连续重整最新再生讲课幻灯片.ppt

1、再生部分,1、再生流程 10、IFP和UOP的比较 2、闭锁料斗设备介绍 11、参数（正常操作） 3、闭锁料斗动作过程 12、再生停工 4、催化剂的还原 5、氮气密封罐 6、分离料斗 7、粉尘收集器 8、再生器 9、催化剂的输送,1,再生简易流程,2,2、 闭锁料斗设备介绍 a 闭锁料斗的主要受压元件及其内构件是用0Cr18Ni9镇静钢板制造的，工作温度162 ，最高工作压力2.0Mpa。 镇静钢板是由普通碳素结构钢镇静钢热轧制成的钢板。镇静钢是脱氧完全的钢，钢液在浇注之前用锰铁、硅铁和铝进行充分脱氧，钢液含氧量低（一般为0.002-0.003%），钢液在钢锭模中较平静，不产生沸腾现象，镇静钢

2、由此得名。,3,b、闭锁料斗上安装具有三个独立的区域：分离区、闭锁料斗区、以及缓冲区。这些区域的设计用途是通过其相互配合操作，以比较小的批量来输送催化剂，同时提高催化剂周围的环境的压力。 c、催化剂经由一个限流孔板进入闭锁料斗的顶部。该孔板的用途是将来自再生器的瞬间催化剂排放限制在一个能够接受的流量上。这样就能够在催化剂通过装置进行循环时保持一个稳定的烧焦温度的分布。,4,d、 在限流孔板的下面是三个催化剂区域。顶部的区域被称为分离区，中间的区域被称为闭锁料斗区，而底部的区域则被称为缓冲区。 所有三个区域都在重整增压富氢的氛围下工作，但是处于两个不同的差压之下。分离区的操作压力接近再生器的压力

3、，而缓冲区的操作压力则接近再生催化剂L型节流阀组件的压力（R2201反应器的压力），闭锁料斗区的压力则是在这两个压力区之间来回切换。用一个压力测量表来指示闭锁料斗区加压和减压。,5,e、 分离区有两个气体管嘴：一个是来自闭锁料斗区的气体的平衡管嘴，另一个是带有滤网的放空管嘴，用来排放多余的气体。闭锁料斗区有一个气体管嘴：这是一个带有滤网的平衡管嘴，用作来自缓冲区的气体入口和去分离区的气体出口。而缓冲区则有两个气体管嘴：一个是装有滤网的平衡管嘴，用作去闭锁料斗区的气体出口，另外一个管嘴则是去闭锁料斗的补充气体入口。,6,f 、 闭锁料斗区外侧的托架上安装有两台核射线料位测量仪表，一台是高料位开关

4、，另外一台是低料位开关，其用途是控制闭锁料斗区的卸载和加载。缓冲区外侧的托架上还安装了另外一台核射线料位测量仪表，其用途是指示缓冲区中的催化剂料位。 g 、为了方便检修，在缓冲区中设置了一个检修人孔。同样，在每个区域的立管底部也设置了检验手孔。 闭锁料斗的这三个区域之间用法兰式凸缘体相互连接在一起，必要时可以拆开进行检修,7,h 、为了方便检修，在缓冲区中设置了一个检修人孔。同样，在每个区域的立管底部也设置了检验手孔。 闭锁料斗的这三个区域之间用法兰式凸缘体相互连接在一起，必要时可以拆开进行检修。 i 、设备剖面图,8,9,3、 闭锁料斗的动作过程 闭锁料斗系统通过对闭锁料斗上面的上、下两个平

5、衡阀的循环控制，使其分别对闭锁料斗的闭锁料斗区进行加压和泄压的动作，一小批的一小批的将再生催化剂往下级输送。 我们可以从每一批催化剂的输送循环动作时间得到再生催化剂的循环比率。闭锁料斗通过对循环比率的控制，影响着整个反应、再生系统。,10,闭锁料斗动作步骤： a. 准 备； b. 加 压； c. 卸 料； d. 泄 压； e. 加 料。,11,准备 循环间的正常停止阶段 加压 闭锁料斗区升压至与闭锁料斗缓冲区 压力相同。 卸料 把催化剂从闭锁料斗区输送至闭锁料 斗缓冲区。 泄压 闭锁料斗区泄压至与闭锁料斗分离区 压力相同。 加料 把催化剂从闭锁料斗分离区输送到 闭锁料斗区。,12,a. 准备阶

