.80～0.35 MPa的低反應(yīng)壓力，反應(yīng)溫度為500～530 ℃，為環(huán)烷烴、直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴的反應(yīng)提供相對便利的條件，重整生成油的辛烷值可以達(dá)到100以上，其液體收率和氫氣產(chǎn)量也相對較高，以此實(shí)現(xiàn)良好的加工生產(chǎn)效果。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

連續(xù)重整技術(shù)中UOP連續(xù)重整技術(shù)工藝和IFP連續(xù)重整技術(shù)工藝在反應(yīng)條件方面基本是相似的，都是利用催化劑生成反應(yīng)，以此實(shí)現(xiàn)預(yù)期的連續(xù)重整目的。從外觀的角度來說，UOP連續(xù)重整技術(shù)中的三個或四個反應(yīng)器就是疊置的，催化劑主要是根據(jù)重力，由上而下按照順序流過反應(yīng)器，最后一個反應(yīng)器出來的待生催化劑再用氮?dú)馓嵘猎偕黜敳?。IFP連續(xù)重整技術(shù)工藝的反應(yīng)器屬于并列關(guān)系，并且催化劑在每兩個反應(yīng)器之間利用氮?dú)馓嵘较乱粋€反應(yīng)器的頂部，提升到最后一個反應(yīng)器所出來的待生催化劑，依舊是利用氮?dú)馓嵘皆偕黜敳俊?/p>

1.3 工藝技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

連續(xù)重整工藝技術(shù)存在優(yōu)勢的同時也存在著一定的缺點(diǎn)，需要對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的了解、全面的掌握，才可以有針對性地對連續(xù)重整工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)其良好的發(fā)展。

連續(xù)重整工藝技術(shù)作為煉油加工生產(chǎn)發(fā)展中重要的發(fā)展趨勢，為其重整反應(yīng)提供了相對便利和適宜的條件。同時，利用連續(xù)重整工藝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高的芳烴產(chǎn)率、液體收率、氫氣產(chǎn)率等，提升其生產(chǎn)效率，生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量也得到保障。但連續(xù)重整工藝技術(shù)在應(yīng)用的時候，需要根據(jù)具體的實(shí)際情況，合理選擇技術(shù)形式，才能保證良好的技術(shù)效益。

連續(xù)重整工藝技術(shù)所需要的成本相對較大，其裝置的規(guī)模越小，所占用的比例也就越大，所以當(dāng)規(guī)模小時采用連續(xù)重整工藝技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)效益相對較差。

2 連續(xù)重整工藝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 重疊式連續(xù)重整

重疊式連續(xù)重整工藝技術(shù)主要是從常壓再生工藝、Cyclemax工藝、加壓再生工藝技術(shù)等方面展開，落實(shí)好各項(xiàng)技術(shù)形式，可以有效保證加工生產(chǎn)的效果[3]。

(1)常壓再生工藝。常壓再生工藝是重疊式連續(xù)重整工藝技術(shù)中常見的一種技術(shù)形式，工藝反應(yīng)壓力應(yīng)當(dāng)控制在0.88 MPa，并且為了保證在反應(yīng)器與再生器之間產(chǎn)生或者再生的催化劑各有一個的閉鎖料斗，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了一系列的程序步驟，其中主要包括：準(zhǔn)備、吹掃、卸料、加壓、裝料等方面。同時，常壓再生工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，催化劑輸送主要是以程序邏輯控制系統(tǒng)為主，以儀表、定時器、閥門自動控制等設(shè)備為輔，這樣可以實(shí)現(xiàn)一個對待生催化劑進(jìn)行控制，一個對再生催化劑進(jìn)行控制的效果。另外，常壓再生工藝加工生產(chǎn)主要是利用流量控制斗對催化劑流動速度進(jìn)行控制，以此保證良好的常壓再生工藝技術(shù)加工生產(chǎn)效果。

