PS-Ⅵ催化剂在逆流连续重整装置上的应用

介绍中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院研制的PS-Ⅵ连续重整催化剂在中海油气(泰州)石化有限公司1.0 Mt/a逆流连续重整装置开工初期的应用情况,以及逆流连续重整工艺催化剂装填比例改进对反应和积炭的影响。工业应用结果表明:在低负荷、低苛刻度(进料负荷低于80%、加权平均入口温度低于设计值10.3℃)的工况下,C+5产品液体收率比设计值高5.05百分点;纯氢产率比设计值高0.04百分点,主要指标均达到或优于技术保证值。PS-Ⅵ催化剂具有优异的反应性能和再生能力,完全适用于新型逆流连续重整装置。与中国石油化工股份有限公司济南分公司第1套逆流连续重整装置相比,改进后各反应器内的催化剂装填量趋于平均,使第四反应器积炭比例下降,而且待生催化剂的积炭燃尽温度与改变催化剂装填比例前变化不大。     

催化剂积炭对逆流连续催化重整反应的影响

在中国石化济南分公司600 kt/a逆流连续催化重整（简称逆流连续重整）工业试验装置上，考察了第四反应器（四反）入口温度和四反催化剂碳含量的关系以及催化剂积炭对逆流连续重整反应规律的影响。结果表明：四反入口温度对四反催化剂碳含量和总积炭量影响很大，降低四反入口温度有利于降低逆流连续重整的总体积炭水平；随着催化剂碳含量的增加，反应器温降减少，芳烃产率和氢气产率下降明显，环烷烃和烷烃的转化率下降，低碳数环烷烃转化率下降的幅度比高碳数的大，五元环烷烃转化率下降的幅度比六元环烷烃的大，异构烷烃转化率下降的幅度高于正构烷烃，低碳数正构烷烃转化率下降的幅度高于高碳数正构烷烃；逆流连续重整技术优化的方向是控制催化剂的总体积炭水平，尤其要尽可能降低四反的积炭量。     

连续重整装置长周期生产中存在的问题及措施

总结了中国石化扬子石油化工有限公司1.39Mt/a连续重整装置在长周期运行中出现的一系列问题。通过采用低积炭速率催化剂解决了催化剂再生瓶颈;脱硅剂的应用能降低重整原料中的硅含量;先进控制技术大大提高了生产过程操作和控制的稳定性;通过控制反应-再生系统粉尘可减少装置非计划停车;从加热炉烟气余热回收、重整进料换热器碱洗以及脱戊烷塔在线水洗等方面提高设备运行效率;并通过重整反应器高温法兰加装弹性垫圈、第四反应器扇形筒结构改型等技术改造措施解决了生产难题。     

PS-Ⅵ重整催化剂现场应用分析

在分析历年现场操作数据的基础上,总结PS-Ⅵ重整催化剂的各项性能。结果表明:PS-Ⅵ重整催化剂具有良好的耐磨性能、水热稳定性和持氯性能;催化剂初期活性高,稳定期运行寿命长,整个运行周期内,催化剂强度能够保持良好水平;适当控制PS-Ⅵ催化剂较高的总氯含量,有利于得到更好的产品分布;重整进料中硫、氮和金属等杂质会影响催化剂性能,硫含量高时对催化剂积炭会产生较大影响,此时要考虑再生系统的烧焦能力;重整进料中的氮在反应系统中与氯发生反应生成铵盐,会对重整装置产物后分离设备和管道造成堵塞和腐蚀。     

连续重整再生器约翰逊内网破损原因分析及处理

介绍了中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部1.0 Mt/a连续重整装置催化剂再生单元再生器约翰逊内网破损的现象和处理经过。分析认为,热应力和金属疲劳是造成约翰逊内网断裂和破损的直接原因,而较高的烧炭温度造成贴壁催化剂局部"超温"是导致内网表面出现微熔缺陷的主要原因。结合装置的现状提出了适当降低再生烧炭气氧含量,使再生器烧炭区峰值温度由第4点逐渐移至第5点,增大再生器的烧炭区域;控制重整反应氢油摩尔比不低于2.5,同时适当降低第四反应器操作温度;控制重整进料干点不大于170℃等预防措施。有效减少催化剂积炭,从而降低再生器烧炭区峰值温度。     

高积炭连续重整催化剂的烧焦与结焦分析

在实验室进行了连续重整装置死区高积炭催化剂的烧焦实验,同时对死区高积炭再生催化剂的物性进行了表征。结果表明：死区高积炭催化剂含有石墨炭;在低氧含量（体积分数为1.0%）的条件下,烧焦温度达到540 ℃以上时,死区催化剂上的积炭可以被引燃;在高氧含量（体积分数为21%）的条件下,烧焦温度为480 ℃时,死区催化剂上的积炭可以被烧尽。     

