一种烯烃转换装置中烯烃转换反应器再生及还原的方法
技术领域
本发明涉及烯烃转化技术领域,具体地说是一种烯烃转换装置中烯烃转换反应器再生及还原的方法。
背景技术
烯烃转换装置在烯烃转换反应器中发生的主要反应是2-丁烯与乙烯反应生产丙烯,该反应器为固定床反应器。随着反应的进行,烯烃转换反应器催化剂活性会逐渐降低,需要定时再生和还原才能恢复活性,所以烯烃转换反应器一般需要两台,一台在线操作,一台再生。每台烯烃转换反应器再生的周期大约为15-30天一次,再生频繁,如果催化剂再生方式不恰当,不仅降低了催化剂的寿命,而且还提高了生产操作成本。本发明提供的方法通过低浓度和高浓度的氧气活化、空气烧焦、冷却、H2还原等步骤,将烯烃转换反应器中的催化剂进行彻底的还原,极大的提高了催化剂的使用寿命,节约了生产成本,对其他类似生产装置具有借鉴意义。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种烯烃转换装置中烯烃转换反应器再生及还原的方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的,该烯烃转换反应器再生及还原的方法的步骤如下:
1)管线钝化:将0.6-0.8Mpa(G)的氮气持续的充入到燃料炉与烯烃转换反应器之间的管线,通过放空管线排往火炬;然后再交替地用氮气充压并泄放到火炬,直到管线中排出气体中含氧量降至低于0.1% (Vol),则钝化完成,转入到热吹扫工序;
2)热吹扫:将0.2Mpa(G),40℃的氮气通入燃料炉加热到440℃,然后通入烯烃转换反应器中,将烯烃转换反应器加热到400℃,热吹扫的氮气排往火炬;待烯烃转换反应器催化剂床层温度达到400℃后,持续通入热氮气吹扫,直到通往火炬的热氮气中烯烃含量小于90ppm,热吹扫工序结束,转入到氧化和活化工序;
3)氧化与活化:将热吹扫氮气由排往火炬改为排往大气,维持热吹扫氮气流量不变,并逐步在氮气中混入空气,使得氧气在混合气体中增加,直到混合气体中氧气含量达到3%(mol),同时维持烯烃转换反应器中催化剂床层的温度维持在400℃,保持氮气、空气流量,持续9小时;
然后将燃料炉出口的氮气和空气的混合气体温度升高到490℃,将烯烃转换反应器催化剂床层温度升高至455℃并稳定后,增加空气流量,使得氧气在氮气和空气的混合气体中增加,直到混合气体中氧气含量达到5.5%(mol),保持氮气/空气流量,持续110小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量少于20ppm(vol),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455℃,氧化与活化工序结束,转入到催化剂烧焦工序;
4)烧焦:控制燃料炉温度,使得烯烃转换反应器催化剂床层温度升至490℃,稳定后,逐渐提高空气量并同步减少氮气量,直至氮气通入量为零,保持空气流量,持续13小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量少于20ppm(vol),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455 ℃,持续5小时,烧焦工序结束,转入到冷却工序;
5)冷却:将氮气流量由零逐渐增加并同步减少空气流量至零,并控制烯烃转换反应器催化剂床层温度降至400℃;冷却氮气由排往大气改为排往火炬,同时将氮气通过燃料炉加热至440℃,将烯烃转换反应器催化剂床层加热至400℃,冷却结束,转入到还原工序;
6)还原:将氢气逐步通入到氮气中,直至氢气在混合气体中的含量达到9-10%(mol);氢气和氮气的混合气体经过燃料炉加热到430℃,然后进入烯烃转换反应器利用氢气的还原性还原催化剂,烯烃转换反应器催化剂床层维持温度395-405℃,还原时间为35分钟,还原结束后转入到氮气置换工序;
7)氮气置换:还原结束后,将氢气流量降至零,维持氮气流量和温度不变,对烯烃转换反应器催化剂床层中的氢气通过氮气置换,时间为1-2小时,氮气置换结束后转为脱除惰性气体工序;
8)脱除惰性气体:将氮气置换工序的氮气排往火炬改为排往大气,将燃料炉出口的氮气温度加热至600℃,然后通入到烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按升温不超过50℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度提高至脱附操作温度550℃,维持这个温度直至反应器入口水含量与尾气中水含量差值小于1ppm(mol)时,脱附操作完成转入到氮气保压和冷却工序;
9)氮气保压和冷却:逐渐降低燃料炉出口氮气的温度,氮气进入烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按降温不超过50℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度降至260℃,然后将氮气通过充压泄压操作将残留的氧气进一步脱除,然后进一步通过氮气冷却烯烃转换反应器催化剂床层温度至常温,并保持烯烃转换反应器微正压。