(2)加壓再生工藝技術(shù)。加壓再生工藝主要是在常壓再生工藝基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)，主要表現(xiàn)為反應(yīng)壓力有所下降，一般下降到0.35 MPa，并且根據(jù)實(shí)際情況反映刻度，提升產(chǎn)品的收率。在加壓再生工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，反應(yīng)器內(nèi)物料主要是由上進(jìn)下出轉(zhuǎn)變?yōu)樯线M(jìn)上出的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這樣可以有效改善氣流分布的狀態(tài)，避免產(chǎn)生隱患。加壓再生工藝技術(shù)主要是對再生器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，主要是將其操作壓力常壓參數(shù)值進(jìn)行提高，一般是提高到0.25 MPa，這樣可以實(shí)現(xiàn)良好的催化劑再生能力，實(shí)現(xiàn)良好的加工生產(chǎn)效率[4]。另外，閉鎖料斗也進(jìn)行了改變，將其轉(zhuǎn)換成分區(qū)變壓控制，并且催化劑管線上呈現(xiàn)無閥操作，以此減少磨損以及維護(hù)的次數(shù)，降低其加工生產(chǎn)成本。加壓再生工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，將還原罐放置在閉鎖料斗上，這樣可以利用較高純度的氫氣作為還原氣，并且還原尾氣排入產(chǎn)氫管網(wǎng)，不進(jìn)入反應(yīng)器，在一定程度上避免水分帶入反應(yīng)系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際情況放置空氣洗滌塔，空氣在經(jīng)過堿的清洗以后才釋放到大氣中，以此避免對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。

(3)Cyclemax工藝。Cyclemax工藝技術(shù)也是重疊式連續(xù)重整技術(shù)中常見的一項(xiàng)技術(shù)形式，Cyclemax工藝所采用的再生器是以錐形篩網(wǎng)為主，這樣可以有效避免部分催化劑在高溫環(huán)境的狀態(tài)下產(chǎn)生較長的停留時間，以此提升催化劑的壽命。同時，Cyclemax工藝對催化劑提升系統(tǒng)有所改進(jìn)，主要是利用“L”代替?zhèn)鹘y(tǒng)提升氣，并且使用無沖擊彎頭，可以有效減少磨損問題的產(chǎn)生[5]。催化劑可在反應(yīng)器頂部的還原罐內(nèi)部，在不同的溫度環(huán)境下進(jìn)行還原，可以有效改善還原的條件，也有利于保持催化劑性能，并可直接使用未經(jīng)提純的重整氫作還原氣。另外，Cyclemax工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，可以根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)增加料斗，這樣可以處于不停工的狀態(tài)進(jìn)行催化劑的更換，以此實(shí)現(xiàn)良好的加工生產(chǎn)效率。

2.2 并列式連續(xù)重整工藝技術(shù)

并列式連續(xù)重整工藝技術(shù)主要包括： Regen C工藝、分批再生工藝、Regen B工藝等，其具體的內(nèi)容如下。

(1) 分批再生工藝。分批再生工藝技術(shù)是并列式連續(xù)重整工藝技術(shù)中常見的一種技術(shù)形式，該項(xiàng)技術(shù)的反應(yīng)壓力為0.8 MPa，并且在反應(yīng)壓力的作用下，催化劑在再生器內(nèi)部分批再生，其壓力為0.96 MPa。分批再生工藝在加工生產(chǎn)的時候，重整反應(yīng)器一般呈現(xiàn)并列的布置，利用氫氣對催化劑進(jìn)行提升，以此保證催化劑提升的效果。另外，再生主要采用冷循環(huán)方式為主，并且利用壓縮機(jī)進(jìn)行壓送，將加熱爐作為再生供熱，以此實(shí)現(xiàn)良好的再生效果。

(2) Regen B工藝。Regen B工藝主要是在分批再生工藝的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)，重整反應(yīng)壓力可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)降低，降低到0.35 MPa，這樣再生器壓力可以高于第一反應(yīng)器壓力，避免異常現(xiàn)象的產(chǎn)生[6]。另外，催化劑再生主要是從上至下進(jìn)行劃分，劃分為：一段燒焦、二段燒焦、氧化氯化和焙燒等區(qū)。同時，利用電加熱器進(jìn)行加熱再生器，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置氮?dú)?，?shí)現(xiàn)良好的循環(huán)系統(tǒng)，把再生催化劑提升氫氣轉(zhuǎn)換成氮?dú)猓源藢?shí)現(xiàn)催化劑再生轉(zhuǎn)化的效率。

(3)Regen C工藝。Regen C工藝主要是根據(jù)實(shí)際情況，降低燒焦區(qū)的溫度、濕度等方面，以此提升催化劑的使用壽命。另外，Regen C工藝對氧氣燒焦系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，這樣可以有效提升燒焦操作的可能性，實(shí)現(xiàn)并列式連續(xù)重整技術(shù)存在的價(jià)值。

3 提升連續(xù)重整工藝技術(shù)應(yīng)用的主要措施

為了實(shí)現(xiàn)良好的連續(xù)重整工藝技術(shù)應(yīng)用效果，需要采取合理的措施，加強(qiáng)對連續(xù)重整工藝技術(shù)應(yīng)用的控制，避免各項(xiàng)工藝技術(shù)問題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用效果。

