連續重整高碳催化劑對再生系統開工的影響

于喜超　張賽楠

摘 要：連續重整裝置再生系統是實現含碳催化劑再生的關鍵。根據實際生產運行中的經驗，總結了再生放空氣不同處理技術的優缺點，描述了閉鎖料斗分離區隙縫穿孔、分離區立管孔堵塞、再生器中催化劑燒結，這些影響再生系統長周期運行的現象。探討了引起這些問題的原因并提出了相應的對策。

關鍵詞：催化劑再生

引言

連續催化重整是生產高辛烷值汽油、高純度氫和BTX的上游重要裝置，主要有石腦油加氫分餾、重整反應、催化劑再生、芳烴分餾等部分組成。催化劑再生部分采用美國環球油品公司（UOP）CycleMax催化劑再生工藝，積碳后的催化劑在氣力輸送下通過“L”閥組以連續的方式送到分離料斗，催化劑在重力的作用依次通過再生器、氮封罐、閉鎖料斗。

一、氧表失效的原因及對策

在正常操作中，燃燒區氧含量是催化劑再生過程中的最主要調節參數，再生循環氣中的氧含量控制再生器過剩空氣排放量：當過剩空氣排放減少時，較多的空氣就進入燃燒區，再生循環氣中氧含量會變高。正常控制再生氧含量為0.5%～0.8%（V），過高的氧含量將導致過高的再生燒焦區溫度，會對催化劑造成損害，甚至因超溫損壞再生器內構件等設備。過低的氧含量會導致燒焦緩慢，造成再生燒焦區內燒焦不徹底，使含焦催化劑進入氯化區發生燒焦反應，將可能產生非常高的溫度，造成催化劑載體氧化鋁狀態改變、鉑聚結和氯化區設備損壞。再生氣體中氧濃度控制低限是使碳全部在再生燒焦區燒掉所需要的最小濃度。

再生煙氣氧表AIC2502在裝置開車期間反復出現指示回零和漂移的問題，無法保證催化劑的正常燒焦，開車期間由于燒焦區入口氧含量ASHH2502及分析儀樣氣流量FSLL2531波動而導致再生系統多次出現熱停車。致使床層溫度一度失控，溫峰最高到達590℃。經查，在用氧表只適合在低壓（0～60psig）條件下工作，不符合在實際高壓（60～110psig）工況條件下工作的設計技術要求，雖然廠商后來寄來了新的密封型參比氣的測量元件，但貨物到達現場時鋯管已經斷裂不能正常使用。為了不影響裝置的正常開車運轉，在線儀表人員通過進行自我改造、組裝，使儀表暫時能夠運行，但是無法保證其使用的穩定性。為此，裝置利用系統停車的時機更換上適用的高壓檢測元件，經用標氣調試，氧表可正常工作。另一方面，對引流的N2氣和參比風線路進行了改造，從氮氣緩沖罐M309引入專線氮氣，從儀表風總管網引入專線儀表風，同時引一路瓶裝壓縮空氣作備用以增加樣氣的穩定性。

二、分級催化劑開工情況

催化劑裝填情況。重整反應器系統按照可利用催化劑碳含量由高到低原則，自反應器底部由下向上裝填催化劑，反應器和還原段共裝催化劑55t，其中，低碳催化劑52.5t，再生系統自流無碳催化劑（平均碳質量分數為0.04%）2.5t;催化劑再生系統全部裝填再生系統自流無碳催化劑和新鮮催化劑，共9t，其中，再生系統自流無碳再生催化劑4.5t，補充新鮮催化劑4.5t。反再系統共計裝填催化劑64t，其中低碳催化劑55t，再生系統自流無碳催化劑7t，新鮮催化劑4.5t。

再生器燒焦情況。催化劑再生系統于10月8日建立黑燒循環，開工初期，再生器燒焦區氧質量分數控制在0.6%～0.7%，閉鎖料斗循環速率控制在70%～100%。為開工初期催化劑再生器床層各溫度點的分布趨勢，可以看出：燒焦區和氯氧化區平均溫度均低于檢修前平均水平，溫峰為555℃，出現在第二個溫度測點;燒焦區開工初期1個月的最高溫度為568℃，出現在第三個溫度測點，低于第一周期運行的最高值570℃和設計最高溫度593℃;氯氧化區最高溫度為480℃，高于檢修前平均值3℃，處于正常范圍。

三、再生器的優化管理

再生氧分儀故障。再生器內設有四個區，分別是燒焦、氯化、干燥和冷卻區，待生催化劑在再生器燒焦區內進行燒碳，放出大量的熱量，一般再生器床層的峰值溫度至少在540℃以上。燒焦區的溫度是由再生燒焦區的氧含量控制，催化劑的碳含量也影響再生器床層溫度。

催化劑燒結。在裝置停工檢修后，重整反應器卸出的催化劑沒有達到更換條件時，可再次利用，但重整反應器內會積有死區催化劑，這部分催化劑沒有隨著待生催化劑進行再生，而且常期堆積在反應器底部。死區催化劑最明顯的表象特征是比普通的含碳催化劑表面更亮黑，這種黑得發光的催化劑稱為“高亮球”。卸出催化劑中的“高亮球”分析碳含量為一般為14%～18%，稍高的碳含量平均約為23.8%，最高平均碳含量為40%左右。

四、去除粉塵的措施

將催化劑輸送至反應器或從反應器送出來，都會導致粉塵的產生。催化劑在運輸裝卸過程中也易形成粉塵。這些粉塵必須在進入再生器之前將其除去，不徹底的除塵對催化劑燒焦和氯化更新不利。因此必須優化除塵操作。淘析管中的氣體流速和催化劑的質量流量是正確進行除塵操作的2個標準參數。向上的氣體流速要既能把所有粉塵帶至收集器，又使顆粒催化劑只被帶走一小部分。在常壓再生裝置中，顆粒催化劑在粉塵中的數量可作為判斷除塵效果的標準。氣體的線速度是把催化劑向上帶的動力，淘析管中氣體線速度通常控制在4.6m/s以下，這樣能保證粉塵中的整顆粒催化劑（直徑在1.2mm以上）占粉塵的比例為20%～30%。當淘析氣流量過大時，粉塵中的整顆粒催化劑過多，造成催化劑損失;當淘析氣流量過小時，催化劑中的粉塵不易被淘析出來。因此每天都應當觀察集塵器中粉塵量及顆粒分布，及時調整淘析氣流量。

結束語

高碳催化劑分離完全，避免了催化劑因高溫燒結、轉相而失活和再生器約翰遜網高溫燒穿等現象發生。在整個開車過程中，催化劑性能和系統藏量正常，再生器燒焦區和氯氧化區各溫度點均沒有發生超溫現象，有效地降低了裝置運行的不穩定因素，為連續重整裝置的長周期運行提供了有力保證。

參考文獻

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