优化连续重整装置再生系统的工艺研究

优化连续重整装置再生系统的工艺研究

王亚飞1  杨帅2

中国石油华北石化公司炼油二部

中国石油华北石化公司炼油一部2

摘要：探讨连续重整装置再生系统工艺的优化，通过分析当前工艺中的烧焦不完全、催化剂活性维持不佳和能源消耗高等问题，提出了一系列优化措施，包括改进烧焦程序、精准控制氯化环节、提升干燥效率和提高能源利用效率。实验研究和模拟分析验证了这些措施的有效性，显著提高了再生系统性能，降低了成本，增强了装置整体性能。未来需持续探索新技术以进一步完善工艺。

关键词：连续重整装置；再生系统；优化工艺

引言

连续重整装置在石油炼制过程中起着至关重要的作用，其再生系统直接关系到催化剂的活性和装置的稳定运行。随着对石油产品质量要求的不断提高和能源节约的迫切需求，优化连续重整装置再生系统的工艺成为炼油企业面临的重要课题。

1.连续重整装置再生系统概述

连续重整装置再生系统主要负责对失活的催化剂进行再生处理。失活的催化剂通过烧焦除去积炭，然后经过氯化、干燥等步骤恢复活性。烧焦过程是利用氧气与积炭发生化学反应，将积炭转化为二氧化碳等气体排出。包括烧焦区、氯化区、干燥区以及相关的输送设备、加热设备和控制系统等。烧焦区是关键部分，直接影响催化剂的再生效果。

2.当前连续重整装置再生系统工艺存在的问题

2.1烧焦不完全

在连续重整装置再生系统中，烧焦不完全是一个较为突出的问题。烧焦过程旨在去除催化剂上的积炭，但实际操作中存在诸多阻碍完全烧焦的因素。从反应动力学角度看，积炭在催化剂表面的分布并非均匀，一些积炭位于催化剂的微孔内部，氧气难以深入接触到这些部位，导致这部分积炭难以被有效烧掉。例如，在一些复杂结构的催化剂上，微孔的曲折度较高，氧气分子扩散阻力大。烧焦过程中的反应条件控制存在一定难度。在大规模的工业装置中，由于设备的复杂性，很难保证整个烧焦区域的温度、氧气浓度等条件完全一致。

2.2催化剂活性维持不佳

催化剂在使用过程中会发生多种失活现象，除了积炭失活外，还有金属中毒等情况。例如，原料中的重金属杂质（如镍、钒等）会沉积在催化剂表面，改变催化剂的活性中心结构，这种金属中毒现象难以通过常规的再生工艺完全恢复。在再生过程中，各个环节对催化剂活性的影响相互交织。氯化过程虽然旨在补充催化剂在反应过程中流失的氯元素以恢复活性，但氯化剂的选择和使用方式不当可能会带来负面影响。氯化剂与催化剂的接触时间过长或者氯化剂浓度过高，可能会导致催化剂的过度氯化，进而破坏催化剂的结构，降低其活性。

2.3能源消耗高

从能量的输入方面来看，再生系统中的各个反应区都需要维持特定的温度条件，这就需要大量的热量供应。例如，烧焦区需要高温来促使积炭与氧气的反应，氯化区和干燥区也需要一定的温度来保证反应的顺利进行。为了达到这些温度要求，加热设备需要持续运行并消耗大量的燃料或者电能。在大规模的工业生产中，由于设备的散热损失、热交换效率等问题，实际消耗的能量远高于理论需求。

3.连续重整装置再生系统工艺优化措施

3.1优化烧焦系统的气体分布与温度控制

在气体分布方面，应采用先进的气体分布技术。传统的气体分布方式往往存在不均匀性，导致烧焦不完全。可设计新型的气体分布器，例如采用多层多孔结构的分布器，它能够根据烧焦区域的形状和大小进行定制化设计。这种分布器可以将氧气更均匀地分散到各个角落，确保催化剂上的积炭能够充分与氧气接触。精准的温度控制是提高烧焦效率的关键。引入智能温度控制系统，该系统由多个高精度温度传感器组成，这些传感器能够实时监测烧焦区域内不同位置的温度。根据传感器反馈的数据，控制系统可以动态调整加热设备的功率。例如，当某个局部区域温度过高时，系统自动降低该区域的加热功率，避免催化剂因过热而受损；当温度过低时，则及时增加功率，确保烧焦反应以合适的速度进行。通过这种方式，不仅能提高烧焦的完全性，还能延长催化剂的使用寿命。

