重整装置的水氯平衡控制

重整装置的水氯平衡控制

张永年

中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司 辽宁 辽阳   111000

摘要：从重整催化剂的发展来看，铂含量由高铂含量转变为低铂含量，催化剂的酸性组成由氟氯型转变为全氯型。研发技术不断进步，使催化剂性能不断提高，同时对催化剂反应环境的要求更加苛刻。在正常操作情况下，重整催化剂的优良性能是否能够得到充分发挥的关键因数是水氯平衡控制。水氯平衡操作对重整催化剂的失活的影响，对催化剂的金属功能、酸性功能充分发挥等问题是人们十分关注的。

关键词：重整催化剂；水氯平衡；控制措施

0引言

催化重整装置的操作十分强调反应环境的控制，其中包括有毒物质和水氯平衡控制。在有毒物质得到良好控制的条件下，搞好水氯平衡是重整催化剂在运转过程中充分发挥催化剂水平的关键。

1重整催化剂水氯平衡的判别

重整催化剂水氯平衡的控制是要求操作人员通过调节注水量和注氯量，在反应系统循环气中水含量维持在25μL/L左右的情况下，使重整催化剂的氯含量保持在（1.0±0.1）%。

在实际运转过程中有时会出现水氯平衡失调的情况，即运转中的催化剂的氯含量偏离了0.9%-1.1%的范围。此时重整装置的各项技术指标均会出现变化，其中包括各反温降、产品辛烷值、循环气的组成、液化气产率、产品的收率及芳烃含量等。当氯含量偏离事宜范围时，通过对这些技术参数对比，可以得到氯含量偏高还是偏低的信息。

在正常的操作条件下，为校正重整催化剂的氯含量是否在合适范围内，可以将重整装置入口温度调整到490-500℃，在空速为2h-1时，反应器入口温度每提高3℃，测定重整生成油的辛烷值（RONC）能否提高1个单位，如果达不到1个单位，说明催化剂氯含量偏离了适宜范围。

2重整催化剂水氯平衡的调整

重整催化剂的金属功能和酸性功能之间的平衡，是通过调节注氯和注水量来控制的。

 2.1注水

（1）适宜水量

重整催化剂要求反应系统的气氛中含有适量的水，以保证氯在催化剂上的良好分散和各反应器氯含量分布均匀。在反应中它对环烷烃的开环反应和烷烃的脱氢环化反应都具有抑制作用。调节循环气中谁的方法是在重整进料中注入适量的水，注入的介质通常为乙醇或脱离子水等。

（2）系统太干

由于反应器混合进料水含量低，注水量不足导致。会造成氯在部分反应器的催化剂上积累，而另一部分催化剂氯含量偏低。主要会出现以下几种情况：一反和四反的温降减少；循环氢气纯度下降；循环气中甲烷含量升高，丙烷含量降低；C5+液体收率总体上下降。

（3）系统太湿

循环气中水太高，由此会造成重整催化剂氯含量总体下降。但在循环气中水升高的初期，循环气中的氯含量会短时间上升，然后随之降低。装置会出现以下现象：一反温降显示明显增加，随后很快下降，其余各反温度也随之降低；LPG产量和C5+液体收率减少；重整生成油辛烷值明显下降，氢气产率降低。

系统水含量高，调整措施：循环气中水含量如果超过50μL/L时，将反应器入口温度降低到480℃以下；检查系统水含量高的原因，检查并调整蒸发脱水塔的操作：加大注氯量，关注催化剂活性恢复情况适当提高温度。

2.2注氯

（1）适宜氯含量

在正常情况下，催化剂的氯保持能力会随催化剂的比表面积下降而减弱。引起比表面积下降原因有二：一是催化剂的比表面积随再生次数的增加而下；二是在高可刻度的运转过程中，中、后期催化剂因积炭量增加引起比表面积下降。因此，要根据催化剂的比表面积的变化来提高注氯量，是催化剂的氯含量保持在要求的范围内。