3.1 預(yù)處理單元控制

預(yù)處理單元控制是提升連續(xù)重整工藝技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵，主要是從溫度、壓力、空速等方面展開，其內(nèi)容如下：

(1)溫度。針對預(yù)加氫反應(yīng)期間，反應(yīng)溫度的合理性直接影響著反應(yīng)的效果。因此，一定要對其溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，不能使溫度過高，因?yàn)闇囟冗^高就會產(chǎn)生硫醇，嚴(yán)重影響脫硫的效率。通常情況下，溫度一定不能大于340 ℃[7]。

(2)壓力。氫分壓可以將反應(yīng)壓力中所產(chǎn)生的影響顯現(xiàn)出來，并且操作壓力、原料油的氣化率，以及氫油之間的比例直接決定著氫分壓的效果。同時，如果壓力有所提升，可以減少催化劑上面的積碳量，加強(qiáng)氫反應(yīng)的效率，并且將其中存在的一些雜質(zhì)進(jìn)行有效去除。但是，在進(jìn)行調(diào)節(jié)的時候，不能將其壓力作為一個參數(shù)，主要是因?yàn)榻?jīng)常會受到設(shè)備的限制，造成不利的影響。因此，需要根據(jù)原料油之間存在的差異，以及各項(xiàng)裝置的具體情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力，如果原料油中存在較多雜質(zhì)，那么需要在原基礎(chǔ)之上適當(dāng)增加壓力數(shù)值，如果雜質(zhì)相對較少，則需要在原基礎(chǔ)上降低壓力值，以此保證壓力的合理性。

(3)空速。在連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，影響加氫期間體積空速大小的因素相對較多，例如：產(chǎn)品的質(zhì)量、原料油的性質(zhì)以及具體的操作條件[8]。因此，需要對各個方面進(jìn)行綜合性的考慮，合理設(shè)置空速參數(shù)值，避免對催化劑的使用造成嚴(yán)重的影響。

3.2 重整反應(yīng)單元

針對重整反應(yīng)單元應(yīng)當(dāng)從反應(yīng)溫度、催化劑控制、反應(yīng)系統(tǒng)潔凈度控制等方面展開，其內(nèi)容如下：

(1)反應(yīng)溫度。從重整反應(yīng)的角度來說，反應(yīng)溫度不僅影響生成油的效果以及質(zhì)量，也影響著氫氣產(chǎn)率，這意味著，反應(yīng)溫度在重整反應(yīng)單元中占據(jù)著重要的地位。同時，反應(yīng)溫度的合理性也影響著重整裝置的運(yùn)行，溫度較高，也會對重整裝置產(chǎn)生較大的不利影響。

因此，在反應(yīng)溫度控制的時候，一定要保證其合理性，可以利用加熱爐進(jìn)行精細(xì)化調(diào)節(jié)，避免異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生。同時，在具體操作的時候，一定要保證熱爐燃燒處于均勻的狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置火嘴的數(shù)量以避免熱爐負(fù)荷較大?？梢栽诨鹱斓奈恢迷O(shè)置壓力表，并且根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)對爐膛負(fù)壓進(jìn)行調(diào)整，以此保證良好的熱燃燒效果。另外，需要定期對加熱爐進(jìn)行清潔處理，避免出現(xiàn)堵塞，影響火嘴的使用性能。

(2)催化劑控制。要保證催化劑自身的活性得以充分發(fā)揮，一定要對催化劑進(jìn)行合理的控制，一般情況下最為理想的狀態(tài)為循環(huán)氫環(huán)境中水含量為15～25 mol，并且催化劑中氯含量為1.1%～1.2%[9]。同時，在加工生產(chǎn)的時候，需要對反應(yīng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的高水沖擊進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免造成不良影響。在進(jìn)料的時候，還需要對硫含量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，一般情況下應(yīng)當(dāng)控制在0.25%～0.50%之間，這樣可以有效避免結(jié)焦現(xiàn)象的產(chǎn)生。

但是，如果發(fā)現(xiàn)氮含量超標(biāo)，需要在第一時間對原料組成以及工藝技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行優(yōu)化，確保其合理性。

