CN1133718C - 炼油厂二次加工催化剂再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼油厂二次加工催化剂的再生方法，是在生产装置的器外加热炉中，由热源直接向催化剂供热，在再生催化剂的下面全量通入热空气，使催化剂表面的碳、硫化物达到完全燃烧。将烧焦过程分为三个阶段，按着规定的再生指标，控制温度时间以及鼓风机吹入热空气。本发明工艺简单、操作方便，设备投资少，操作费用低。比现有的氮气再生法和蒸气再生法再生效果更加完全彻底。节能、不污染环境。
Description
技术领域
本发明属于催化剂再生技术，具体涉及炼油厂二次加工的重整装置、各种加氢精制装置所使用的铂、铼、钼、镍、钨、钴、钛、钯系列失活催化剂的再生。
背景技术
炼油厂的重整装置、各种加氢精制装置中的催化剂是一种固体小颗粒，呈球状、柱状、条状、三叶草状，在其表面含数量不等的铂、铼、镍......贵重金属组分，这些组分在生产中能使被加工的油品在催化剂表面，在贵重金属的作用下，促进油品的化学反应，获取产品质量好、效率高的效果。在重整与加氢精制装置生产一个周期后(生产装置从投入生产直到停工检修约一年左右的时间)，在生产过程中催化剂在促进正向反应的同时，同样在其表面的积碳逐渐掩盖了金属的活性中心而失去了它在生产中应起的作用，这时生产装置要停工对催化剂进行再生或报废更新。国内对催化剂的更新有两种方法：1、氮气再生法。工艺流程简述如下：整个再生系统在充满一定的压力下启动压缩机升压后经换热器换热进加热炉加热到所需温度进入再生器，在再生器的入口有一条经空压机升压后送入的压缩空气(在烧焦补氧时用)，再生器出口的气流经换热器和冷却器进入气体分离器，分离器下部的凝结物及水排污，上部的气体则进入压缩机升压循环使用。在压缩机的入口可随时补入新鲜氮气以保持再生系统的压力稳定。氮气再生步骤：①再生系统用氮气置换合格后，升至一定压力，启动压缩机全量循环。②加热炉点火升温，加热炉出口温度按再生指标严格控制。再生指标举例如下：
表1
③当温度升到烧焦温度时启动空气压缩机缓慢向再生器入口补入空气，严格控制风量以保持床层温升以防升温过快烧坏催化剂或烧坏设备。④当开始再生补入空气后，再生器出口馏出物中注入适量的无水液氮，同时在冷却器入口处注入10％浓度的碱水，控制馏出凝结物呈中性。⑤当第一阶段烧焦结束后，停止补入空气，提高炉出口温度进行下一阶段的烧焦。⑥对催化剂实施的烧焦再生结束后，停止注氨与注碱，然后往再生器出口以2吨/时速度注冷凝水2-3小时，冲洗反应物的结晶盐类。最后停压缩机。
| 烧焦阶段 | 升温速度 | 允许床层最高温度 | 允许床层最高温升 | 再生器入口氧含量 |
| 第一阶段350--370℃ | 25℃/h | 420℃ | 不大于50℃ | 小于1.0v％ |
| 第二阶段400℃ | 20℃/h | 450℃ | 不大于50℃ | 小于0.7v％ |
| 第三阶段450℃ | 20℃/h | 480℃ | 不大于50℃ | 小于0.3v％ |
| 第四阶段480℃ | 10℃/h | 500℃ | 不大于20℃ | 小于0.2v％ |
| 降温阶段480℃至常温 | 30℃/h |
2、蒸汽再生法。它的工艺流程与氮气再生流程基本相似，只是在加热炉入口有一条再生蒸汽线(是在再生器床层温度200℃以上时使用)，在再生器出口有一条再生蒸汽大汽放空线。再生步骤：①再生系统用氮气置换合格后，升至一定压力，启动压缩机全量循环。②加热炉点火以25℃/时速度升温至再生器的催化剂床层各点温度达200℃以上，停压缩机，加热炉熄火。系统内的氮气放空气至常压。③将加热炉入口的主线(氮气循环线)8字盲板调向盲死、蒸汽线盲板调为通路。④向炉管通入压力0.6-0.8Mpa、温度不小于180℃的蒸汽，加热炉点火，控制再生器烧焦度(指标如氮气标准)。⑤当480℃烧焦阶段结束后，加热炉以25℃/h速度降至250℃，加热炉熄火，停汽。
以上二种方法均是利用被加热的载体(氮汽、蒸汽)将热能带入再生器，间接地将热量传递给催化剂。总结以上二种方法存在以下不足：