所述的步骤2)中,将440℃的氮气通入烯烃转换反应器中,将烯烃转换反应器加热到400℃,升温速度低于45℃/h。
所述的步骤3)中,将热吹扫氮气由排往火炬改为排往大气,维持热吹扫氮气流量不变,并逐步在氮气中混入空气,使得氧气在混合气体中以0.12-0.24%(mol)/h的速度增加,直到混合气体中氧气含量达到3%(mol),同时维持烯烃转换反应器中催化剂床层的温度维持在400℃;当烯烃转换反应器催化剂床层温度超过440℃时,停止通入空气,维持氮气流量不变,待温度平稳后再重新引入空气。
所述的步骤3)中,将烯烃转换反应器催化剂床层温度升高至455℃并稳定后,增加空气流量,使得氧气在氮气和空气的混合气体中以0.36-0.72%(mol)/h的速度增加,直到混合气体中氧气含量达到5.5%(mol),保持氮气/空气流量,持续110小时;当烯烃转换反应器催化剂床层温度超过480℃时,停止通入空气,维持氮气流量不变,待温度平稳后再重新引入空气。
所述的步骤4)中,烯烃转换反应器催化剂床层温度升至490℃,稳定后,逐渐提高空气量并同步减少氮气量,直至氮气通入量为零,同时将混合气体中氧含量按照每次增加0.9% (mol)的量逐步提高到21% (mol);上述过程中,当烯烃转换反应器催化剂床层温度超过520℃时,停止通入空气,维持氮气流量不变,待温度平稳后再重新引入空气。
所述的步骤5)中,控制烯烃转换反应器催化剂床层温度降至400℃,降温速度低于50℃/h。
所述的步骤6)中,当烯烃转换反应器催化剂床层出现明显温升时,停止氢气注入,待床层温度平稳后再重新引入氢气。
本发明的一种烯烃转换装置中烯烃转换反应器再生及还原的方法和现有技术相比,操作方便且弹性大,再生及还原效果好,延长了催化剂的使用寿命,降低了烯烃转化的生产成本,对其他再生装置也具有广泛的借鉴意义。
具体实施方式
实施例1:
该烯烃转换反应器再生及还原的方法的步骤如下:
1)管线钝化:将0.6Mpa(G)的氮气持续的充入到燃料炉与烯烃转换反应器之间的管线,通过放空管线排往火炬;然后再交替地用氮气充压并泄放到火炬,直到管线中排出气体中含氧量降至0.8% (Vol),则钝化完成,转入到热吹扫工序;
2)热吹扫:将0.2Mpa(G),40℃的氮气通入燃料炉加热到440℃,然后通入烯烃转换反应器中,将烯烃转换反应器加热到400℃,热吹扫的氮气排往火炬;待烯烃转换反应器催化剂床层温度达到400℃后,持续通入热氮气吹扫,直到通往火炬的热氮气中烯烃含量80ppm,热吹扫工序结束,转入到氧化和活化工序;
3)氧化与活化:将热吹扫氮气由排往火炬改为排往大气,维持热吹扫氮气流量不变,并逐步在氮气中混入空气,使得氧气在混合气体中增加,直到混合气体中氧气含量达到3%(mol),同时维持烯烃转换反应器中催化剂床层的温度维持在400℃,保持氮气、空气流量,持续9小时;
然后将燃料炉出口的氮气和空气的混合气体温度升高到490℃,将烯烃转换反应器催化剂床层温度升高至455℃并稳定后,增加空气流量,使得氧气在氮气和空气的混合气体中增加,直到混合气体中氧气含量达到5.5%(mol),保持氮气/空气流量,持续110小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量18ppm(vol),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455℃,氧化与活化工序结束,转入到催化剂烧焦工序;
4)烧焦:控制燃料炉温度,使得烯烃转换反应器催化剂床层温度升至490℃,稳定后,逐渐提高空气量并同步减少氮气量,直至氮气通入量为零,保持空气流量,持续13小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量17ppm(vol),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455 ℃,持续5小时,烧焦工序结束,转入到冷却工序;
5)冷却:将氮气流量由零逐渐增加并同步减少空气流量至零,并控制烯烃转换反应器催化剂床层温度降至400℃;冷却氮气由排往大气改为排往火炬,同时将氮气通过燃料炉加热至440℃,将烯烃转换反应器催化剂床层加热至400℃,冷却结束,转入到还原工序;
6)还原:将氢气逐步通入到氮气中,直至氢气在混合气体中的含量达到9% (mol);氢气和氮气的混合气体经过燃料炉加热到430℃,然后进入烯烃转换反应器利用氢气的还原性还原催化剂,烯烃转换反应器催化剂床层维持温度395℃,还原时间为35分钟,还原结束后转入到氮气置换工序;
7)氮气置换:还原结束后,将氢气流量降至零,维持氮气流量和温度不变,对烯烃转换反应器催化剂床层中的氢气通过氮气置换,时间为1小时,氮气置换结束后转为脱除惰性气体工序;