6、段 准备阶段是每两个循环过程之间的正常停顿阶段。 此时，闭锁料斗区装载有催化剂，其压力与分离区相同，等待循环动作的开始信号。 准备阶段的控制器状态： 1. 等待缓冲区信号下降； 2. 触发催化剂循环流动 记时器； 3. 即将进入加压阶段。,13,b. 加压阶段 加压阶段我们通过用氢气向闭锁料斗区充压使其压力值接近缓冲区的办法为其向缓冲区卸载催化剂做准备。加压阶段的第一步：控制器依照阀位控制曲线，关闭上平衡阀A 。,14,15,加压阶段第二步的控制器状态： 1.等待直到确认上平衡阀关闭； 2.依照阀位控制曲线，打开下平衡阀B ； 3.即将进入卸料阶段。,16,17,c. 卸料阶段 卸料阶段我们将

7、催化剂从闭锁料斗区转移到缓冲区。 卸料阶段控制器状态： 1.等待催化剂卸入缓冲区； 2.当闭锁料斗区料位低时 准备进入泄压阶段。,18,d. 泄压阶段 泄压阶段我们通过给闭锁料斗区泄压，为催化剂从分离区进入闭锁料斗区做准备。 泄压阶段第一步：控制器根据阀位曲线图，关闭下平衡阀B 。,19,20,泄压阶段第二步的控制器状态： 1.等待直到确认下平衡阀关闭； 2.依照阀位控制曲线，打开上平衡阀A ； 3.即将进入加料阶段。,21,22,e. 加料阶段 加料阶段我们将催化剂从分离区转移到闭锁料斗区。 加料阶段控制器状态： 1. 闭锁料斗区加料直至其上部出现高料位信号； 2.结束动作循环，即将再次进入

8、准备阶段。,23,4、催化剂的还原 还原，是将金属从氧化态转换到还原态。这一步必须在氯化氧化步骤之后完成，使催化剂返回到铂重整反应器时具有催化活性。还原反应要借助H2才能进行。 反应式如下： 氧化态金属 + H2 还原态金属 + H20 还原越完全，金属对铂重整反应的性能越佳。氢的纯度高及足够的还原气体流速，有助于本反应完成。足够的还原气体流速和足够的还原段温度，才能确保气体分布良好。,24,催化重整过程所用的催化剂金属活性组分，只有在还原态才具有良好的活性。而重整催化剂再生的基本原理是炭与氧的反应，在此反应发生的同时，重整催化剂上的金属活性组分也变成氧化态，因此，氧化态催化剂还原过程是重整装

9、置开工以及连续重整装置催化剂循环各步骤中的重要环节之一 CYCLEMAX还原区采用两段还原的形式： 两段还原的目的是产生最佳的可单独控制的还原条件，使催化剂达到良好性能。,25,低温还原在上部床层进行，由还原气携带还原水向下流动，该区有水分存在，由于温度低，所以对催化剂性能无损害。 在下部床层，高温还原在干燥条件下进行，还原水被对流的气体从高温还原界面上带走。这一点很重要，因为高温和高水分相结合，会导致金属积聚和还原状况变差。 应在不同的温度下还原不同的金属，据介绍，对PtSn催化剂而言，在低温区主要是还原金属Pt，在高温区是还原金属Sn。,26,27,28,5、氮 气 密 封 罐 氮气密封罐

10、（D2305）及其内构件是用碳钢制造的,材料牌号20R,工作温度160 ，工作压力0.849Mpa。 氮气进入密封罐的吹扫区后是朝上流动通过立管和分离区中的催化剂床层，然后从催化剂入口流出。氮气还朝下流过吹扫区中的催化剂床层，并且从催化剂出口流出。 催化剂在该密封罐的顶部进入一个气体分离区（主要用途是在线更换催化剂），通过一根立管进入一个吹扫区，随后从该容器流出。,29,氮气密封罐的正常功能就是提供一个氮气添加点，清除再生催化剂隔离系统（氮气泡）中的催化剂，另外还有一个附加用途，就是催化剂在线更换。 当在线不停工更换催化剂期间，氮气密封罐能够接受并且吹扫掉装入装置中的新鲜催化剂所夹带的空气。新

