器外再生技术的开发研究

器外再生技术的开发研究

1、关于器外再生技术

1.1发展历程

炼油装置所用催化剂，在使用过程中会因结焦或其他因素而逐渐失活，为提高催化剂的使用效率，一般采用含O2气体小心烧去积炭，传统的方法是采用含O2惰性气体在反应器内进行再生。７０年代前所有加氢装置都采用此种方式进行催化剂再生。我国８０年代引进的四套（茂名、南京、扬子、金山）加氢裂化装置也都采用此法。该方法虽然技术上较为成熟、可靠，但在具体实施过程也存在如下缺点：1}再生时间长，缩短了装置的有效运转时间；

2}因加氢催化剂再生周期一般为２—３年，导致再生设备长

期闲置，且还要投入维修费用，造成浪费。

3}再生效果无法保证，因再生前后无法对催化剂做出全面评

价，再生效果只能开工后检验，而且因装置长期运行必然导致

床层物流的分布不均，也影响再生效果。

4}因操作员长期不进行再生操作，具体实施过程中往往因技

术不熟练而造成以外事故。我国茂名炼油厂加氢装置首次再生

时就因经验不足等原因造成了设备损坏事故，经济损失巨大。

5}再生成的废气（如CO2、SO2等）、废水难以处理，易造成

环境污染。

基于以上考虑，７０年代初，国外一些公司致力开展催化剂器外再生技术的研究。早期的催化剂器外再生方法有两种：一是静态盘式，二是固定体质。静态盘式再生方法是在马福上进行，存在空气分布不均、烧炭不完全、再生时间长、劳动强度大、温度难以控制等弱点，很快被淘汰。目前我国恒基公司６０%的能力采用此方法。固定体质再生方法在加氢装置器内再生方法相似，但因再生前催化剂已过筛，起总体再生效果要由于、优于器内再生。该两种方式都是间接再生方式，一套装置的催化剂要分许多批次来完成，受人为等外界因素的影响，每批次的再生质量差别较大，从而影响整体再生效果。随着器外再生技术的发展和改进，该两种方法70年代中期以后被淘汰。

１９７４年美国人Baltimore在美国代理了催化剂器外再生公司（ＣＲＩ公司），并于１９７６年建成第一套真正意义上催化剂连接再生装置，以后又先后于１９８０年在卢森堡，１９８１年在日本，

１９８２年在美国，１９９５年在新加坡建成四套催化剂再生工厂，据了解这些工厂的最大处理量为１５吨／天。

１９８０年德国人Le.vowlte建立了Eurecat S.A.再生工厂，之后相继在沙特和日本建厂。

１９９２年美国人wather建立Tricat公司，并于９３年和９７年分别在美国和德国建立催化剂再生工厂。该技术为沸腾床催化剂再生技术，市场份额少。８５％以上的市场份额由ＣＲＩ和Eurecat占领。我们拟采用的工艺路线接近ＣＲＩ技术。

１９９５年下半年淄博恒基化工有限公司在一些技术人员的帮助下，建成了符合我国国情的第一套催化剂器外再生装置，并在９７年５月完成第一批３７．５吨chevron公司ＩＣＲ１２６Ｌ催化剂的再生。至２００１年８月份共再生催化剂４２批次１２７６吨，其经验和业绩在国内处于绝对领先地位。

１.２器外再生的主要特性

自七十年代开始，经过大量的摸索和实践，器外再生技术日趋成熟，与传统的器内再生相比，其有以下几方面技术优势：

１）再生效果好，再生质量有保证。通过对再生前样品的分析，可以实现再生条件的优先，最大限度地恢复催化剂的活性。

２）缩短装置检修周期，增加装置有效运行时间。如果器外再生按１５天计，可缩短检修时间３－５天。

３）完全取消了器内再生的有关设备和化学药剂，避免了对装置本体设备可能造成的损害。

４）节省费用，降低成本。按器外再生价格２万元／吨计，国内器外再生比器内再生节约直接费用约１万元／吨，比送往国外再生节约直接费用０.５万元／吨。

５）避免环境污染。

鉴于以上优点，催化剂器外再生技术得以广泛应用，目前欧美国家有９０－９５％的催化剂进行器外再生，并且１９９６年后新建的加氢处理装置已不在配置器内再生设施。

２、目前国外两种主要催化剂器外再生方法

２.１ＣＲＩ再生技术

ＣＲＩ公司采用的是传递带式再生工艺，该传递带宽６英尺（１.８米）汽提脱油段５０英尺，再生段１００英尺，其原则流程如下图：

由上图可见该技术首先除去结生催化剂中的细粉和惰性瓷球，进入汽提脱油段，用Ｎ２气提脱除催化剂上的烃类物质。该脱油段分A

１、Ａ２、Ａ３三个区段，分别控制不同温度，各区段的温度是在实验室

通过热重分析等相关方法测试后预先确定的，以保证最大限度地脱除烃类。脱油后的催化剂进入再生段开始烧硫和烧炭，再生段又分为Ｂ

1、Ｂ

2、Ｂ

3、Ｂ4四个阶段，各区段分别在不同的温度和O2含量下运

行，这样做有两个目的：一是确保催化剂烧硫、烧炭均匀进行，防止超温损坏催化剂；二是分阶段烧掉催化剂上不同性质的焦炭，确保催化剂的再生效果。所产生的SO2、CO2等有害气体采取NaOH洗涤清处理废气处理。

该技术目前的发展重点是采用传递带的串联、并联操作，使传送带上催化剂烧硫、烧炭的集中热降到最低限度，以确保再生质量和提高传送带的处理量，今后的目标是采用先进的激光技术和新型红外线技术，使催化剂既能充分烧硫、烧炭，恢复活性，又不使其化学、物理性质受损。

２.２Eurecat再生技术

Ｅurecat再生技术，采用两段再生方法，其再生工艺流程如下图所示：

自图中可以看出待再生催化剂首先进入再生炉－１，在２００－２５０℃下再生硫，再生炉－１是一长１１米，入口／出口直径为２.０／２.５米的圆锥形回轴炉，烧硫后的催化剂进入再生炉２，在高温下烧炭。再生炉２是２２米长的以电为热源的电磁炉。炉１和炉２各部分的温度用热电偶连续监控，通过调整入炉空气流量来控制温度，防止出现局部热点。所产生的废气也采用碱液洗涤方法净化。

油含量超过５％的情况下，需在烧硫、烧炭前脱油，方法就是催化剂烧硫前在串联的回转炉上用气提脱油。气提脱油阶段不烧硫也不烧炭。

２.３两种再生方法的比较

该两种再生技术、工艺原理基本相同，不同之处在于：

（１）ＣＲＩ技术采用液化气为原料，在传递带式炉上进行再生，工艺简单易掌握；Eurecat公司第一段采用回转炉烧

硫，第二段采用电磁炉烧炭，技术较复杂，投资较高；

（２）ＣＲＩ技术再生催化剂处于相对静止状态，再生速度慢，Eurecat技术采用回转炉和电磁炉，再生催化剂处于微动状

态，再生速度快；