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芳構(gòu)化裝置催化劑再生系統(tǒng)工藝改造

文檔作者：李義一國慶文檔來源：中海油石化工程有限公司		更新日期： 2026年05月09日	點擊數(shù)：
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第36卷第2期
2018年3月
石 化 技 術(shù) 與 應(yīng) 用
Petrochemical Technology &amp;amp; Application
Vo1．36 NO．2
Mat．2018
工業(yè)技術(shù)(124—127)
芳構(gòu)化裝置催化劑再生系統(tǒng)工藝改造
李義一，國慶
(中海油石化工程有限公司，山東青島266061)
摘要：某煉廠20萬t／a芳構(gòu)化裝置采用氮氣一空氣法對原有的水蒸氣一空氣法催化劑再生工藝進(jìn)
行了改造，對比分析了改造前后的工藝流程、主要操作條件及運行情況。結(jié)果表明：氮氣一空氣法再生
溫度最高為480℃ ，再生壓力為1．52 MPa，循環(huán)氣流量為9 000 m ／h；改造后，再生時間由190 h縮短至
85 h，含油污水排放量、蒸汽消耗量分別減少11．40，3．42 kt／a。
關(guān)鍵詞：芳構(gòu)化；芳烴；催化劑再生；水蒸氣一空氣法；氮氣一空氣法；燒焦過程
中圖分類號：TE 624．4 8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—0045(2018)O2一O124一O4
輕烴芳構(gòu)化是一種生產(chǎn)芳烴的重要工藝，該
工藝具有以下特點：原料適用范圍廣，芳烴產(chǎn)率
不受原料芳烴潛含量的限制；通過改變催化劑組
成及其制備工藝和芳構(gòu)化反應(yīng)工藝條件等，可在
一定程度上調(diào)整產(chǎn)品分布，以適應(yīng)市場變化；裝
置建設(shè)投資省、操作費用低 。
某煉廠2O萬t／a芳構(gòu)化裝置(以下簡稱芳
構(gòu)化裝置)以石腦油和催化裂化(FCC)醚后液化
石油氣為原料，選用CoO—MoO ／A1 0，催化劑，
經(jīng)過C 烯烴疊合和脫氫環(huán)化、石腦油選擇性裂
解、異構(gòu)、齊聚、環(huán)化脫氫等一系列復(fù)雜反應(yīng)，轉(zhuǎn)
化為烯烴含量低的高辛烷值汽油調(diào)和組分。
由于芳構(gòu)化反應(yīng)的特點，催化劑上積炭很
快，隨著反應(yīng)時間的延長，催化劑表面結(jié)焦量不
斷增加，表面活性降低，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足要
求時，需將反應(yīng)器切換出反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行催化劑燒
焦再生處理。芳構(gòu)化裝置原有催化劑再生系統(tǒng)
采用水蒸氣一空氣法。生產(chǎn)實踐表明，該法存在
催化劑再生時間長，蒸汽及工業(yè)風(fēng)浪費嚴(yán)重的問
題。為合理高效利用廠內(nèi)蒸汽及工藝風(fēng)，優(yōu)化全
廠蒸汽平衡，節(jié)省再生時間，本工作在廣泛參考
國內(nèi)已有芳構(gòu)化裝置再生系統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)
上 ，將芳構(gòu)化裝置的再生系統(tǒng)改造為氮氣一
空氣法，氮氣工業(yè)風(fēng)冷卻后，由循環(huán)氣壓縮機(jī)增
壓，循環(huán)使用，大幅降低了蒸汽損耗，減少了運行
成本，同時還有效減少了含油污水的排放量，對
同類裝置催化劑再生系統(tǒng)的改造具有借鑒意義。
1 芳構(gòu)化裝置原有催化劑再生系統(tǒng)
1．1 工藝流程
芳構(gòu)化裝置設(shè)置2臺芳構(gòu)化反應(yīng)器，當(dāng)催化
劑需要再生時，一臺生產(chǎn)，另一臺再生，實現(xiàn)單元連
續(xù)生產(chǎn)，循環(huán)再生。原有催化劑再生系統(tǒng)采用水蒸
氣一空氣法，工藝流程見圖1。催化劑再生以蒸汽
和空氣作為再生氣體，通過控制再生氣體中的氧含
量，以防止反應(yīng)器催化劑床層燒焦再生超溫而破壞
催化劑。燒焦前，利用飽和蒸汽經(jīng)加熱爐升溫后進(jìn)
入反應(yīng)器，對催化劑床層進(jìn)行循環(huán)加熱，當(dāng)達(dá)到燒
焦所需溫度后，控制氧氣通入量進(jìn)行燒焦操作。燒
焦氣經(jīng)冷卻后進(jìn)人燒焦罐，燒焦罐上部設(shè)置新鮮水
噴淋，含油污水冷凝液送至污水處理廠，氣相在高
點放空。當(dāng)燒焦操作不再有溫升時，燒焦結(jié)束，通
人氮氣進(jìn)行置換，待系統(tǒng)中氧含量合格后，切入反
應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行下一周期的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。
空氣
圖1 水蒸氣一空氣法催化劑再生流程示意
放空
新鮮水
油污水
收稿日期：2017—10—21；修回日期：2017—11—06