(3) 科學(xué)控制反應(yīng)系統(tǒng)潔凈度。在管理工作過程中，想要有效達(dá)到保障裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，就應(yīng)當(dāng)減少操作過程中例如粉塵等雜質(zhì)在反應(yīng)系統(tǒng)中的聚集，同時要預(yù)防反應(yīng)系統(tǒng)中重整催化劑降壓的增加。原因是一旦重整反應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)跑劑的現(xiàn)象，直接會影響到物料與氫氣的平衡度，導(dǎo)致操作裝置不能正常的運(yùn)行，嚴(yán)重減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

并且粉塵過多易影響下游操作裝置，促使催化劑的消耗量大量增加。想要有效解決催化劑發(fā)生過度跑損的問題，必須要時刻強(qiáng)化設(shè)備操作水平與能力，注重優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝，更應(yīng)該不斷完善精細(xì)化管理?；镜牟僮鞑襟E主要是進(jìn)行重整升降溫度的調(diào)節(jié)，從而有效控制重整反應(yīng)時的苛刻條件，避免損傷設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件，同時要注意減少調(diào)整反應(yīng)溫度的頻率，通過控制穩(wěn)定燃料氣管網(wǎng)內(nèi)燃料氣體的組成，減少氫氣含量的大幅度變化與反應(yīng)的波動，從而保障反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。同時要觀察儀表和工藝等方面的問題，不斷進(jìn)行優(yōu)化，大大提高循環(huán)壓縮機(jī)的管理水平，注意定期檢查反應(yīng)器，提高操作人員的專業(yè)能力，增強(qiáng)解決突發(fā)事故的能力，保障整體操作過程中的安全生產(chǎn)[10]。

3.3 催化劑再生單元

連續(xù)重整工藝技術(shù)在應(yīng)用控制的時候，不僅需要重視預(yù)處理單元控制、重整反應(yīng)單元導(dǎo)等，還需要重視催化劑再生單元，這樣才能保證其控制效果，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的加工生產(chǎn)目的，確保其效果和經(jīng)濟(jì)效益。

(1)催化劑再生單元控制的重點(diǎn)是再生燒焦過程控制，其關(guān)鍵點(diǎn)是控制燒焦氣的含氧量，一般是將其控制在0.5%～1.0%，保證燒焦期間的穩(wěn)定性。同時，如果成本允許的話，可以引進(jìn)一臺氧含量分析儀，這樣可以對其含氧量進(jìn)行分析，根據(jù)氧含量的情況，適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，避免產(chǎn)生意外情況。另外，僅僅控制含氧量是不夠的，還需要控制燒焦溫度峰值，通常控制在475～550 ℃最為適宜，其最高溫度不能超過590 ℃，并且如果處于完全燒焦的狀態(tài)，這時就需要及時降低床層溫度，確保其安全性和穩(wěn)定性[11]。

(2)針對干燥空氣含水量的控制，需要在連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的時候，對催化劑的性能進(jìn)行判斷，這樣可以通過干燥劑的干燥程度進(jìn)行判斷，其表現(xiàn)為干燥程度越高，其性能越好，可以有效提升加工生產(chǎn)的效果。加強(qiáng)對干燥空氣含水量的控制，主要是因?yàn)楹恳坏┹^多，在催化劑再生還原的時候，很容易導(dǎo)致催化劑失氯，嚴(yán)重影響再生還原的質(zhì)量。為了提升催化劑的干燥程度，可以將熱干燥空氣上所殘留的水分去除，以此保證良好的干燥程度，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的加工生產(chǎn)目的。

(3)再生煙氣脫氯也是催化劑再生單元控制的主要內(nèi)容，傳統(tǒng)的堿洗脫氯技術(shù)在長期使用中存在的一些弊端逐漸顯現(xiàn)出來，已經(jīng)無法滿足連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的需求[12]。因此，隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，逐漸將Chlorsorb TM氯吸附技術(shù)應(yīng)用到其中，并且根據(jù)實(shí)際情況，將料斗設(shè)置在氯吸附區(qū)進(jìn)行分離處理，這樣可以確保再生器中的空氣與催化劑進(jìn)行充分的接觸，并且可以有效回收空氣中的氯，避免腐蝕造成嚴(yán)重的影響，也能降低連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)良好的加工生產(chǎn)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，在各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展、連續(xù)重整工藝技術(shù)逐漸成熟的背景下，文章基于連續(xù)重整工藝技術(shù)的特點(diǎn)和概念，對其具體應(yīng)用以及控制措施展開分析和闡述，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容，加強(qiáng)對各個方面的控制，其目的就是保證連續(xù)重整工藝技術(shù)加工生產(chǎn)的質(zhì)量，以及期間的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，為其行業(yè)的發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。