11、鲜催化剂通过一个催化剂加填料斗进入密封罐的催化剂入口中，并且和正常操作时一样通过氮气密封罐。两者之间的差别在于，催化剂是分批而不是连续进入密封罐中的。,30,设备上提供了一个催化剂料位指示器，当密封罐接受一批新鲜催化剂且已经准备就绪时就给出一个信号。氮气的流动路径也和正常操作类似，但气体是通过气体的旁路管嘴而不是催化剂入口从密封罐的顶部流出的。在更换催化剂期间，密封罐和再生器之间的气体平衡通这条该副线来实现。,31,32,6、分离料斗 分离料斗的作用： (1) 实现催化剂粉尘的淘析过程 (2) 作为催化剂循环过程中的缓冲场所 分离料斗底部用作再生器待生催化剂缓冲场所。通过八只出口管嘴和有关的输

12、送管道，整粒的催化剂排出分离料斗。 (3) 实现再生氯的回收 在容器的外侧上面安装有一台核料位仪，指示催化剂的料位。,33,34,7、粉尘收集器 粉尘收集器是把催化剂碎屑和粉尘从淘析气中去掉。 提升气及粉尘脱除回路的工艺流程如下： 待生催化剂L阀组件、分离料斗、粉尘收集器、除尘风机以及提升风机构成了提升气和淘析气回路。,35,36,淘析气进入粉尘收集器的侧面，气体穿过毡布过滤器，从顶部排出。催化剂碎屑和粉尘堆积在滤芯以及底部。 随着滤芯上灰尘负载增加，滤芯二侧的压力降也增加，当差压报警时，滤芯必须清洗。粉尘收集器工作时，可使用氮气由逆向管嘴反吹清扫。,37,38,39,40,8、再生器 由于反

13、应系统与再生系统间操作压力和介质环境不同，所以要保证催化剂在两系统间的安全循环，必须做到： 再生部分的高低压设备不能有物流互串的现象。 反应部分的氢气与烃类不能与含氧的再生部分互串。,41,42,43,催化剂连续再生必须经历五个工艺过程，既催化剂的烧焦氧氯化干燥冷却还原。其中四个过程是在再生器中完成的，还原是在再生器外完成的。因此再生器的结构要按能够完成四个工艺过程来设计，必须满足催化剂连续再生工艺的要求。 a、烧焦段 烧焦，是有氧气存在下的燃烧反应，炭中主要的化学元素为C和H。,44,在空气量充足的情况下，通常的燃烧反应为： C + O2 CO2 + 热量 但如果空气量不足，可能发生不完全反

14、应： 2C + O2 2CO + 热量 炭中的H与O2反应速度要远远快于烧碳的反应： 2H2 + O2 2H2O + 热量 CO遇02则有可能进一步氧化： 2CO + O2 2CO2 + 热量,45,上述各反应对除焦是必要的，有用的，但对催化剂容易造成损害。它导致催化剂表面温度上升，而高温则极大地增加了催化剂永久性损害的危险。所以要控制好烧焦，这是通过控制燃烧过程的氧含量来完成的。氧含量过高造成温度过高，但氧含量过低则燃烧不足。正常操作时，氧含量保持在0.61.0摩尔之间，这是使烧焦速度达到最快，烧焦温度相对最低的最佳范围。,46,47,CYCIEMAX再生器中央的约翰逊筛网设计成倒锥体形作用

15、： 中央的筛网为倒锥体形，有两个目的：(1)提高烧焦区域的催化剂流速，该催化剂暴露在高温和高水分、低氧含量的气体中，可使催化剂比表面积减小。(2) 扩大燃烧界面，保证催化剂上的焦碳燃烧充分，防止含碳催化剂进入氧氯化区，引起超温。,48,b、氧氯化段 氯化氧化，是调节氯化物含量，氧化和分散催化剂表面的金属(即金属铂)。这些反应的特点是有氧和有机氯化物参与的复杂反应，所以反应需要氧和氯化物。 氯化反应主要归纳为： 氯化物 + O2 HCl + CO2 + H2O HCL + O2 CI2 + H20(迪肯平衡 载体OH + HCL 载体CL + H2O,49,氧化反应和重新分散(更新)反应可归纳如