作者簡介：李義一(1982一)，男，湖北潛江人，碩士，工程師。
從事煉油工程設(shè)計工作，已發(fā)表論文4篇。
第2期 李義一等．芳構(gòu)化裝置催化劑再生系統(tǒng)工藝改造
1．2 操作參數(shù)
原有水蒸氣一空氣法催化劑再生反應(yīng)器操
作參數(shù)列于表1。
表1 水蒸氣一空氣法催化劑再生反應(yīng)器操作參數(shù)
操作條件 數(shù)值
再生壓力(入口)／MPa
再生溫度／℃
再生蒸汽流量／(t·h )
再生空氣流量／(m ·h )
1．0
310 ～480
O 一3．00
O 一2 000
1．3 實際運行情況
原有水蒸氣一空氣法催化劑再生系統(tǒng)運行
過程中，催化劑再生時間長，約190 h。再生期
間，蒸汽和工業(yè)風(fēng)經(jīng)再生系統(tǒng)后，集中于燒焦罐
高點放空，造成極大的浪費。設(shè)計催化劑燒焦再
生周期約為2個月，每年需燒焦6次。燒焦過程
中：含油污水排放量為10 t／h，即每年含油污水排
放量為11．40 kt；蒸汽消耗量為3．00 t／h，即每年
蒸汽消耗量為3．42 kt。
2 催化劑再生系統(tǒng)的改造
2．1 工藝流程
采用氮氣一空氣法對催化劑再生系統(tǒng)進(jìn)行
了改造，流程見圖2。
圖2 氮氣一空氣法催化劑再生流程示意
燒焦開始前，先啟動再生氣壓縮機(jī)，從壓縮
機(jī)人口緩沖罐處引入氮氣，增壓的氮氣經(jīng)加熱爐
進(jìn)行加熱，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行熱氮吹掃操作，當(dāng)反
應(yīng)器中的油氣達(dá)到安全要求，并且反應(yīng)器入口溫
度達(dá)到燒焦需要的溫度時，從壓縮機(jī)人口處引入
空氣，進(jìn)行催化劑燒焦再生。
開始燒焦時，要求控制循環(huán)氣初始氧體積分
數(shù)不大于0．2％ ，以防止反應(yīng)器催化劑床層燒焦
再生超溫。燒焦氮氣經(jīng)再生預(yù)熱器冷卻至
350 qC，先進(jìn)入煙氣水冷器冷凝后，溫度降至
4O℃ ；然后進(jìn)入再生氣壓縮機(jī)入口緩沖罐，氣液
相分離后，液相進(jìn)入廠區(qū)污油系統(tǒng)，氣相由再生
氣壓縮機(jī)壓縮增壓后，進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)燒焦。再
生后的廢氮氣由壓縮機(jī)入口緩沖罐頂部至安全
位置高點放空，新氮氣及空氣補(bǔ)充于再生氣壓縮
機(jī)入口緩沖罐。
根據(jù)反應(yīng)器燒焦?fàn)顩r逐步提高循環(huán)氣中的
氧含量和反應(yīng)器入口溫度，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度到
450℃ ，氧含量達(dá)到空氣中氧的濃度，且反應(yīng)器中
沒有溫升后，燒焦結(jié)束。此時可將系統(tǒng)用氮氣吹
掃置換，待系統(tǒng)中氧含量合格后，便可投入正常
生產(chǎn)。
2．2 操作參數(shù)
2．2．1 再生溫度
再生溫度是催化劑再生過程中必須嚴(yán)格控
制的關(guān)鍵參數(shù)之一。催化劑的再生過程，一般可
分為初燃、主燃、燒凈等3個階段。氮氣一空氣
法不同燃燒階段再生最高溫度應(yīng)有所不同，初燃
階段為360℃ ，主燃階段為450 c【=，燒凈階段為
480 ℃ 。
2．2．2 再生壓力
氮氣一空氣法燒焦速度與再生煙氣中的氧
分壓成正比，升高再生壓力，或增加煙氣中的氧
含量，均可以提高燒焦速度。受反應(yīng)器設(shè)計壓力
的影響，再生壓力控制在1．52 MPa。
2．2．3 循環(huán)氣流量
較大的循環(huán)氣流量不但可以加快燒焦進(jìn)程，
還可以加快反應(yīng)器中氣流的線速度，有利于催化
劑床層氣流分布均勻，防止出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)
象 。由流體的流速推薦值 可知：壓縮機(jī)出口
管道最大壓降為200 Pa／m。根據(jù)流體管道壓力
降公式 計算，確定循環(huán)氣流量為9 000 ITI ／h。
2．3 新增設(shè)備操作條件
改造新增1臺壓縮機(jī)、2臺換熱器和2臺容
器，其主要操作條件見表2～表4。
表2 再生氣壓縮機(jī)主要操作條件
· 126· 石化技術(shù)與應(yīng)用 第36卷
表4 容器主要操作條件 2．4 運行情況
催化劑再生系統(tǒng)改造前后燒焦過程的運行
參數(shù)對比見表5。
表S 催化劑再生系統(tǒng)改造前后燒焦過程運行參數(shù)對比
改造前燒焦氣為蒸汽，改造后燒焦氣為循環(huán)氮氣。
由表5可見，改造后在控制氧濃度及床層溫
度的條件下，燒焦氣及空氣流量較改造前有大幅
度的提高，再生時間由原來的約190 h 縮
短至85 h。
3 結(jié)論
a．20萬t／a芳構(gòu)化裝置采用氮氣一空氣法
對原有的水蒸氣一空氣法催化劑再生流程進(jìn)行
了改造。改造后，再生時間由190 h縮短至85 h，
含油污水排放量、蒸汽消耗量分別減少
1I．40，3．42 kt／a。
b．氮氣一空氣法再生溫度最高為480 oC，再
生壓力為1．52 MPa，循環(huán)氣流量為9 000 m ／h。
