逆流移動床連續(xù)重整裝置催化劑循環(huán)過程中的問題與處理

潘 龍，陳 祥，張衛(wèi)琪

(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

1 裝置概況

中海油氣(泰州)石化有限公司1 Mt/a逆流移動床連續(xù)重整裝置由中國石化工程建設(shè)公司設(shè)計，采用中國石化自主開發(fā)的催化劑逆流移動床工藝技術(shù)，是第一套工業(yè)應(yīng)用裝置。1 Mt/a逆流移動床連續(xù)重整裝置以直餾石腦油和加氫裂化重石腦油為原料，生產(chǎn)C6+高辛烷值重整生成油、高純氫、戊烷和液化氣等產(chǎn)品。

1 Mt/a逆流移動床連續(xù)重整裝置催化劑循環(huán)量為1000 kg/h，催化劑采用石科院開發(fā)的PS-VI，2016年9月中交，2016年12月裝置一次開車成功；2017年11月停工消缺，2017年12月裝置投料生產(chǎn)。

2 逆流移動床連續(xù)重整工藝特點

圖1 逆流移動床連續(xù)重整循環(huán)劑循環(huán)圖

逆流移動床連續(xù)重整工藝改變催化劑在反應(yīng)區(qū)的流動方向，使之與反應(yīng)物逆向流動，即所謂的催化劑逆流輸送，再生催化劑先提升輸送至最后一個重整反應(yīng)器，并依次輸送通過前面的反應(yīng)器，最后至第一重整反應(yīng)器，待生催化劑再從第一重整反應(yīng)器提升至再生器，完成整個催化劑的循環(huán)，催化劑逆壓差輸送靠的是設(shè)在反應(yīng)器上部高位緩沖料斗和反應(yīng)器上部料斗組合方式實現(xiàn)的，緩沖料斗與反應(yīng)器上部料斗之間24 m下料管通過催化劑重力輸送。

泰州石化連續(xù)重整配置為4個并列布置的重整反應(yīng)器和1個再生器，再生器的操作壓力介于第一重整反應(yīng)器和第四反應(yīng)器之間，反應(yīng)物流流動方向為：一反二反三反四反，而催化劑輸送循環(huán)方向為：再生器四反三反二反一反再生器。其流程示意圖見圖1。

3 催化劑循環(huán)再生運行中的問題與處理

3.1 重整反應(yīng)壓力對催化劑循環(huán)的影響及處理

再生器的操作壓力介于第一重整反應(yīng)器和第四反應(yīng)器之間，重整產(chǎn)物分離罐操作壓力設(shè)定值為0.24 MPa，重整4個反應(yīng)器的壓力隨著重整加工負荷變化，再生器壓力介于第一重整反應(yīng)器和第四反應(yīng)器之間，實際生產(chǎn)中再生器壓力控制范圍為低于第一反應(yīng)器出口壓力30～35 kPa。因此，重整反應(yīng)壓力穩(wěn)定對催化劑循環(huán)壓差控制很重要，尤其是當重整加工量處于低負荷時，再生器上下密封控制難度增加，很容易觸發(fā)聯(lián)鎖，因此在生產(chǎn)中低負荷時可適當增加重整循環(huán)氫流量，但關(guān)鍵是保證重整反應(yīng)壓力的穩(wěn)定，從而保證再生器介于第一重整反應(yīng)器和第四反應(yīng)器之間可以穩(wěn)定，針對此問題增壓機組控制系統(tǒng)引入T8000系統(tǒng)進行優(yōu)化，取消了增壓機出廠配套的TRICON控制系統(tǒng)，新系統(tǒng)通用后，壓縮機入口壓力后得到改善。

圖2 優(yōu)化前重整產(chǎn)物分離罐壓力變化趨勢

圖3 優(yōu)化后重整產(chǎn)物分離罐壓力變化趨勢

優(yōu)化前重整產(chǎn)物分離罐壓力波動范圍0.23～0.25 MPa，重整反應(yīng)壓力也隨之波動；優(yōu)化后壓力自動控制穩(wěn)定，壓力波動在±3 kPa范圍內(nèi)，從而保證了再生器與一反出口壓差穩(wěn)定，提高了再生上下密封的穩(wěn)定可控性。

3.2 催化劑循環(huán)不暢問題的處理

3.2.1 氮封罐壓力高引起再生催化劑下料不暢

開工建立再生下密封時，在打開再生器與氮封罐間隔離閥時，由于氮封罐壓力高未進行泄壓，氮封罐與再生器壓差達50 kPa，造成再生器催化劑不能下料，下料管空管，氮封罐與再生器壓差為0 kPa，采取對氮封罐泄壓，同時用橡皮錘敲擊催化劑下料管線后，氮封罐與再生器壓差才建立正常。

