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连续重整工艺流程分析与探讨

2021-11-20马亚恒孙亮

油气·石油与天然气科学 2021年10期
关键词:催化剂流程

马亚恒 孙亮

摘要:连续重整工艺流程也指催化剂连续再生重整工艺技术及流程,利用移动床反应器,加入催化剂后,让催化剂在反应器与再生器之间连续的流动并发挥催化作用。当前,在世界范围内,常见的或者主流的连续重整工艺也比较多,例如美国的重叠式连续重整工艺、法国的并列式连续重整工艺流程。文章对常见的连续重整工艺流程进行了分析和探讨,对连续重整工艺技术具有一定的促进作用。

关键词:连续重整工艺;催化剂;流程

1引言

连续重整工艺流程指的是催化剂的连续再生重整工艺,这种工艺流程使用移动床作为反应器,让催化剂能够在反应器与再生器之间连续移动。在重整反应工艺流程及反应条件下,催化剂上面存在的积碳可以被有效的清除掉,这种情况下,重整反应就可以在比较苛刻的条件下进行反应。在连续重整工艺流程中,反应的压力和氢油比偏低,重整反应产品的收率能够得到保障,并且反应周期较长,工艺操作可以在稳定的环境下进行。当前,在连续重整工艺流程操作中常见的工艺技术如前面提到的美国的重叠式连续重整工艺、法国的并列式连续重整工艺流程都属于绝热式径向反应器的多段反应,同时单独配备了催化剂连续再生系统。在连续重整工艺中,催化剂在反应器和再生器之间能够连续的流动,因此,在操作工艺,操作流程,设备结构,条件控制方面每种工艺都具有其特点。当然,也存在一定的差异性,表现为[1]:

(1)美国的重叠式连续重整工艺中的反应器以重叠式进行布置,所占的空间及面积较小,催化剂在反应器之间依靠重力作用流动,不需要借助气体进行催化剂的提升,但是对反应设备及反应框架的要求较高。法国的并列式连续重整工艺流程以并列式进行布置,各个反应器中的催化剂需要在气体作用下才能提升,反应设备高度不需要特别严格,设备维修起来较为便捷,但是面积较大,占有一定的体积,并且在反应过程中需要气体多次进行提升。

(2)法国的并列式连续重整工艺流程比较简单,对工艺设备及管线的材质具有较高的要求,伴生气中含有一定量的水,并且含水率比较高。再生器的干燥流程采取冷循环方式,所需要的设备数量较多,材质以普通钢制材料为主,选材比较便捷,对催化剂比表面积的保持较为有利。

(3)美国的重叠式连续重整工艺中闭锁料斗装置安装在再生器的下面部位,再生器运行压力低于反应压力。法国的并列式连续重整闭锁料斗安装在再生器的上面位置,再生器运行压力高于反应压力,有助于催化剂的烧焦操作。

2重叠式连续重整工艺流程概述

2.1 常压再生工艺

常压再生工艺反应所需的压力为0.88MPa,为常压状态。为确保催化剂能够在反应器和再生器之间平稳输送,待生与再生的催化剂之间会设置两个闭锁料斗,并设置了相应的程序和流程,例如物料准备、设备吹扫、卸料、提压、填料等操作。催化剂的输送程序依靠逻辑控制系统进行,如系统的仪表、系统定时器、系统的阀门自动控制装置。在催化剂输送操作方面,则需要用两个程序逻辑控制系统进行控制,分别用来控制待生催化剂和控制再生催化剂。而系统的催化剂流动速率则是根据流量控制料斗进行系统化设定,能够按照一定周期、连续性的、小规模的将再生器的催化剂运输到缓冲料斗中去。在这个工艺流程中,所有的催化剂输送都采取两个闭锁料斗结合料位要求实现输送的控制[2]。

2.2 加压再生工艺

加压再生工艺是在原来常压再生工艺基础上的创新与改造,具体优化之处有:催化反应压力下降至0.35MPa,让反应更加复杂、产品的收率更高,反应器内的物料结构发生了改变,由之前的上进下出改为上进上出,从而优化了气流分布,减少了死区。再生器的结构也发生了变化,操作压力由常压变为0.25MPa,催化剂的再生能力也有所增加,进而减少了催化剂的循环周期。闭锁料斗以分区变压方式进行控制,催化剂管线上实现了无阀操作,降低了催化剂的磨损,进而减少了阀门维修维护工作量。这一系统中,还原罐安装在闭锁料斗的上部,利用纯度较高的氢气作为催化反应的还原气,还原后气体进入到产氢管网,不会进入到重整反应反应器中,这样,混合系统中的水分不会被带入到反应系统中。这种工艺还设置了空气洗涤塔,放空的空气在碱洗后会再次排入到大气中,起到保护大气环境的作用。

2.3 Cyclemax工艺

这种工艺条件下,反应的基本条件类似于加压再生工艺技术,主要差别在于催化剂的再生流程及设备上进行了改进与优化,主要表现为:再生器内使用锥形的筛网,避免有些催化剂在反应器中高温高含水条件下长时间反应,这样能够起到提高催化剂使用寿命的作用。对催化剂提升系统中的提升器进行了改进,改成了“L阀”以取代现有提升器,这种结构在改进后使用了无冲击弯头,这样能够起到减少催化剂磨损的作用。这种工艺中,催化剂在反应器顶部还原罐内在不同温度和压力条件下分为两段进行反应,起到改善还原条件的效果。可以较好的保持催化剂的性能,同时可以直接使用不需要提纯的重整氢作为还原气。可以在催化剂反应器的顶部增加一个漏斗,在系统不停工的情况下可以更换催化剂。

3并列式连续重整工艺流程概述

分批再生工艺技术反应压力为0.8MPa,再生器中催化剂会分批再生,压力稍高于反应压力。该再生系统的主要特点包括:催化剂的提升使用的气体为氢气;再生器内的反应依靠加压操作分批进行;再生器固定结构为空筒结构等。采取冷循环方式,利用压缩机进行输送,加设加热炉进行加热,可以实现远程数据传输与监控。

这一工艺常见的有两种,分别为:Regen B工艺和Regen C工艺,这两种工艺在反应压力、设备规模、体积、内部结构、再生器工作方式、催化剂是否有阀门、催化剂提升介质等均有各自特點,具有各自不同特点。选择何种类型的工艺,需要根据连续重整工艺的具体流程、具体要求进行针对性的选择和操作。

4结束语

在当前先进的炼油化工生产过程中,连续重整工艺技术发挥着重要作用,大概可以概况为三种,分别是生产清洁汽油组分;生产苯,甲苯和对、间、临位二甲苯作为石油化工原;提供廉价的氢气。由于连续重整工艺流程非常重要,因此,需要对工艺操作进行持续改进。文章对此进行了研究,对更好的开展连续重整工艺具有一定的借鉴价值和意义。

参考文献:

[1] 张亚辉. 连续重整工艺流程综述[J]. 化工设计通讯,2019,33(6):45-46.

[2] 郭彦,龚燕,刘维康,等. 连续重整装置节能潜力研究 [J]. 山东化工,2018,6(3):25-26.

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