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第2期 李義一等．芳構(gòu)化裝置催化劑再生系統(tǒng)工藝改造 ·l27·
Process revam ping for catalyst regeneration system of arom atization unit
LI Yi—yi．GUO Qing
(Petrochemical Engineering Co Ltd，CNOOC，Qingdao 26606 1，China)
Abstract： The original catalyst regeneration
process of steam — air method was revamped by
using the nitrogen—air method for a 0．2 Mt／a arom—
atization unit in a refinery．The process flow，main
operation conditions and
and after the revamping
lyzed．The results showed
tion temperature was 480
was 1．52 MPa，and the
running situations before
were compared and ana—
that the highest regenera一
℃ ．regeneration pressure
circulating gas flow was
9 000 m ／h for the nitrogen —air process．After re—
vamping，the regeneration time was shortened from
1 90 h to 85 h，the oily wastewater discharge and the
steam consumption reduced by 1 1．40 kt／a and
3．42 kt／a respectively．
Key words：aromatization；aromatics；catalyst re—
generation；steam — air method；nitrogen —air meth—
od；decoking process
(上接第123頁)
Industrial application of various combination catalysts
in hydrOcracking unit
LIU Li—ruing，LIU Ya—lei，CHEN W ei—an，DAI Yu—shuo，W ANG W en—ping，
SONG Yi—qing，WANG Lan，LIU Zeng—jian
(Changqing Petrochemical Company，PetroChina，Xianyang 712000，China)
Abstract：The production situation of 1．20 Mt／a
hydrocracking unit of Changqing Petrochemical
Company，PetroChina，were introduced with various
combination catalysts，and the operating data were
analyzed including the main technical conditions，
product quality and its distribution，unit energy con
sumption and catalyst processing capacity，etc．The
results showed that the intermediate oil yield of the
combination catalysts provided by the American
UOP Company could reach up to 73．51％ ．but the
unit energy consumption could reach up to
39．05 kg／t．a(chǎn)nd the catalyst processing quantity was
7．340 kt／t．The naphtha yield of combination catalysts
provided by the Shell Standard Catalyst Company
could achieve more than 30％ ，and it was benefi—
cial to increase production of jet fuel and reduce ra—
tio of diesel to gasoline．the unit energy consumption
was about 35 kg／t，and the catalyst processing quantity
was about 1 4 kt／t．
Key word： hydrocracking； refining catalyst；
cracking catalyst；naphtha；diesel； jet fuel；unit
energy consumption
s 粵
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