1、再生工艺复杂。再生条件苛刻。
2、催化剂再生效果不理想。
a、催化剂经再生后均含有数量不等的碳和硫，如镇海炼化公司40×104T/D加氢精制装置的FH-5催化剂经器内再生取样分析：碳含量达0.26％、硫含量1.14％(摘自《抚顺石化加氢技术》1999年1-2期)。锦州800KT/D柴油中压加氢RN-1与RN-5催化剂在1999年5月14日的再生中对再生后的催化剂分析含有硫与碳(摘自《石油炼制》2000年10期)。抚顺石油一厂481-2催化剂再生后碳含量达1.4％(抚顺石化研究院分析数据)。说明再生催化剂烧焦不完全、不彻底。
b、催化剂的外观形状如条形、三叶草形经再生后易断裂或粉碎。例如：山东齐鲁从美国引进的催化剂再生工艺设备，在2000年给镇海炼化公司40×104T/D加氢装置精制催化剂，再生后由于链条断裂，不仅影响了催化剂的活性，而且也因此而产生装置中反应系统阻力降增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的催化剂再生技术，将炼油厂中的重整装置，各类加氢精制装置的旧催化剂的各种性能指标(金属含量、孔容、比表面)恢复到最好，达到与新催化剂相媲美。
本发明采用生产装置的器外再生，在生产装置的器外加热炉中，由热源直接向催化剂供热，而不再经过其它中间载体，在再生催化剂的下面全量通入热空气，使催化剂表面的碳、硫化物达到完全燃烧。加热炉是一密闭加热装置，其内有直接使催化剂表面的碳、硫化物燃烧的热源，在炉体下部有连接换热器和鼓风机的热风分配管，炉顶设有轴向炉内压力调节阀。再生的工艺过程是：a、将要再生的催化剂装入筛网托盘，放入再生炉的支架上，关闭炉门；b、点火升温，并按下列指标升温再生：
表2
当炉内温度达120-180℃时，开鼓风机经换热器向炉内供氧。本发明对比现有技术具有如下优点：1、工艺简单，操作方便，设备投资少，操作费用低；2、比现有的氮气再生法和蒸汽再生法再生效果更加完全彻底。
| 烧焦温度 | 升温速度(℃/h) | 恒温时间(h) | 烟囱真空度 |
| 第一阶段340-400℃ | 20-50 | 0-5 | -100mmHg |
| 第二阶段420-480℃ | 10-30 | 0-4 | -40mmHg |
| 第三阶段480-500℃ | 5-15 | 不小于2 | -10mmHg |
现以481-2B催化剂为例对比如下：
表3
3、节能：本方法不需要载体供热，采取能源(电能、可燃气体)
| 名称 | 质量标准 | 再生前数据 | 蒸汽再生数据 | 本发明再生数据 |
| MoO3(W％) | 17.5-20.5 | 8.83 | 16.07 | 17.73 |
| NiO(W％) | 4-5 | 1.65 | 4.04 | 4.06 |
| P(W％) | 1.5-2.5 | 1.45 | 1.74 | 1.92 |
| 碳含量(W％) | 无 | 16.44 | 1.4 | 无 |
| 孔容积(毫升/克) | 0.5-0.7 | 0.36 | 0.429 | 0.4519 |
| 比表面积(米2/克) | 不小于200 | 173 | 203 | 233.8 |
| 强度(N/粒) | 大于36 | 38.3 | 未作 | 大于36 |
直接向再生催化剂供热。4、本发明技术在催化剂的再生全过程中，因不注液氨、液碱及
水冲洗，不污染环境。下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明图1是本发明的工艺流程图。图2是密闭式电炉再生炉结构示意图；图3是密闭式可燃气体再生炉结构示意图。
具体实施方式
