连续重整装置催化剂再生工艺改进

连续重整装置催化剂再生工艺改进

白雨鑫

中石油云南石化有限公司  云南 安宁 650300

摘要：本文将以某地方企业连续重整装置催化剂再生工艺作为研究对象，阐述催化剂失活的直接原因，并提出升高设备出口温度、把控烧焦氧体积、增加注氯量等优化措施，从而保证催化剂再生效果满足应用需求。

关键词：连续重整装置；注氯量；催化剂再生工艺

引言：连续重整装置催化再生设备主要由冷却区、注氯区、干燥区、燃焦空气、再生烟气以及催化剂组成，当待生催化剂流入烧焦区后会与烧焦空气发生燃烧反应，之后再与四氯乙烯反应进行铂分散，最终流入干燥区脱去水分，并在冷却后完成催化剂的再生。

一、实验案例

某地方企业的连续重整设备主要用于生产液化气与苯，该设备能够在一定反应压力下，使重整原料在催化剂的作用下产生化学反应，实现分子结构的重组，并生产芳烃以及汽油组分。实验中所采用的催化剂型号为PSVI，其铂质量分数为0.26%、氯质量分数为1%、堆密度为0.54g·ml-1、比表面积为180m2·g-1、颗粒分布为98%。根据实际调查显示，该催化剂再生单元经常出现异常停车，不仅使催化剂性能大幅度削弱，也不利于反应物质量的把控。究其原因在于：一，由于催化剂经常在高压、高温下进行反应，因此容易造成快速积碳导致催化剂活性下降；二该装置自投入使用以来，始终存在循环速率波动幅度较大的问题，且再生装置压力波动较为频繁，使尚未充分燃烧的催化剂积碳在氯化区内继续燃烧，从而形成飞温，造成催化剂烧结；在设备运行时，再生设备存在内网泄漏现象，或是仪表故障、干燥器异常，上述问题都会使催化剂再生部分出现异常停车[1]。

二、连续重整装置催化剂再生工艺改进措施分析

（一）优化对策

为了实现催化剂的活性提升，便需要完成催化剂的烧焦处理，及时补充催化剂的部分氯化物，以此达到还原金属活性的目的。由于催化剂再生部分可以在高压、高温下进行操作，因此在进行工艺优化时需要打造良好的工艺条件，合理选择操作参数。要求在生产管控环节，要充分遵守操作标准，实现积碳的完全燃烧，防止烧炭区存在积碳燃烧破坏相关装置与催化剂。根据实验调查显示，通过改变原料性质或是调节再生操作参数的方法能够起到强化催化剂活性的作用，进一步延长催化剂使用时间，比如适当增加塔底温度、提升氯化区温度等。

同时催化剂再生系统的运行质量能够直接决定催化剂性能的实际恢复效果，为此，需要切实保证催化剂能够实现连续再生，通过控制注氯量以及提高铂分散质量的方法来获取优质的催化剂金属功能，并确保其与酸性功能可以有效匹配，使重整反应过程中的各技术指标呈现大幅度增长。比如美国UOP工艺所采取的催化剂氢铂比为1，而氧氯化区的温度则为500度，但在实际生产过程中，采用UOP工艺的重整设备却存在催化剂氢铂比较低的问题，且氧氯化区的实际温度只有440度，难以达到安全标准的490度，最终影响氧氯化更新状况，从而破坏催化剂活性。因此若想彻底实现工艺技术的改进，便需要从根本上改进相关装置的实际效能，并进一步优化单元流程[2]。

为了确保催化剂性能的完全恢复，需要及时弥补工艺缺陷，做好设备的维修与保养，防止出现设备破损与老化，以此实现生产流程的稳定开展，具体改进措施可分为以下几点：第一，优化仪表控制系统，相关企业需要准确测量再生气压差，及时更改闭锁料，通过改进缓冲区阻尼值，使其从以往的20s降低至15s，以此达到增强料位仪响应效率的目的；第二，改进操作方法，需要将蒸发塔的压力值降低至0.85MPA，并将回流比控制在0.3~0.4之间，同时要利用提高脱水效果的方法减少重整反应过程中氯的流失，最终实现催化剂持氯能力的提升；第三，为了避免出现催化剂超温现象，需要将烧焦峰温降低至烧焦温度以下，并保证烧焦氧体积的百分比不超过0.55%，之后需要结合待生催化剂含碳量的实际变化以及烧焦峰温的波动幅度，适当调整氧体积分数，使其控制在0.7%左右；第四，为了增加催化剂内的氯元素，需要进一步强化催化剂中的铂分散程度，可通过将注氯量由以往的16kg/d上升至18kg/d来达到该目的；若环境内的含水量超标，则催化剂内的水氯便无法形成平衡，此时氯极容易出现大量流失，为此需要适当减少催化剂内的含水量，并及时对性能下降的空气干燥剂进行更换；第六，为了增强催化剂氯化更新水平，需要将电加热装置的出口温度上升至480度；第七，改进工艺流程，一方面要及时更换再生设备内网，并安装热区电加热设备，另一方面要在注氯夹套上添加加热夹套。

（二）实际效果

具体的改进效果可表现为以下几点：重整反应温度，适当增加反应温度能够起到增强芳烃反应强度的作用，在操作过程中可以发现反应温度处于平衡状态时，汽油辛烷值以及苯产率都出现明显提升，而在原料芳烃含量基本保持不变的前提下，通过以上改进措施能够使重整反应温度由以往的170度增加至300度，且保持稳定，证明催化剂性能得到有效恢复；操作系数，燃烧区含氧量、氯化物注入量都是催化剂再生单元的操作参数，通过以上改进措施后，再生烧焦峰温相对稳定，且温度不会出现巨大波动，能够稳定在500度左右，而再生循环风量则由以往的1215m

3/h上涨至1300m3m/h。同时循环氢含水量也从以往60ml/m3提升至25ml/m3。由此可知采取操作调整能够起到减少循环氢以及空气中含水量的作用，使催化剂再生能够保持白烧状态，而待生催化剂的氯质量也由以往的0.86%提升至1%，证明催化剂持氯效果得到进一步增强，且催化剂的氯质量从1%提升至1.1%，证明催化剂性能良好；C≥8非芳烃质量能够有效反映催化剂活性水平，一般情况下该数值不超过2.5%，而在采取改进措施后，C≥8非芳烃质量由以往的2.97%降低至1.9%，且辛烷值从以往的90上升至100，苯收率从3%提升至5%，证明催化剂性能得到有效恢复。

结论：综上所述，通过将某地方企业连续重整装置的催化剂再生工艺作为研究对象，分析造成催化剂失活的主要因素，并提出一系列具有针对性的优化措施，以此增强连续重整装置催化剂的实际性能。

参考文献：

[1]毕冬雪,李雅轩,肖雨亭.废SCR脱硝催化剂再生与金属回收及载体回用技术[J].电力科技与环保,2022,38(03):232-237.

[2]梁越.裂解碳九加氢催化剂再生活化的应用研究[J].广东化工,2022,49(07):53-55.