连续重整装置再生器压降上升的原因及对策

连续重整装置再生器压降上升的原因及对策

张玉森路军 王世滨

 大庆炼化公司炼油生产一部 重整作业区

摘要：连续重整装置的再生器压力降高，对该装置的正常运行有很大的影响。针对国内某炼化企业连续转化装置再生器内网堵塞，导致压降增高的现状，从操作流程、再生器结构特征和生产工艺等几个方面，对其压降的成因进行了探讨。分析认为，内网堵塞是由催化剂过度磨损及生产过程中操作不当所致，而内网使用的轴向滤网结构及生产工艺本身存在的问题是间接因素。通过内部网的清洗，并对干燥系统的运行进行了优化，淘析气系统的运行，消除了蓄热室内网堵塞的隐患。

关键词：内联网催化转化器再生装置

1再生器故障

1.1回热器构造

2#重整装置再生器烧焦区是一种上、下串联两级燃烧，内部部件是两套内、外两套同轴排列的约翰森筛。该催化剂循环再生系统能保证转化反应在高度苛刻的条件下进行。但我国多个连续转化装置在实际操作中出现了内部部件破损，造成了催化剂烧结、跑路等问题，致使设备紧急停机，造成重大经济损失。

1.2再生器不正常

(1)由于一段床层压降太大，导致回热器提升系统的压力较小，使氮气箱和提升气压差调节阀完全开启，逼近1 k Pa的联锁，如果压差继续下降，则会导致再生系统的压力不断下降，压差不能形成，回热器也就不能向上。

(2)将一部分的燃烧循环风量由9000立方米/小时减少到7000立方米/小时（通常是9000-100000立方米/小时），如图3所示。如果提高苛刻度，则会增加催化剂的含碳量，使再生气量偏小，使循环气体的载热能力降低，造成再生气温度过高。

(3)转化设备不能按照常规方法降低产量。为了增加再生器的提升系统压力，逐步升高到0.418 MPa，以确保再生剂提升系统的压差，如果继续减少处理负荷，则会使反应体系的压降下降，从而使回收漏斗的压力下降，而再生剂提升系统的压差往往会产生互锁，使催化剂不能再循环。

1.3再生器的内检

在再生器卸除催化剂后，应检查再生器内部部件。结果表明，在蓄热室的内部网络上，存在着相当严重的阻塞，阻塞的范围大约有40%，而且都是在500毫米以下。

由外向内回热器内部网屏的阻塞状况，阻塞点超过40%，主要发生在滤网与冲孔板 II之间的空隙处。从蓄热室内向内看去的滤网堵塞状况，因为有冲孔板 I，因此不能判定堵塞区域，但是从孔板的开孔来看，堵塞也比较严重，并且堵塞部位主要在二通孔板上，在冲孔装置 II和筛网之间的小型催化剂球体。当从外面用钢刷清除催化剂时带来的大量的烧结催化剂，同样也有更多的类似物质。

1.4内网阻塞对烧焦区的作用

本项目提出了一种基于内网与外网之间的环状结构，通过内网与外网构成的环状通道，将烟从外网辐射到催化床层，并从内部网络排放到反应器内。在连续转化过程中，积碳是造成催化剂活性下降的主要原因，需要通过燃烧、氧氯化、焙烧、还原等再生工艺来实现。焦碳燃烧是利用含有氧气的惰性气体，在燃烧过程中，将积碳从催化剂表面移除，并将燃烧产生的热从燃烧气流中带走。

在某一操作条件下，随着再循环气体流速的减小，蓄热体的烧失量逐渐减小。再循环气体流速降低到85%以下，氧氯化区中的催化剂炭含量可达0.2%左右。在氧氯化区中，残留的半焦在氧氯化区会发生剧烈的燃烧，会引起催化剂的相变和烧结，严重时会烧毁内部部件。为减少催化剂的燃烧负荷，转化反应体系的苛刻度只有被迫下降。

