逆流移動床連續重整裝置催化劑循環過程中的問題與處理

潘 龍，陳 祥，張衛琪

(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逆流移動床連續重整裝置由中國石化工程建設公司設計，采用中國石化自主開發的催化劑逆流移動床工藝技術，是第一套工業應用裝置。1 Mt/a逆流移動床連續重整裝置以直餾石腦油和加氫裂化重石腦油為原料，生產C6+高辛烷值重整生成油、高純氫、戊烷和液化氣等產品。

1 Mt/a逆流移動床連續重整裝置催化劑循環量為1000 kg/h，催化劑采用石科院開發的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。

2 逆流移動床連續重整工藝特點

圖1 逆流移動床連續重整循環劑循環圖

逆流移動床連續重整工藝改變催化劑在反應區的流動方向，使之與反應物逆向流動，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器，并依次輸送通過前面的反應器，最后至第一重整反應器，待生催化劑再從第一重整反應器提升至再生器，完成整個催化劑的循環，催化劑逆壓差輸送靠的是設在反應器上部高位緩沖料斗和反應器上部料斗組合方式實現的，緩沖料斗與反應器上部料斗之間24 m下料管通過催化劑重力輸送。

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

3 催化劑循環再生運行中的問題與處理

3.1 重整反應壓力對催化劑循環的影響及處理

再生器的操作壓力介于第一重整反應器和第四反應器之間，重整產物分離罐操作壓力設定值為0.24 MPa，重整4個反應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器和第四反應器之間，實際生產中再生器壓力控制范圍為低于第一反應器出口壓力30～35 kPa。因此，重整反應壓力穩定對催化劑循環壓差控制很重要，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，很容易觸發聯鎖，因此在生產中低負荷時可適當增加重整循環氫流量，但關鍵是保證重整反應壓力的穩定，從而保證再生器介于第一重整反應器和第四反應器之間可以穩定，針對此問題增壓機組控制系統引入T8000系統進行優化，取消了增壓機出廠配套的TRICON控制系統，新系統通用后，壓縮機入口壓力后得到改善。

圖2 優化前重整產物分離罐壓力變化趨勢

圖3 優化后重整產物分離罐壓力變化趨勢

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

3.2 催化劑循環不暢問題的處理

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

催化劑循環建立時，發現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，經過爆破，管線帶出焊渣，鐵絲等雜物，后續催化劑順利建立循環。

3.2.3 反應器上部24 m催化劑下料管空管

裝置停工后，四個反應器內催化劑會發生下沉堆實，反應器上部料斗會出現催化劑不滿或空罐情況，此時開工時建立密封氣時反應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，但由于反應器上部料斗無料位顯示，無法直觀判斷，只能憑經驗判斷，此時若不能及時判斷，反應器開始催化劑提升，就會造成上部料斗催化劑空罐加劇，造成油氣上串。

因此生產中，尤其是在長時間停工后恢復催化劑循環時，要注意觀察上部密封氣流量變化，發現問題及時處理，防止問題擴大。

3.2.4 反應器下部催化劑收集器檢查

逆流重整四個反應器并列布置，與UOP典型重疊式反應器布置相比四個反應器底部催化劑下料僅有一個下料口，而UOP反應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器內部，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有在線氮氣反吹清理管線，但實際應用中發現在線反吹只能吹掉粘附在過濾網上的細粉塵，生產初期卡在過濾網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

逆流催化劑循環的工藝特點，再生器壓力高于重整第四反應器壓力，生產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，因此在催化劑循環停車時，四反上部緩沖料斗料位會出現迅速下降，此時會出現還原罐上部料斗空管的情況，因此操作中在催化劑循環停止后要立即關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；其他反應器也會因為催化劑重力作用出現類似情況，但料位下降少，球閥一般可不關閉。

3.5 催化劑粉塵

逆流催化劑循環工藝在正常操作情況下，催化劑的循環相比UOP等工藝取消了閉鎖料斗，催化劑循環輸送為無閥操作，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，但提升管打磨的質量會直接影響催化劑的磨損情況，裝置設計催化劑粉塵為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

中海油氣(泰州)石化有限公司1 Mt/a逆流移動床連續重整裝置目前已運行一年多，催化劑循環再生單元生產中遇到了很多問題，這些問題的處理過程中積累了經驗，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。