器外再生技术的开发研究

PAGE2PAGE5器外再生技术的开发研究关于器外再生技术1发展历程炼油装置所用催化剂，在使用过程中会因结焦或其他因素而逐渐失活，为提高催化剂的使用效率，一般采用含O2气体小心烧去积炭，传统的方法是采用含O2惰性气体在反应器内进行再生。７０年代前所有加氢装置都采用此种方式进行催化剂再生。我国８０年代引进的四套（茂名、南京、扬子、金山）加氢裂化装置也都采用此法。该方法虽然技术上较为成熟、可靠，但在具体实施过程也存在如下缺点：再生时间长，缩短了装置的有效运转时间；因加氢催化剂再生周期一般为２—３年，导致再生设备长期闲置，且还要投入维修费用，造成浪费。再生效果无法保证，因再生前后无法对催化剂做出全面评价，再生效果只能开工后检验，而且因装置长期运行必然导致床层物流的分布不均，也影响再生效果。因操作员长期不进行再生操作，具体实施过程中往往因技术不熟练而造成以外事故。我国茂名炼油厂加氢装置首次再生时就因经验不足等原因造成了设备损坏事故，经济损失巨大。再生成的废气（如CO2、SO2等）、废水难以处理，易造成环境污染。基于以上考虑，７０年代初，国外一些公司致力开展催化剂器外再生技术的研究。早期的催化剂器外再生方法有两种：一是静态盘式，二是固定体质。静态盘式再生方法是在马福上进行，存在空气分布不均、烧炭不完全、再生时间长、劳动强度大、温度难以控制等弱点，很快被淘汰。目前我国恒基公司６０%的能力采用此方法。固定体质再生方法在加氢装置器内再生方法相似，但因再生前催化剂已过筛，起总体再生效果要由于、优于器内再生。该两种方式都是间接再生方式，一套装置的催化剂要分许多批次来完成，受人为等外界因素的影响，每批次的再生质量差别较大，从而影响整体再生效果。随着器外再生技术的发展和改进，该两种方法70年代中期以后被淘汰。１９７４年美国人Baltimore在美国代理了催化剂器外再生公司（ＣＲＩ公司），并于１９７６年建成第一套真正意义上催化剂连接再生装置，以后又先后于１９８０年在卢森堡，１９８１年在日本，１９８２年在美国，１９９５年在新加坡建成四套催化剂再生工厂，据了解这些工厂的最大处理量为１５吨／天。１９８０年德国人Le.vowlte建立了EurecatS.A.再生工厂，之后相继在沙特和日本建厂。１９９２年美国人wather建立Tricat公司，并于９３年和９７年分别在美国和德国建立催化剂再生工厂。该技术为沸腾床催化剂再生技术，市场份额少。８５％以上的市场份额由ＣＲＩ和Eurecat占领。我们拟采用的工艺路线接近ＣＲＩ技术。１９９５年下半年淄博恒基化工有限公司在一些技术人员的帮助下，建成了符合我国国情的第一套催化剂器外再生装置，并在９７年５月完成第一批３７．５吨chevron公司ＩＣＲ１２６Ｌ催化剂的再生。至２００１年８月份共再生催化剂４２批次１２７６吨，其经验和业绩在国内处于绝对领先地位。２器外再生的主要特性自七十年代开始，经过大量的摸索和实践，器外再生技术日趋成熟，与传统的器内再生相比，其有以下几方面技术优势：１）再生效果好，再生质量有保证。通过对再生前样品的分析，可以实现再生条件的优先，最大限度地恢复催化剂的活性。２）缩短装置检修周期，增加装置有效运行时间。如果器外再生按１５天计，可缩短检修时间３－５天。３）完全取消了器内再生的有关设备和化学药剂，避免了对装置本体设备可能造成的损害。４）节省费用，降低成本。按器外再生价格２万元／吨计，国内器外再生比器内再生节约直接费用约１万元／吨，比送往国外再生节约直接费用０.５万元／吨。５）避免环境污染。鉴于以上优点，催化剂器外再生技术得以广泛应用，目前欧美国家有９０－９５％的催化剂进行器外再生，并且１９９６年后新建的加氢处理装置已不在配置器内再生设施。２、目前国外两种主要催化剂器外再生方法１ＣＲＩ再生技术ＣＲＩ公司采用的是传递带式再生工艺，该传递带宽６英尺（１.