8)脱除惰性气体:将氮气置换工序的氮气排往火炬改为排往大气,将燃料炉出口的氮气温度加热至600℃,然后通入到烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按升温45℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度提高至脱附操作温度550℃,维持这个温度直至反应器入口水含量与尾气中水含量差值0.8ppm(mol)时,脱附操作完成转入到氮气保压和冷却工序;
9)氮气保压和冷却:逐渐降低燃料炉出口氮气的温度,氮气进入烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按降温48℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度降至260℃,然后将氮气通过充压泄压操作将残留的氧气进一步脱除,然后进一步通过氮气冷却烯烃转换反应器催化剂床层温度至常温,并保持烯烃转换反应器微正压。
实施例2:
该烯烃转换反应器再生及还原的方法的步骤如下:
1)管线钝化:将0.8Mpa(G)的氮气持续的充入到燃料炉与烯烃转换反应器之间的管线,通过放空管线排往火炬;然后再交替地用氮气充压并泄放到火炬,直到管线中排出气体中含氧量降至0.1% (Vol),则钝化完成,转入到热吹扫工序;
2)热吹扫:将0.2Mpa(G),40℃的氮气通入燃料炉加热到440℃,然后通入烯烃转换反应器中,将烯烃转换反应器加热到400℃,热吹扫的氮气排往火炬;待烯烃转换反应器催化剂床层温度达到400℃后,持续通入热氮气吹扫,直到通往火炬的热氮气中烯烃含量90ppm,热吹扫工序结束,转入到氧化和活化工序;
3)氧化与活化:将热吹扫氮气由排往火炬改为排往大气,维持热吹扫氮气流量不变,并逐步在氮气中混入空气,使得氧气在混合气体中增加,直到混合气体中氧气含量达到3%(mol),同时维持烯烃转换反应器中催化剂床层的温度维持在400℃,保持氮气、空气流量,持续9小时;
然后将燃料炉出口的氮气和空气的混合气体温度升高到490℃,将烯烃转换反应器催化剂床层温度升高至455℃并稳定后,增加空气流量,使得氧气在氮气和空气的混合气体中增加,直到混合气体中氧气含量达到5.5%(mol),保持氮气/空气流量,持续110小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量20ppm(vol),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455℃,氧化与活化工序结束,转入到催化剂烧焦工序;
4)烧焦:控制燃料炉温度,使得烯烃转换反应器催化剂床层温度升至490℃,稳定后,逐渐提高空气量并同步减少氮气量,直至氮气通入量为零,保持空气流量,持续13小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量20ppm(vol),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455 ℃,持续5小时,烧焦工序结束,转入到冷却工序;
5)冷却:将氮气流量由零逐渐增加并同步减少空气流量至零,并控制烯烃转换反应器催化剂床层温度降至400℃;冷却氮气由排往大气改为排往火炬,同时将氮气通过燃料炉加热至440℃,将烯烃转换反应器催化剂床层加热至400℃,冷却结束,转入到还原工序;
6)还原:将氢气逐步通入到氮气中,直至氢气在混合气体中的含量达到10%(mol);氢气和氮气的混合气体经过燃料炉加热到430℃,然后进入烯烃转换反应器利用氢气的还原性还原催化剂,烯烃转换反应器催化剂床层维持温度405℃,还原时间为35分钟,还原结束后转入到氮气置换工序;
7)氮气置换:还原结束后,将氢气流量降至零,维持氮气流量和温度不变,对烯烃转换反应器催化剂床层中的氢气通过氮气置换,时间为2小时,氮气置换结束后转为脱除惰性气体工序;
8)脱除惰性气体:将氮气置换工序的氮气排往火炬改为排往大气,将燃料炉出口的氮气温度加热至600℃,然后通入到烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按升温50℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度提高至脱附操作温度550℃,维持这个温度直至反应器入口水含量与尾气中水含量差值1ppm(mol)时,脱附操作完成转入到氮气保压和冷却工序;
9)氮气保压和冷却:逐渐降低燃料炉出口氮气的温度,氮气进入烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按降温50℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度降至260℃,然后将氮气通过充压泄压操作将残留的氧气进一步脱除,然后进一步通过氮气冷却烯烃转换反应器催化剂床层温度至常温,并保持烯烃转换反应器微正压。
