催化剂再生-最终

104单元催化剂再生

一．术语定义

1. 催化剂再生定义：

反应器内长时间使用催化剂，由于碳化而生成的结焦会覆盖催化剂内外表面。随着催化剂表面积的减小，催化剂的活性也会降低。为了恢复催化剂的活性，实施催化剂再生。催化剂再生是，燃烧覆盖在催化剂内外表面的结焦以 CO2 和 H2O的形态去除，是恢复催化剂活性的步骤。包含单元停车，卸压抽真空, 燃烧, 冷却的所有步骤。

2. 燃烧

催化剂再生步骤中最核心步骤，用微量的氧气燃烧去除催化剂表面结焦为目的。通常由一次燃烧，二次燃烧, 三次燃烧组成，每次燃烧的差别是氧气含量及反应器流入流出温度。一次的时候，由于催化剂表面附着大量的结焦，用极微量的氧来燃烧。二次燃烧时由于大部分催化剂结焦已经去除，燃烧去除剩余微量的结焦。三次燃烧是提高循环气中的氧含量完全燃烧催化剂中极微量结焦的阶段。

3.碱循环

为了防止管线内腐蚀，催化剂再生期间燃烧时要打碱循环。反应器表面上的硫与O2接触后生成SO2，被H2O溶解生成H2SO4，会导致管线的腐蚀。为了中和H2SO4再生期间进行碱循环。再生前，向动力科要求注碱的准备，并要求生产一科在碱储槽(104D-103)准备碱。

二．需要的器具和数量

Gastec(测SO2含量用，200个)，Dragger（连接Gastec测定 Gas浓度的辅助器具，2个），便携式氧分析仪（2个，PGM-3000），波美比重计（1个，量程1～1.1），250ml塑料量筒2个，pH 试纸（5包）,便携式测氧仪（测氧10～100ppm，实验科），呼吸器3个

器具要求：

(1)Gastec：–测SO2(能测定100 ～1800 PPM level的型号 : type 5M)

（2）波美比重计：范围是5～10o Be（1.036～1.074）,测定浓度用250ml量筒两个

（3）数据表：复印十张预备

三．再生前准备事项

（1）反应器进/出口取样点上，确认可以用Teledyne测定O2及SO2的连接管线（Lead Line）。由生产部以氮气吹扫提高再生时O2浓度测定的正确性。（压缩机出口处用104AI-101的在线仪，以便携式氧分析仪PGM-3000进行对照，反应器出口处以做好冷却器，可以用便携式氧分析仪PGM-3000测氧含量，用Gastec测SO2）

（2）再次检查卸压抽真空盲板是否正常安装。

（3）确认空气注入（PA）管线及控制阀动作是否正常(104FIC112)及管线堵漏情况。

(4)在泄压抽真空阶段，检查氢氧化钠输送泵(104G-106)，氢氧化钠循环泵(104G-108)及再生循环水泵(104G-107)是否能正常运行。

(5) 向仪表科申请校正循环气流量计(104FI-107A/B/C)。(氮气)

（6）生产操作班长把分离器(104C-103)液位控制阀开关打到104LIC-106控制104LV-105。

（7）生产部要确认从清洗水注入输送泵(104G-102)到压缩机入口罐(104C-104)的管线能否投用。氢氧化钠罐(104D-103)内填满380Be 氢氧化钠。

四．燃烧前生产部措施事项

单元停车及泄压抽真空由生产一科执行。技术科负责人在燃烧开始前，确认单元装置停车和泄压抽真空是否正常完成。

五．催化剂再生准备

（1）用氮气将Unit维持比大气压稍微高的压力 (0.2~0.3 kg/?G)，然后把盲板从泄压抽真空Mode切换到Regeneration mode后构成再生程序。(参照 : NHT 催化剂再生_附件_104盲板清单)。隔离的仪表需要投用。

（2）用氮气将压力提高到3.5kg/cm2G 以上，开压缩机建立最大循环。

（3）温度通过自然冷却，反应器入口温度温度降低到230℃时，点加热炉(104F-101)后，将反应器入口温度以50℃/hr速度提高至 290℃。在氮气总管压力允许范围内(5.0~6.0kg/cm2G)用氮气将反应器压力提高至最大限度。利用分离器压力控制器(104PIC-109)调节分离器压力。

（4）在 290℃上稳定、出口温度不再增加的时候，可以在分离器上添加一定Level(约40% 左右)的水。循环气需要一定的流量，加热炉出口温度要维持Auto Control状态。

（5）关正常操作时注水点(CFE和 Condenser)的Valve后，启动DW输送泵(104G-102)，通过 Condenser前端注入点将Water注入到分离器(104C-103)内。为了决定氢氧化钠注入量，确认注入时间及注入流量。(设计值 : 7.7 M3/Hr) 确认分离器的液位是否以切换到以104LIC-106控制104LV-105，然后将排出水管线投用到废碱处理(污水处理场)管线，并通知环境科其状况使得到措施。

（6）停DW输送泵（104G-102），为了循环氢氧化钠（从Circulation 输送泵(104G-108)到Condenser（104E-102）），连接注碱Distributor和 Spool，去掉正常操作的Water Injection Spool和Distributor。投用DW输送泵到Compressor Suction Drum Tray （104C-104）的管线，启动DW输送泵（104G-102）通过RO(104RO-103)注水。再生期间通过RO（最大10M3/Hr）继续往Compressor Suction Drum (Level约 30% 左右)注水。

