连续重整催化剂风车式物理分级在辽河石化的首次应用

张琳

摘要：中国石油辽河石化分公司采用风车式物理分级技术对连续重整装置反应-再生系统卸出的催化剂按照密度进行分级，可将受损后的侏儒球、破碎催化剂从正常催化剂中分离出来，分离后可回用的催化剂积碳量最高为4.71%，能够满足积碳量小于6%的控制指标要求。工业运转结果表明，风车式物理分级技术的催化剂密度分级效果良好，将积碳量不大于6%的催化剂回收利用，不仅能满足反应和再生的要求，而且还缩短了再生开工过程中的黑烧时间。

关键词：催化剂;物理分级;连续重整;积碳

催化剂再生单元是连续重整装置的核心，再生单元的平稳运行是连续重整装置安、稳、长、满、优运行的前提。重整催化剂通过再生系统连续烧炭、更新和还原后，再返回反应器。在上述过程中，由于设备结构的原因，在反应器底部区域会积聚一些不能正常流动的催化剂，这些催化剂长时间与油气接触，积炭量会不断上升，一般20%--50%之间，被称为死区催化剂。死区催化剂积炭有别于正常催化剂积炭，死区催化剂外观呈黑亮色，碳/氢比较高，属石墨型积炭，在再生器烧焦区环境下很难进行燃烧。研究结果表明，高积炭催化剂无法在再生器烧焦区完全燃烧，残炭被带入高温、高氧的氯氧化区完全燃烧，会造成局部超温，导致高温区域催化剂颗粒被高温烧结发生晶相变化，颗粒缩小变成灰白色的“侏儒球”，完全失去活性;严重时甚至会烧坏再生器内构件，影响长周期运行^[1，2]。

1 重整催化剂风车式物理分级装置

第三代风力负压作用下物理分级（风车式）专利技术是根据不同积炭量催化剂密度的差异，运用风车的基本原理，将催化剂提升到一定的高度均匀抛下，在横向热风力的作用下使催化剂作横向同步运动，这时同体积、密度不同的催化剂就前后分离开了，由于下设导向调节板，可以根据催化剂的含炭量分離要求，调节催化剂流量和风量。目前工业化应用中实现半自动化操作。这种分级技术的优点是：①分级效率高;②分离过程中采用热风为分离动力，催化剂不吸潮;③粉尘快速分离和收集，安全环保;④分离过程中没有催化剂破碎现象;⑤没有磨损损耗;⑥只要有密度差就能分离

2 物理分离技术的应用效果

2.1 催化剂物理分级

2015年4月17日装置停工，21日开始卸剂，按照反应器与再生系统分别计量装桶并编号。装置连续运行28个月，为了保证检修后长周期运行，决定对卸出的重整催化剂全部进行物理分级。分级要求积炭量大于6%和粒径小于1.2mm的催化剂全部作为废剂分出。

2.2 催化剂物理分级效果

装置累计卸出催化剂43335kg，其中反应器与还原区34674kg，再生系统（含再生器、分离料斗、闭锁料斗）8661kg;装置原始粉尘（生产中产生的）2191kg。分离出能回装低炭催化剂40891kg;不能回装的高炭催化剂2834kg;粉尘2363kg。装置未产生“侏儒球”。共分离出不能使用的催化剂5197kg，损耗4.5kg。

分离后被回收的合格催化剂经过目测未发现表面黑亮的高积炭催化剂、侏儒球和粉尘，催化剂颗粒按最高积炭量≯6%的指标要求验收。最高积炭量测定方法：从被回收的合格催化剂中随机取出2000粒催化剂中选出30粒最黑的小球进行积炭的测定。催化剂分离后的各物料收率、积炭量及分离后的指标对比见表1、2。

2.3 分级后催化剂的工业运转效果

2015年5月12日将可再利用催化剂按照卸剂时装桶编号的顺序重新装入反应-再生系统，同时补充新鲜催化剂约3吨，分别装在还原段和再生系统，反应-再生系统累计装填催化剂约43.6吨。2015年5月19日重整反应温度升至370℃，引精制石脑油进重整反应，并逐渐提温至480℃，重整进料流量为48t/h，重整生成油的RON达到100，反应部分开始提温提量，开工正常。再生系统与2015年5月21日开始黑烧，催化剂的循环量为60%，采样分析烧焦后重整催化剂积炭量，其值为0.03%，再生系统黑烧20h后，开始进行催化剂白烧，催化剂循环量提至100%，再生系统开工正常。

3 结论

（1）江苏泰兴市精诚环保设备有限公司开发的连续重整催化剂物理分级技术以热风为分离动力，可以将使用后的连续重整催化剂中的高积炭催化剂、粉尘有效分离，分离后回用的催化剂积炭量最高为4%，能够满足积炭不大于6%的控制指标要求。

（2）辽河石化公司连续重整装置采用该技术对催化剂进行分级并分出的合格催化剂回用后，待生催化剂的积炭量最高为4.71%，保证了装置的平稳运行。再生系统黑烧运行20h后，即成功转为“白烧”，缩短了开工过程。

参考文献：

[1] 孙健.风车式物理分离技术在连续重整装置催化剂分级中的应用[J].石油炼制与化工，2013，44（3）：18-20

[2] 雷荣校.物理分级技术在重整装置催化剂分级中的应用[J].广州化工，2014，42（14）：197-199