８米）汽提脱油段５０英尺，再生段１００英尺，其原则流程如下图：（3）结合CR1技术和Eurecat技术两方面优点，脱油段采用回转炉，再生段采用网带炉，这样脱油可在密闭环境下进行，不需N2气提。以上是我对再生炉的设想，具体情况还要与炉子制造厂家交流，我个人倾向采用第2方案。3．3基本参数和操作条件网带炉的基本参数，根据已有厂房现状，初步确定网带炉长30米，网带宽1米，分上、下两层，上层利用下部再生层余热进行脱油，下层采用液化汽提供热源催化剂再生过和需两个关键控制步骤，一是要把产生的热量及时带走，防止局部出现热点，烧坏催化剂，二是要供给充足的空气，保证烧效果。单位催化剂和出热量和完全烧所需空气量与催化剂上的C、H、S、O等含量密切相关，根据文献报导，每吨催化剂的生热量与催化剂上C、H、O、S重量百分率的关系为：Hv=80778C+338657(h-o/8)+22500S每吨催化剂完全再生所需空气与C、H、O、S的关系为Aw=(8c+s+8h-O)/23一般cat表面含H2量0.5-0.8%有了上述经验方式，再根据每种催化剂上的C、H、O、S等元素分析，就可确定再生条件，再生条件主要以下五方面：网带上催化剂厚度。厚度取决于催化剂的品种和传送带速度，影响装置处理量。传送带的速度。影响装置处理量。再生各段的温度及温差。空气量和N2含量。空气量是确保再生完全，N2含量是保证把产生热量带走。排气量。排气量的大小取决于能否把再生产生的热量带走。以上几个参数既相互独立，又相互影响，最终取决于装置的处理量待再生催化剂上C、H、O、S的含量。为便于决策重点参数，表1－3列出了CR1器外再生、Eurecat清器外再生和我国部分催化剂再生前后的对比数据。表1CR1清器外再生催化剂ABCDE装置直接脱硫MHC间接脱硫MHC间接脱硫金属组分Mo-CoMo-NiMo-CoMo-NiMo-Ni再生前C%30.930.123.927.729.9S%4.244.876.144.9428.2再生后C%0.410.450.060.210.15S%0.921.100.170.590.20表面积m2／g2331481532471643L体积ml/g0.540.370.440.470.47烧炭率％98.798.599.799.299.5烧硫率％78.377.497.288.196.8表面积恢复率％77.777.995.698.899.43L体积恢复率％108.082.291.785.594.0表2Eurecat清器外再生催化剂ABCDE金属组分Co-MoNi-MoNi-MoNi-MoW-Ni装置VGO－HTVGO－HTVGO－HTVGO－HTVGO－HT再生前C%29.922.215.88.09.1S%5.15.829.36.799.7再生后C%0.240.060.30.48S%0.510.200.40.38表3我国几种器外再生催化剂装置类型茂名镇海茂名齐鲁HTHCSSOT催化剂K1K２HC-K国产剂ICR1262再生前C%2.094.843.343.973.78S%8.4110.144.807.057.74烧炭率％90.496.993.492.910.26烧硫率％87.295.087.383.111.023L体积恢复率％97.397.078.676.6100.5表面积恢复率％94.790.463.560.870.0从表１－３的数据可以看出，催化剂再生前的积炭量有很大差别，国外剂的积炭量一般在３０％左右，而国内剂的积炭量都小于不等于５％。分析原因可能是国内加Ｈ２装置停工时大多实施热Ｈ２气提步骤，催化剂上的油类大部分被脱除。如何确定催化剂上的炭含量，是我们选择再生炉其它参数的关键。包括在已确定３吨／天的处理下，网带上催化剂的厚度，网带的传送速度，空气和氮气的补充量以及引风机的排量都与催化剂上的炭含量相关。３．４碱液消耗详细化学耗碱量计算不做展开，根据南京炼油厂1991年再生的经验，93ml精制剂111吨裂化剂再生的NaOH消耗约68ml,按日前NaOH1500元／ml计，再生一批200ml催化剂需增加成本约10万元。４、无氮气方案