实施例，如图1，密闭再生炉1中通有与鼓风机5和换热器4连接的热风分配管2，热空气经鼓风机升压后再经换热器4升温进入再生炉1中的热风分配管2，供给催化剂再生过程中以充足的氧气。当装有射流真空泵时，射流真空泵8从炉顶涸管3抽负压以控制再生炉1中的真空度，射流真空泵8的水箱中的水面由泵入口补水管线7来控制。如图2，密闭再生炉1中向催化剂供热的能源为电能，在炉体内设置电炉丝向催化剂加热。再生炉炉体外侧有保温层9，内侧有耐火砖层10，外面有再生气体代表出口11和热电偶孔15，炉内侧壁上有电阻丝12，中间有支架13，装有催化剂的筛网托盘14置于炉支架13上。如图3，密闭再生炉1中向催化剂供热的能源为可燃气体，在炉体下部设置喷火嘴，向催化剂加热。与图2不同之处在于它没有电阻丝12，而是在炉体下部有燃烧室16和燃料气火嘴17。筛网托盘14是底面有多个网眼的方形托盘。本发明的具体实施步骤为①将失去活性的催化剂从生产装置中卸除；②再生催化剂过筛，除去混杂在催化剂中的各类粉末；③分离除去混杂在催化剂中的各类瓷球；④将要再生的催化剂装入筛网托盘，筛网托盘用20目的钢丝网制作成方盘形状；⑤将装有再生催化剂的筛网托盘送入密闭再生炉的支架上；⑥关闭炉门，按表2指标升温再生，对于表面积碳较多的催化剂应采取温控范围较窄较严格的再生指标，如下表：
表4
| 烧焦温度 | 升温速度(℃/h) | 恒温时间(h) | 烟囱真空度 |
| 第一阶段350-380℃ | 30-40 | 2-4 | -100mmHg |
| 第二阶段450-470℃ | 25-30 | 1.5-2 | -40mmHg |
| 第三阶段490-500℃ | 5-10 | 不小于2 | -10mmHg |
⑦在再生炉烟囱绝压值较高的情况下，炉顶需要安装射流真空泵，当再生炉内温度升至100-150℃时，开射流真空泵；炉内温度达120-180℃时，开鼓风机经换热向炉内供氧；⑧最后烧焦阶段的判断：a、根据射流真空泵水罐排水管CO2含量判断；b、根据再生炉电流变化(或燃料气量的多少)来判断；⑨根据烧焦结束，切断供热。自然降温；停鼓风机和射流真空泵；⑩打开炉门，取出再生活化后的催化剂装桶待用。
Claims (5)
1、一种炼油厂二次加工催化剂的再生方法，其特征是在生产装置的器外加热炉中，由热源直接向催化剂供热，在再生剂的下面全量通入热空气，使催化剂表面的碳、硫化物达到完全燃烧，加热炉是一密闭加热装置，其内有直接使催化剂表面的碳、硫化物燃烧的热源，在炉体下部有连接换热器和鼓风机的热风分配管，炉顶设有轴向炉内压力调节阀；再生的工艺过程是：a、将要再生的催化剂装入筛网托盘，放入再生炉的支架上，关闭炉门；b、点火升温，并按下列指标升温再生：烧焦阶段的工艺过程分为三步，第一阶段：以30-40℃/h的速度升温至340-400℃，恒温0-5小时，烟囱真空度为-100mmHg；第二阶段：以10-30℃/h的速度升温至420-480℃，恒温0-4小时，烟囱真空度为-40mmHg；第三阶段：以5-15℃/h的速度升温至480-500℃，恒温时间不小于2小时，烟囱真空度为-10mmHg；当炉内温度达120-180℃时，开鼓风机经换热器向炉内供氧。
2、根据权利要求1所述的炼油厂二次加工催化剂的再生方法，其特征是向催化剂供热的能源为电能，在炉体内设置电炉丝向催化剂加热。
3、根据权利要求1所述的炼油厂二次加工催化剂的再生方法，其特征是向催化剂供热的能源为可燃气体，在炉体下部设置喷火嘴，向催化剂加热。
4、根据权利要求1所述的炼油厂二次加工催化剂的再生方法，其特征是在再生炉烟囱绝压值较高的情况下，炉顶需要安装射流真空泵，当再生炉内温度升至100-150℃时，开射流真空泵。
5、根据权利要求1所述的炼油厂二次加工催化剂的再生方法，其特征是其烧焦阶段分为三步，第一阶段：以30-40℃/h的速度升温至350-380℃，恒温2-4小时，烟囱真空度为-100mmHg；第二阶段：以25-30℃/h的速度升温至450-470℃，恒温1.5-2小时，烟囱真空度为-40mmHg；第三阶段：以5-10℃/h的速度升温至490-500℃，恒温时间不小于2小时，烟囱真空度为-10mmHg；当炉内温度达120-180℃时，开鼓风机经换热器向炉内供氧。
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