实施例3:
1)管线钝化:将0.7Mpa(G)的氮气持续的充入到燃料炉与烯烃转换反应器之间的管线,通过放空管线排往火炬;然后再交替的用氮气充压并泄放到火炬,直到管线中排出气体中含氧量降至0.07% (Vol),则钝化完成转入到热吹扫工序;
2)热吹扫:将0.2Mpa(G),40℃的氮气通入燃料炉加热到440℃,然后通入烯烃转换反应器中,将其加热到400℃,升温速度44℃/h,热吹扫的氮气排往火炬;待烯烃转换反应器催化剂床层温度达到400℃后,持续通入热氮气吹扫,直到通往火炬的热氮气中烯烃含量80ppm,热吹扫工序结束,转入到氧化和活化工序;
3)氧化与活化:将热吹扫氮气由排往火炬改为排往大气,维持热吹扫氮气流量不变,并逐步在氮气中混入空气,使得氧气在混合气体中以0.18% (mol) /h的速度增加,直到混合气体中氧气含量达到3%(mol),同时维持烯烃转换反应器中催化剂床层的温度维持在400℃;如果烯烃转换反应器催化剂床层温度超过440℃,停止通入空气,维持氮气流量不变,待温度平稳后再重新引入空气;当烯烃转换反应器催化剂床层温度一直稳定在400 ℃,不再出现温升后,保持氮气/空气流量,持续9小时;
然后将燃料炉出口的氮气和空气的混合气体温度升高到490℃,将烯烃转换反应器催化剂床层温度升高至455℃并稳定后,增加空气流量,使得氧气在氮气和空气的混合气体中以0.59% (mol) /h的速度增加,直到混合气体中氧气含量达到5.5%,如果烯烃转换反应器催化剂床层温度超过480℃,停止通入空气,维持氮气流量不变,待温度平稳后再重新引入空气;当烯烃转换反应器催化剂床层温度一直稳定在455 ℃,不再出现温升后,保持氮气/空气流量,持续110小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量18ppm(vol)(出口与入口的二氧化碳含量差值),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455 ℃,氧化和活化工序结束,转入到催化剂烧焦工序;
4)烧焦:控制燃料炉温度,使得烯烃转换反应器催化剂床层温度升至490℃,稳定一段时间后,逐渐提高空气量并同步减少氮气量,直至氮气通入量为零,即将混合气体中氧含量按照每次增加0.9% (mol)的量逐步从氧化和活化步骤的5.5% (mol)最终提高到21%(mol);上述过程中,如果烯烃转换反应器催化剂床层温度超过520℃,停止通入空气,维持氮气流量不变,待温度平稳后再重新引入空气;当烯烃转换反应器催化剂床层温度一直稳定在490 ℃,不再出现温升后,保持空气流量,持续13小时;当经过烯烃转换反应器催化剂床层的气体中二氧化碳增加量18ppm(vol)(出口与入口的二氧化碳含量差值),且烯烃转换反应器催化剂床层温度稳定在455 ℃,持续5小时,烧焦工序结束,转入到冷却工序。
5)冷却:将氮气流量由零逐渐增加并同步减少空气流量至零,并控制烯烃转换反应器催化剂床层温度降至400℃,降温速度45℃/h;冷却氮气由排往大气改为排往火炬;同时将氮气通过燃料炉加热至440℃,将烯烃转换反应器催化剂床层加热至400℃;冷却结束后转入到还原工序;
6)还原:将氢气逐步通入到氮气中,直至氢气在混合气体中的含量达到9.5%(mol);氢气和氮气的混合气体经过燃料炉加热到430℃,然后进入烯烃转换反应器利用氢气的还原性还原催化剂,烯烃转换反应器催化剂床层维持温度400℃,还原时间为35分钟;在还原过程中确保无明显温升;假如烯烃转换反应器催化剂床层出现明显温升,需停止氢气注入,待烯烃转换反应器催化剂床层温度平稳后再重新引入氢气;还原结束后转入到氮气置换工序;
7)氮气置换:还原结束后,将氢气流量将至零,维持氮气流量和温度不变,对烯烃转换反应器催化剂床层中的氢气通过氮气置换,时间为1.5小时;氮气置换结束后转为脱除惰性气体工序;
8)脱除惰性气体:将氮气置换工序的氮气排往火炬改为排往大气;将燃料炉出口的氮气温度加热至600℃,然后通入到烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按每次升温48℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度提高至脱附操作温度550℃,维持这个温度直至反应器入口水含量与尾气中水含量差值小于1ppm(vol)时,脱附操作完成转入到,氮气保压和冷却工序;
9)氮气保压和冷却:逐渐降低燃料炉出口氮气的温度,氮气进入烯烃转换反应器,使得烯烃转换反应器催化剂床层按降温45℃/h的速度将烯烃转换反应器催化剂床层温度降至260℃;然后将氮气通过充压泄压操作将残留的氧等气体进一步脱除;然后进一步通过氮气冷却烯烃转换反应器催化剂床层至常温,并保持烯烃转换反应器微正压。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。