连续重整装置再生器约翰逊内网开裂的原因分析及优化措施

中国石化天津分公司1.0 Mt/a连续重整装置再生器约翰逊内网出现开裂,原因是再生器内网顶部焊接区域存在应力,操作过程温度梯度变化大,并且内网顶部区域温度随催化剂周期性间断流动而交替变化致使出现金属疲劳。通过降低再生烧焦气中氧含量,使位于内网上部的催化剂在相对缓和的条件下进行烧炭,同时严格控制原料终馏点不高于173 ℃,提高重整反应氢油摩尔比至2.5,优化调整后,待生催化剂积炭量由5.1%降至4.8%,烧炭区峰值温度由568 ℃降至552 ℃,有利于再生器内网的长周期稳定运行。     

烧焦罐再生器的数值模拟

流化催化裂化装置是炼油厂中重质油轻质化的重要工艺装置,其中再生器对催化剂烧焦再生、维持反应-再生系统热量平衡、压力平衡都具有重要作用。近年来随着原油逐渐重质化、掺渣比逐渐增大等因素,再生器内由于烧焦不完全产生的CO从密相床层溢出至稀相导致尾燃的问题频繁发生,严重限制了装置的掺渣能力。采用MP-PIC(Multiphase Particle-in-cell)方法对烧焦罐再生器进行深入探究,考察待生剂焦炭含量、操作压力、主风流量、入口氧气含量以及催化剂循环比等对于烧焦反应规律及尾燃趋势的影响。研究结果表明：稀相尾燃的发生主要是因为烧焦罐内烧焦速率低、气相停留时间短。当装置掺渣比增加时,待生剂焦炭含量增加,再生器烧焦负荷增大,虽然高温加速了CO氧化,但再生剂焦炭含量升高;高压有利于降低表观气速,延长气相停留时间,有利于降低尾燃风险;增加主风流量虽然可以提高再生器内平均O₂含量,但缩短了气相停留时间,CO燃烧不充分,尾燃风险增加;富氧再生可以明显提高烧焦罐内反应速率并改善整体温度分布,有利于降低尾燃风险,最佳入口O₂体积分数为26%;当催化剂循环比大...     

连续重整装置长周期运转问题及对策

福建联合石油化工有限公司芳烃联合装置重整单元采用UOP公司开发的第三代低压连续重整及再生技术。装置设计规模1.4 Mt/a,再生装置负荷为1 360 kg/h。在长周期运转过程中,发现以下问题:因丙烷制冷系统水冷器堵塞、泄漏导致的制冷系统效率下降;因铵盐结晶及腐蚀导致重整分馏系统效率下降、相邻机泵等设备损坏;因预分馏系统液位计故障造成预加氢汽提塔淹塔,导致重整催化剂硫中毒;因再生系统超压造成再生器空气加热器中跑入催化剂;因再生器约翰逊内网、外网堵塞,造成再生烧焦催化床层下移;因重整进料板式换热器内漏造成重整装置加工效率降低等。介绍了所采取的技术改造、设备升级和优化操作等对策。     

连续重整装置CycleMax再生器温度异常分析与对策

针对连续重整装置CycleMax再生器烧焦床层上部对称测温点温差大的现象,对再生器烧焦床层温度、分离料斗料腿温度、粉尘卸出情况等进行了分析,发现：部分料腿堵塞、粉尘增多。由此得出：再生器烧焦床层温度异常源于分离料斗料腿的堵塞与再生器内网的局部堵塞。采用将再生白烧改为黑烧、敲击料腿以对堵塞料腿进行疏通、调节淘析气量、增加粉尘收集器反吹频次和粉尘卸出频次等措施,加大了催化剂粉尘的脱除,缓解了再生器烧焦床层对称测温点温差大的问题。建议加强对分离料斗料腿的伴热保温、控制重整进料终馏点与再生器烧焦参数、择机停工对分离料斗堵塞料腿进行疏通、清理再生器堵塞内网。     

移动床再生器内重整催化剂烧炭过程的模拟

建立了催化重整移动床径向两者器烧炭区的烧炭模型,模拟计算出径向再生器烧炭床层内温度、氧的体积分类及炭的质量分数的分布,详细讨论了各操作条件对床层温度和烧炭所需床层高度的影响。用该模型模拟计算得到的再生器烧炭床层温度分布与工业生产实测温度基本吻合,对设计和生产操作有参考价值。     