16、下： 金属 + O2 金属氧化物(分散) 在正常操作下催化剂的氯含量应保持在1.11.3wt之间，这是发挥催化剂载体功能的一个最佳范围。 金属在催化剂表面分布得越均匀，催化剂的金属功能就越好。分散的条件是：氧含量高，停留时间长，氯含量适当。这样有助于金属氧化和重新分布。,50,51,c、干燥段 干燥，是去除催化剂上的多余水份。催化剂上多余水分来自烧焦步骤。采用高温干燥气体流过催化剂，以达到烘干的目的。 干燥步骤也可理解为在催化剂载体上置换水分： 载体H2O + 干燥气体载体 + 气体 + H20 催化剂在进入铂重整反应器之前越干燥，那么它的总体性能越好。高温和干燥时间长及足够的干燥气体流速，有

17、利于本步骤完成。足够的干燥气体流速，能确保气体分布良好，热量充足；,52,53,d、冷却段 冷却区有两大作用：冷却去下游待处理的催化剂，预热部分去干燥区的空气。 冷却的催化剂降低了下游催化剂输送设备的材质方面的要求。 预热的干燥空气降低了空气加热器负荷，这样可节约公用工程开支。,54,关于再生器中水、HCl的控制说明 （1）再生器的正常运行温度很高足以消除流动管线中的液态水。 （2）所有低流量线或死角都有热保温可防止液态水的存在。 （3）用干燥氮气吹扫仪表接头可防止水和氯化物的存在。,55,（4）在装置发生任何运行波动情况下，再生器会发生“热停车”，这样催化剂会停止再生，但是再生器仍然保持操作

18、温度，气体保持流动状态。热态停车的结果是空气被从塔中赶出停止烧焦，这样从系统中消除了水源。当空气出来后，干燥氮气被置换进去吹扫塔中存在的氧气和水汽。当氮气被引入塔中时，再生注氯自动停止，从而阻止了HCL的存在。 （5）在再生器冷却过程中，即再生气或干燥 气体温度低时，停止向塔中注入氯化物可防止HCL存在于塔中。,56,（6）在再生器冷却过程中，催化剂也被冷却下来，催化剂的自然性质是这样的，即当其冷却时，它对氯化物和水具有亲和性和保持能力。因此，催化剂本身起到了干燥剂的作用，可除去遗留在再生器中的游离氯化物和水。 （7）再生器升温过程中，在再生器和干燥区气体温度接近正常值之前，逻辑控制系统会禁止

19、氯化物的注入。防止液态水蒸发前有HCl的存在。,57,（8）再生器是这样设计的，即所有无催化剂的区域可自由排凝到充满催化剂的区域，实际上，整个再生器都可自由排凝到再生器的底部。催化剂能够吸收系统中的游离水，因此避免了水存在于塔中。 （9）当再生器停工时，不管是热态还是冷态，装满了催化剂或催化剂被卸载，程序要求再生器必须被保持在一定的吹扫氮气压力下。,58,9、催化剂的输送 为了尽量减少催化剂磨损并且尽量减小提升线中压降的波动，两条提升线的结构都非常坚固。管线方向上的改变采用专用的“无碰撞”弯管来实现。 提升线中弯管和接头的数量控制在最低限度。只允许使用向下倾斜的管段，并且提升线的总长缩短到最低

20、限度。,59,从再生L阀组件到还原区的最高温度控制的原因：为了避免催化和催化剂输送两方面的问题，最高温度大约为150：（1）.由于在缓冲料斗内进行适当的冷却，催化剂不会在氢气气氛下“预还原”(催化问题)。 （2）.同时催化剂也不会由于在较低温度下，提升气的快速冷却和减速而堵塞提升管线(催化剂输送问题)。,60,61,62,10、IFP和UOP的对比,63,64,65,66,11、工艺参数 a、温度 ：适宜的温度是保证催化剂烧焦，氧氯化，焙烧，氢还原过程顺利进行的条件。在催化剂 连续再生过程中，烧焦程入口温度，焙烧段入口温度还原，还原段入口温度是可调的，而再生器内的其他温度还受到催化剂 含炭量，再生器中的氧含量等影响。必须综合考虑，严格按规定控制再生过程的温度。,67,b、压力 ：在再生系统内，压力不作为一种调节手段，它只随重整分离器压力的变化而变化。使再生器的压力与闭锁料斗保持0kpa差压，从而保证催化剂循环的顺利进行。 c、压差（再生循环系统中，压差分二种） ： (1)是密封氮差压，用来保证系统安全的运行，它不是调节手段，但必须严格保证其在规定的范围内。 (2)是用来调节催化剂循环量的差压，它是用来调节催化剂的循环速率和保持各催化剂缓冲罐料面平衡的参数。差压越大，催化剂的提升量越多，循环量