3.2精准控制催化剂再生流程中的氯化环节

氯化环节对维持催化剂活性有着不可忽视的作用，因此需要对其进行精准控制。研发新型的氯化剂注入系统。传统的注入方式难以精确控制氯化剂的用量和分布，新系统可采用微流量控制技术。这种技术能够根据催化剂的失活程度、积炭量以及催化剂的类型等因素，精确计算出所需的氯化剂用量。并且，通过特殊设计的喷头，将氯化剂以雾状均匀地喷洒在催化剂表面，避免局部氯化剂浓度过高或过低的情况，建立实时监测系统来监控氯化过程。利用光谱分析技术，对氯化过程中的催化剂表面进行实时监测。该技术可以检测到催化剂表面氯元素的吸附和反应情况，从而及时调整氯化剂的注入参数。例如，如果监测到某个区域的氯吸附量已经达到饱和，系统可以暂停该区域的氯化剂注入，防止过度氯化。

3.3提升干燥过程的效率与质量

干燥过程在连续重整装置再生系统中对催化剂活性的影响显著，优化干燥过程是提高整体工艺的重要环节。在干燥设备方面，可以采用组合式干燥技术。例如，先利用微波干燥技术对催化剂进行初步干燥。微波干燥具有加热速度快、穿透性强的特点，能够迅速将催化剂内部的水分蒸发出来。然后，再采用真空干燥技术进一步去除残留水分。真空干燥可以在较低的温度下实现高效干燥，避免高温对催化剂结构和活性的影响。在干燥过程的控制上，建立湿度和温度的协同控制系统。通过在干燥设备内安装高精度的湿度传感器和温度传感器，实时获取干燥过程中的湿度和温度数据。根据这些数据，控制系统可以自动调整干燥设备的功率和真空度等参数。例如，当湿度较高时，适当提高微波功率或降低真空度，加快水分蒸发速度；当湿度降低到一定程度时，降低功率并调整真空度，以确保干燥的彻底性。

3.4全面提高能源利用效率

能源消耗高是连续重整装置再生系统面临的重要问题，全面提高能源利用效率是优化工艺的关键。在能量回收方面，设计高效的热交换系统。例如，在烧焦区和其他反应区之间设置特殊的热交换器，将烧焦过程中产生的高热量回收并传递给需要加热的区域，如氯化区或干燥区。这种热交换器采用高效的导热材料和先进的流道设计，能够最大限度地提高热量传递效率。在加热设备方面，采用新型的节能加热技术。例如，采用电磁感应加热技术代替传统的电阻加热方式。电磁感应加热可以直接对被加热物体进行加热，减少了热量在传递过程中的损失，并且加热速度快、效率高。同时，对整个再生系统的能源管理进行智能化升级。通过安装能源监测系统，实时监控各个设备的能源消耗情况。

结束语

连续重整装置再生系统的工艺优化是提升石油炼制效率和质量的关键举措。通过对烧焦不完全、催化剂活性维持不佳和能源消耗高等问题的深入剖析，我们明确了优化方向并提出了相应措施。这些优化措施不仅有助于提高再生系统的性能，还能在保障产品质量的同时降低生产成本、减少能源浪费。随着科技的不断发展，未来仍需持续探索更先进的技术和方法，以进一步完善连续重整装置再生系统的工艺，适应石油行业日益增长的需求。

参考文献

[1]阮付军.连续重整装置开工过程存在的问题及应对措施[J].中外能源,2024,29(06):92-97.

[2]张昭,尉勇,高贵蓉,等.连续重整装置催化剂粉尘增多原因分析及对策[J].炼油技术与工程,2024,54(03):20-23.

[3]刘斌,关杰,王宝桐,等.大型连续重整再生除尘系统长周期运行优化研究[J].炼油技术与工程,2023,53(12):14-16.

[4]徐宏.连续重整装置再生系统平稳运行探讨[J].炼油技术与工程,2023,53(03):19-22.

[5]杨勐.苏丹炼厂40万吨/年连续重整装置标定与优化[D].中国石油大学(华东),2016.