低压组合床催化重整装置的设计及考核

介绍了中国石化股份公司长岭分公司 0 .15Mt a固定床重整改造为 0 .5 0Mt a低压组合床重整装置的设计及投产标定情况 ,重点介绍了重整催化剂连续再生技术的设计特点。预处理采用预加氢加汽提塔 ;预加氢反应器入口压力 2 .2MPa ,重整前部反应器采用半再生固定床重整工艺 ,后部反应器采用移动床连续重整工艺 ;催化剂再生采用“干冷”循环流程。标定结果表明 :脱戊烷油质量收率 82 .62 % ,辛烷值RON 10 0 .8,能耗 35 64 .9MJ t     

连续重整烧炭区工艺过程数学模拟程序包的建立和应用(2)

中国石化集团洛阳石油化工工程公司(LPEC)再生器烧炭工艺过程数学模拟程序模拟计算了国产C厂连续重整装置LPEC再生器的14种不同工况下的烧炭工艺过程.研究了烟气氧浓度、循环量和待生催化剂碳含量等各种操作参数对LPEC国产再生器烧炭区操作状况的影响.模拟结果在装置现场的应用证明,该程序可用于指导再生器的操作和设计.     

连续重整高碳催化剂对再生系统开工的影响

介绍了在采用法国IFP工艺技术的连续重整装置催化剂再生系统内,采取“高温、高氧、低循环速率”催化剂“黑烧”等措施,解决检修后开工过程中再生系统内部分高碳含量催化剂所带来的问题,如再生器床层超温等,使催化剂再生实现“黑烧”转“白烧”,再生系统操作恢复正常。建议今后在装置内增加高碳催化剂分离设施,以减轻检修开工后其对再生系统的冲击。     

MHUG 装置催化剂的器内再生

总结讨论了锦州石化公司８００ｋｔ／ａ柴油中压加氢改质（ＭＨＵＧ）装置对催化剂进行的两次器内再生,通过两次再生经验表明,再生空气与氮气混合后的氧含量不仅是控制催化剂烧焦时床层最高温升的关键参数,而且是控制催化剂烧焦速度的重要参数;烧焦过程中反应器入口温度宜提得过高,以免限制再生空气与氮气混合后的氧含量的提高,延长烧焦时间。根据工业装置中反应器设计的具体情况,提出了两段或多段烧焦工艺的设想。     

催化裂化装置反应再生系统的技术改造

天津石油化工公司炼油厂采用ＵＯＰ公司最新专利技术ＶＤＳ系统对催化裂化装置反应再生系统进行了改造,解决了装置目前存在的生产和安全问题。反应再生系统的操作性能和再生烧焦性能得到改善,再生催化剂碳含量由 ０．２％以上降至０．１％左右。产品分布良好。     

连续重整再生器的动态烧焦模型

在外径为700mm的移动床径向再生器中测定了气体轴向分流的不均匀度及催化剂的停留时间分布,测定结果表明,气体在主流道中的分布基本均匀,催化剂在再生器内的流动基本为活塞流。在此基础上建立了连续重整再生器动态烧焦模型,从模型的验证结果可知,模型预测与工业实测数据吻合良好,可以用于连续再生过程的动态及静态模拟计算。     

逆流连续重整工艺烧焦过程的数值计算与分析

建立了逆流连续重整装置再生烧焦区的动态数学模型,并利用Matlab编程数值计算方法求解了该数学模型,选取3种不同操作条件,利用该模型计算了烧焦区内各个位置的焦炭质量比、再生气氧含量、床层温度、气相温度,深入分析研究了初始积炭量、催化剂循环速率对烧焦的影响。结果表明：烧焦反应速率随着催化剂积炭量、再生气氧含量和反应温度的升高而增大;随着初始积炭量增加,床层局部最高温度位置向外筛网方向迁移;随着催化剂循环速率增加,床层局部最高温度位置向下部迁移。模型计算结果与装置实际测量结果具有较高的一致性,说明所建模型的计算方法具有良好的准确性。     

连续重整烧炭区工艺过程数学模拟程序包的建立和应用(1)

对实际再生器的烧炭机理进行了深入的研究,建立了连续重整动态烧炭模型,模型预测与工况实测吻合较好.在此模型的基础上,利用C++语言开发了连续重整烧炭区工艺过程数学模拟程序包.此程序包可以对4种再生器烧炭区工艺过程进行模拟计算,此模拟程序包已在国产重整装置投料试车现场得到应用.