因此催化劑建立或再生下密封聯(lián)鎖后，重新建立再生下密封時需注意控制氮封罐壓力不高于再生器15 kPa(再生器與氮封罐壓力設(shè)計值7 kPa)，否則很容易造成催化劑下料管空管。

3.2.2 催化劑提升管堵塞

催化劑循環(huán)建立時，發(fā)現(xiàn)三反催化劑提升二次未開啟時，三反催化劑提升壓差已達到了30 kPa，三反催化劑無法提升；車間判斷三反提升管發(fā)生堵塞，由于三反至二反提升管長達50 m，無法肉眼判斷，決定對管線進行爆破，實施方案：從二反緩沖料斗頂部給氮氣，在L閥組后提升管球閥處爆破，經(jīng)過爆破，管線帶出焊渣，鐵絲等雜物，后續(xù)催化劑順利建立循環(huán)。

3.2.3 反應(yīng)器上部24 m催化劑下料管空管

裝置停工后，四個反應(yīng)器內(nèi)催化劑會發(fā)生下沉堆實，反應(yīng)器上部料斗會出現(xiàn)催化劑不滿或空罐情況，此時開工時建立密封氣時反應(yīng)器上部料斗密封氣會增加，且大部分向上流動，此時就會形成催化劑不能下料的情況，但由于反應(yīng)器上部料斗無料位顯示，無法直觀判斷，只能憑經(jīng)驗判斷，此時若不能及時判斷，反應(yīng)器開始催化劑提升，就會造成上部料斗催化劑空罐加劇，造成油氣上串。

因此生產(chǎn)中，尤其是在長時間停工后恢復催化劑循環(huán)時，要注意觀察上部密封氣流量變化，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，防止問題擴大。

3.2.4 反應(yīng)器下部催化劑收集器檢查

逆流重整四個反應(yīng)器并列布置，與UOP典型重疊式反應(yīng)器布置相比四個反應(yīng)器底部催化劑下料僅有一個下料口，而UOP反應(yīng)器之間為多料管下料，因此逆流重整相當于增加了催化劑在反應(yīng)器堵塞的概率，因此在開工三查四定時，要嚴格仔細檢查反應(yīng)器內(nèi)部，尤其是扇形筒組件，防止落入下部收集口的可能。

3.3 緩沖料斗頂部過濾器清理

緩沖料斗頂部過濾器設(shè)有在線氮氣反吹清理管線，但實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)在線反吹只能吹掉粘附在過濾網(wǎng)上的細粉塵，生產(chǎn)初期卡在過濾網(wǎng)上的催化劑碎顆粒是無法通過在線反吹處理掉，因此需要對過濾器徹底拆除清理，但是裝置實際生產(chǎn)中存在的問題是過濾器前后手閥均存在泄漏的問題，由于介質(zhì)為氫氣，根本無法切除清理。所以建立在選擇此過濾器前后手閥時需要嚴格選型，否則生產(chǎn)中遇到此問題只能通過頻繁的在線反吹來解決問題。

圖4 拆檢后過濾器圖片

3.4 還原罐與上部緩沖料斗的特殊操作

逆流催化劑循環(huán)的工藝特點，再生器壓力高于重整第四反應(yīng)器壓力，生產(chǎn)中在高負荷的情況下，四反上部緩沖料斗壓力會達到或超出還原罐的壓力，因此在催化劑循環(huán)停車時，四反上部緩沖料斗料位會出現(xiàn)迅速下降，此時會出現(xiàn)還原罐上部料斗空管的情況，因此操作中在催化劑循環(huán)停止后要立即關(guān)閉還原罐與四反上部緩沖料斗之間的球閥，否則還原罐高溫氣體會上串造成管線超溫變形；其他反應(yīng)器也會因為催化劑重力作用出現(xiàn)類似情況，但料位下降少，球閥一般可不關(guān)閉。

3.5 催化劑粉塵

逆流催化劑循環(huán)工藝在正常操作情況下，催化劑的循環(huán)相比UOP等工藝取消了閉鎖料斗，催化劑循環(huán)輸送為無閥操作，對比帶有閉鎖料斗的催化劑磨損會降低，粉塵量會下降。但與UOP工藝相比，不利的是催化劑提升器多了三個，催化劑提升輸送管線增加，提升管均為D-LOCK接頭連接，但提升管打磨的質(zhì)量會直接影響催化劑的磨損情況，裝置設(shè)計催化劑粉塵為6 kg/d，裝置實際催化劑粉塵量約5 kg/d，催化劑磨損率較低。

4 總結(jié)

中海油氣(泰州)石化有限公司1 Mt/a逆流移動床連續(xù)重整裝置目前已運行一年多，催化劑循環(huán)再生單元生產(chǎn)中遇到了很多問題，這些問題的處理過程中積累了經(jīng)驗，希望上述問題能對后面新建的逆流移動床重整裝置起到建議與幫助。