连续重整高碳催化剂对再生系统开工的影响

于喜超　张赛楠

摘 要：连续重整装置再生系统是实现含碳催化剂再生的关键。根据实际生产运行中的经验，总结了再生放空气不同处理技术的优缺点，描述了闭锁料斗分离区隙缝穿孔、分离区立管孔堵塞、再生器中催化剂烧结，这些影响再生系统长周期运行的现象。探讨了引起这些问题的原因并提出了相应的对策。

关键词：催化剂再生

引言

连续催化重整是生产高辛烷值汽油、高纯度氢和BTX的上游重要装置，主要有石脑油加氢分馏、重整反应、催化剂再生、芳烃分馏等部分组成。催化剂再生部分采用美国环球油品公司（UOP）CycleMax催化剂再生工艺，积碳后的催化剂在气力输送下通过“L”阀组以连续的方式送到分离料斗，催化剂在重力的作用依次通过再生器、氮封罐、闭锁料斗。

一、氧表失效的原因及对策

在正常操作中，燃烧区氧含量是催化剂再生过程中的最主要调节参数，再生循环气中的氧含量控制再生器过剩空气排放量：当过剩空气排放减少时，较多的空气就进入燃烧区，再生循环气中氧含量会变高。正常控制再生氧含量为0.5%～0.8%（V），过高的氧含量将导致过高的再生烧焦区温度，会对催化剂造成损害，甚至因超温损坏再生器内构件等设备。过低的氧含量会导致烧焦缓慢，造成再生烧焦区内烧焦不彻底，使含焦催化剂进入氯化区发生烧焦反应，将可能产生非常高的温度，造成催化剂载体氧化铝状态改变、铂聚结和氯化区设备损坏。再生气体中氧浓度控制低限是使碳全部在再生烧焦区烧掉所需要的最小浓度。

再生烟气氧表AIC2502在装置开车期间反复出现指示回零和漂移的问题，无法保证催化剂的正常烧焦，开车期间由于烧焦区入口氧含量ASHH2502及分析仪样气流量FSLL2531波动而导致再生系统多次出现热停车。致使床层温度一度失控，温峰最高到达590℃。经查，在用氧表只适合在低压（0～60psig）条件下工作，不符合在实际高压（60～110psig）工况条件下工作的设计技术要求，虽然厂商后来寄来了新的密封型参比气的测量元件，但货物到达现场时锆管已经断裂不能正常使用。为了不影响装置的正常开车运转，在线仪表人员通过进行自我改造、组装，使仪表暂时能够运行，但是无法保证其使用的稳定性。为此，装置利用系统停车的时机更换上适用的高压检测元件，经用标气调试，氧表可正常工作。另一方面，对引流的N2气和参比风线路进行了改造，从氮气缓冲罐M309引入专线氮气，从仪表风总管网引入专线仪表风，同时引一路瓶装压缩空气作备用以增加样气的稳定性。

二、分级催化剂开工情况

催化剂装填情况。重整反应器系统按照可利用催化剂碳含量由高到低原则，自反应器底部由下向上装填催化剂，反应器和还原段共装催化剂55t，其中，低碳催化剂52.5t，再生系统自流无碳催化剂（平均碳质量分数为0.04%）2.5t;催化剂再生系统全部装填再生系统自流无碳催化剂和新鲜催化剂，共9t，其中，再生系统自流无碳再生催化剂4.5t，补充新鲜催化剂4.5t。反再系统共计装填催化剂64t，其中低碳催化剂55t，再生系统自流无碳催化剂7t，新鲜催化剂4.5t。

再生器烧焦情况。催化剂再生系统于10月8日建立黑烧循环，开工初期，再生器烧焦区氧质量分数控制在0.6%～0.7%，闭锁料斗循环速率控制在70%～100%。为开工初期催化剂再生器床层各温度点的分布趋势，可以看出：烧焦区和氯氧化区平均温度均低于检修前平均水平，温峰为555℃，出现在第二个温度测点;烧焦区开工初期1个月的最高温度为568℃，出现在第三个温度测点，低于第一周期运行的最高值570℃和设计最高温度593℃;氯氧化区最高温度為480℃，高于检修前平均值3℃，处于正常范围。

三、再生器的优化管理

再生氧分仪故障。再生器内设有四个区，分别是烧焦、氯化、干燥和冷却区，待生催化剂在再生器烧焦区内进行烧碳，放出大量的热量，一般再生器床层的峰值温度至少在540℃以上。烧焦区的温度是由再生烧焦区的氧含量控制，催化剂的碳含量也影响再生器床层温度。

催化剂烧结。在装置停工检修后，重整反应器卸出的催化剂没有达到更换条件时，可再次利用，但重整反应器内会积有死区催化剂，这部分催化剂没有随着待生催化剂进行再生，而且常期堆积在反应器底部。死区催化剂最明显的表象特征是比普通的含碳催化剂表面更亮黑，这种黑得发光的催化剂称为“高亮球”。卸出催化剂中的“高亮球”分析碳含量为一般为14%～18%，稍高的碳含量平均约为23.8%，最高平均碳含量为40%左右。

四、去除粉尘的措施

将催化剂输送至反应器或从反应器送出来，都会导致粉尘的产生。催化剂在运输装卸过程中也易形成粉尘。这些粉尘必须在进入再生器之前将其除去，不彻底的除尘对催化剂烧焦和氯化更新不利。因此必须优化除尘操作。淘析管中的气体流速和催化剂的质量流量是正确进行除尘操作的2个标准参数。向上的气体流速要既能把所有粉尘带至收集器，又使颗粒催化剂只被带走一小部分。在常压再生装置中，颗粒催化剂在粉尘中的数量可作为判断除尘效果的标准。气体的线速度是把催化剂向上带的动力，淘析管中气体线速度通常控制在4.6m/s以下，这样能保证粉尘中的整颗粒催化剂（直径在1.2mm以上）占粉尘的比例为20%～30%。当淘析气流量过大时，粉尘中的整颗粒催化剂过多，造成催化剂损失;当淘析气流量过小时，催化剂中的粉尘不易被淘析出来。因此每天都应当观察集尘器中粉尘量及颗粒分布，及时调整淘析气流量。

结束语

高碳催化剂分离完全，避免了催化剂因高温烧结、转相而失活和再生器约翰逊网高温烧穿等现象发生。在整个开车过程中，催化剂性能和系统藏量正常，再生器烧焦区和氯氧化区各温度点均没有发生超温现象，有效地降低了装置运行的不稳定因素，为连续重整装置的长周期运行提供了有力保证。

参考文献

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