（2）催化剂氯含量低

催化剂的氯含量太低时，其活性会明显下降。一般而言，催化剂氯含量每下降0.1%，反应器入口温度需要提升3℃。催化剂氯含量太低的主要现象是：重整生成油辛烷值和芳烃含量下降，C5+液体收率减少；循环氢纯度略有上升；液化气产量下降。

（3）催化剂氯含量高

重整催化剂氯含量太高会出现以下现象：一反、四反温降明显下降，其它各反也有下降；C5+液体收率明显下降，严重时生成油颜色变深；液化气产率增加；循环氢气纯度下降，C3、C4组分增多。

如果出现水氯失衡的情况，需要对装置各种症状进行综合分析，否则就可能作出与实际情况完全相反的结论。某装置重整最后一个反应器的温降下降，这种情况可以由两种反应过于强烈引起的，一种是放热较强的氢解反应增强，即催化剂的金属功能增强，导致温降下降。另一种是放热较强的加氢裂解反应增强，即催化剂的酸性功能增强，导致温降下降。显然对于这两种情况的处理上是绝然不同的，前者是氯含量过低引起的，需提高注氯量；后者是氯含量过高引起的，需要降低注氯量。

3连续重整装置水氯平衡的控制

连续重整装置在运转过程中催化剂是不断移动的，而且反应和再生系统的操作均处于较低压力，便于催化剂采样，采集催化剂样品的代表性也较好。因此连续重整装置通过采集的催化剂样品进行化学分析，直接得到催化剂氯含量数据，为催化剂的水氯平衡操作提供直观的可靠依据。

当连续重整装置处于不同的运转模式时，操作模式有以下变化：

3.1装置开工

（1）开工进油、反应系统干燥阶段：随着反应系统的升温，系统中的残存水和催化剂吸附水逐步释放，循环气中水含量升高。进油后原料油也带入一部分水，造成循环气中水量进一步提高，反应系统开始集中补氯操作，循环气中水也同时随产氢外排。随循环气中水含量变化，相应调整注氯量。

（2）催化剂黑烧阶段：催化剂随循环次数增多，积炭量增加，待催化剂炭含量达到3%以上，再生系统开始黑烧操作。黑烧阶段，烧焦区进行烧焦操作，氧氯化区不进行氧化和补氯操作，反应系统维持注氯。

（3）催化剂白烧阶段：催化剂转入白烧时，氧氯化区开始进入空气和注氯操作，反应系统停止注氯，整个系统进入正常水氯平衡操作。

3.2再生系统改黑烧

当重整系统发生某些特殊情况，再生烧焦区可能出现催化剂烧焦不完全，需要将烧焦操作改为黑烧模式。黑烧时氧氯化区不进空气，改进氮气，注氯操作停止。为防止反应系统催化剂氯的流失，就要投运重整进料的注氯操作，直至再生系统改为白烧。

（1）在再生催化剂氯含量稳定情况下，如果反应系统出现水含量偏高，会出现以下几种情况：再生催化剂的氯含量与待升催化剂的氯含量差值大于0.12%-0.15%。稳定塔顶出现明显腐蚀；氧氯化区出现催化剂补氯困难或增加注氯后，催化剂氯含量变化不明显。

（2）造成反应系统水含量高的原因可能如下:重整进料水含量偏高；进入重整反应系统的循环催化剂的水含量升高。

（3）反应系统水含量高的改进措施:检查汽提塔的操作参数是否正常、操作是否平稳，及时采样分析重整进料水含量：检查再生系统催化剂干燥区的操作温度是否偏低，及时进行调整；检查再生系统催化剂干燥区的空气干燥器出口水含量是否偏高，定期更换空气干燥剂。

4结语

重整催化剂的金属功能和酸性功能，是通过调节注氯和注水量控制的。重整催化剂水氯平衡的控制是重整装置平稳操作的关键控制因素，也是直接影响催化剂性能的良好发挥和运转周期的关键之一。

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