2故障分析

2.1回热器的中央鼓

回热器中央鼓由外筛网、 II冲孔板和 I冲孔板构成。在外筛板和冲孔 II间有一空隙，而冲孔 II和冲孔一号则是紧贴在一起的。

2.2易发生阻塞的3个部位

由以上所述的再生循环气体及催化剂流量运行原理可知，在烧焦区外滤网外侧、烧焦区内滤网缝隙、及烧焦区出口集热管等3个部位阻塞了再生器烧焦区，并引起了压降的增加。经现场检测发现，这次堵塞的部位是内筛孔。

2.3蓄热室内部网络阻塞的成因

通过对拆卸过程的分析，认为是由于催化剂微粒及灰尘进入蓄热室约翰逊网所致，从而导致了反应器的堵塞。根据生产实践，分析了造成催化剂小球及烟尘产生的主要原因：

(1)二次烧焦区和氧氯化区的温度波动会引起过热，引起催化剂支撑氧化铝的相变，破坏晶相结构，甚至形成“小球”。由于结晶相结构的破坏，使得催化剂的比表面积减小，破碎强度降低，从而导致系统内的含尘量增大，造成蓄热室内网的堵塞。

(2)由于再循环气干燥器的不良操作，使再生系统的循环气露点长时间处于-65℃以下，而在事故发生之前的半年内，再循环气露点的露点为-20~-40℃，大大超过了原设计值。再循环气露点超过标准，引起了再生系统中氯离子的腐蚀，而锈蚀形成的水垢又会加快约翰逊网的堵塞速度。

(3)阻塞在内筒中的催化剂粒子大多是球状或微型球体，当运行温度超过设计值时，其在加热过程中会产生较大的变形。当间隙超过设计要求时，内网将被全部粒子所填满，导致内网严重阻塞。

3方法与结果

3.1改善催化剂提举速度的稳定性

该设备的提升速度与再生器提升管道压力差密切相关，然而，由于受到反应器自身压力波动和提升氢气纯度的影响，压差控制存在不稳定的问题。这一次的升程与原来的推重速度有较大的偏差，抬升速度太快，势必会引起催化剂的破碎。因此，为了降低蓄热室内网的阻塞，必须保证提升速度和稳定运行。

3.2加大除尘效率

相对于常规的连续转化反应器的交叠布局，逆流床转化因两个反应器并联布局而多了3个提升流程。在多次提升和降温的过程中，催化剂损耗较大，淘析后的催化剂有可能进入再生塔。要加大鼓风率，按粉尘中总粒淘析率的50%来淘析，以确保半粒团的有效淘析。

3.3减小回热器运行的波动

如果再生区的催化剂没有完全炭化，将严重影响反应器的内部网络和催化剂的性能。蓄热室中各部件处于高温环境中，在催化再生系统中，由于焦炭区域的温度变化很大，内外壁的膨胀和收缩程度也不一样。在轴向及周向温度应力的共同影响下，网缝增大的破坏更为严重。在实际生产过程中，应对烧焦区进给氧气的浓度进行适当的控制，并对还原燃烧峰温度进行严格控制。

3.4 定期对内部网络进行清洗

由于蓄热室的内部网络结构，催化剂很容易在滤网和冲孔之间堆积，而冲片上的通风孔也不能有效地将催化剂带走，如果长期不清除，内部网络就会堵塞，因此，在每一次维修中，都要对内部网络进行一次全面的清洗，以保证其高效使用。

3.5个效应果实

改造后，第一部分的烧成带压力从140 kPa降到8 kPa，操作平稳。燃烧循环气体的流速从6000立方米/小时提高到10000立方米/小时。在此基础上，对催化剂的洗选过程进行了优化，使其半粒子含量下降到6%。从2022年3月下旬开始，该装置的总体工作平稳，使整个再生系统不会发生阻塞。

4结论

(1)回热器内部网络的阻塞是导致烧蚀区压力下降的主要因素。造成内网上堵塞的主要因素有：催化剂尘淘洗不彻底、再生烧焦波动引起的小球等。

(2)要减少再生系统的腐蚀，必须加强对再生循环气体烘干装置的操作和监测；通过改进催化剂提升速度的稳定性，加强除尘系统的操作监测，减少了催化剂粉尘进入蓄热室的几率；减少了蓄热室运行的波动，减少了蓄热室内网的阻塞。

(3)采取上述措施后，第一部分燃烧区域的压力差得以恢复，并解决了蓄热室内的堵塞。

参考文献

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