（7）为了去除催化剂再生中产生的 SO2，先启动氢氧化钠 circulation 输送泵(104G-108)后，慢慢启动再生循环水输送泵(104G-107)，充分循环水(正常操作时设计进料的 50~100%)。

（8）为了充分清洗Condenser，用水循环Compressor Suction Drum到Condenser要维持一定的流量和液位。Compressor Suction Drum（104C-104） Level与正常操作时Hydrocarbon Level（30%）维持一致。

（9）当判断充分清洗，启动104G-106（注碱泵），开始注碱。注入空气前，进到 Product Condenser(104E-102)的NaOH浓度为 4.5 wt.% (5~100Be)。(104D-103的液位很低时要求动力科送碱) NaOH 浓度高生成的盐(Salt)增多导致tube堵塞，所以调节进

Compressor Suction Drum（104C-104）的水并将NaOH浓度不得超过6 wt.%(100Be)。为了循环碱性水的所有固形物含量不超过 10 wt.%，间歇性检测固形物含量（Total solid以每4小时取一次样进行分析，PH值控制在7.5～8之间时每8小时取样分析）。

(10) 碳或硫燃烧前循环的烧碱pH是14，空气注入后开始燃烧时PH会下降并稳定。烧碱注入速度的调节为废烧碱 pH 7.5～8.0 左右即可。

(11) 注入空气前反应器在290℃的入口温度，出口温度稳定的状态下测定反应器出口温度后记录。

(12)注入空气前把104L-101（Rupture disc）安装好。它是104PV-109的旁路安全阀。装完生产科在地面围好警戒绳，因放空气体包含有毒气体。

（Burst Pressure:8.47kgcm@ 22℃

8.29kgcm@ 38℃)

六．催化剂再生

起初不能利用控制阀控制空气量。因为需要注入量很少，所以控制较难。因此，起初注入空气要使用控制阀 Bypass Valve（慢慢进行）。开1/4 左右，看不出燃烧的迹象，很有可能哪里泄漏。最初注入空气后，反应器 Outlet 温度会提升。温度上升后稳定下来时，再增加 Air，是为了防止反应器温度急剧升高。用控制阀可以操作时，关掉 Bypass Valve切换成 Manual(或 Auto) Mode后操作。

6.1一次燃烧

(1) 反应器入口温度在290℃时首先调整空气注入量，使确保不超过如下条件：Gas中氧浓度为0.8 mol% 或反应器ΔT 70℃，不论是哪一个先达到。（因反应器没有床层温度，所以控制在ΔT 50℃,一定要慢慢调节）

<反应器温度差计算例>

- 反应器入口温度 290℃

- 空气注入前稳定状态上反应器出口温度 260℃

- 空气注入后出口温度 300 ℃时

- 反应器入出口温度差是 dT = 290 - 260 + (300 - 290) = 40℃。

(2) 以一定的时间为周期，定期测定pH(1小时)和固体物含量（8小时）。经过长时间循环烧碱的 pH从初期 14～12 降低到 7，这时为了维持pH 7.5以上，将Spent 氢氧化钠取出后注入烧碱。（在104SN-104处分析）

（3）进行燃烧的时候，反应器出口温度会持续增加，如果没有再燃烧的Coke，反应器出口温度开始降低。这个始点是一次燃烧结束的始点。此时，注入到反应器的氧气不再燃烧，从出口处漏過。这时开始减少系统内注入的Air量，才能维持反应器入口1 mol%的氧浓度。等出口温度降低到290℃后稳定为止，保持燃烧状态。氧含量的测定从注氧开始到调整反应器内氧浓度时以30分钟的间隔进行，之后正常燃烧时为一个小时间隔进行，但氧气开始Breakthrough或burning Step 变化后调整反应器入口温度时每30分钟进行。（反应器入口氧分析在压缩机出口的104AI-101，反应器出口氧分析在104SN-111处测定）

（因此，从这时开始经常测反应器进/出口氧浓度，将反应器入口的氧浓度维持在 1 mol% 以下，才能防止因为氧急剧增加而Run-Away反应器温度。）

（4）反应器入口温度从290℃每小时提高50℃至343℃。这时碱液循环也要继续。但是，增加注入的烧碱量要减少或完全停。反应器出口温度稳定为止，温度维持为 343℃。等反应器出口温度稳定时，记录其温度。

6.2 2次燃烧

（1）循环气中注入氧浓度为0.9mol%或ΔT为70℃的空气。再次开始燃烧，调节烧碱注入速度。（因反应器没有床层温度，所以控制在ΔT 50℃）

（2）反应器出口氧浓度增加时，减少空气注入速度来维持适当的氧浓度(0.5~1.0%)，燃烧状态一直维持反应器出口温度降低到343℃为止。

（3）提高反应器温度前，必要时减少空气注入量，但能维持氧化氛围的氧浓度不能低于0.3 mol% 。反应器入口温度每小时提高30℃至399℃为止。

6.3 3次燃烧

（1）进反应器的气体中氧浓度维持在0.9 mol%，观察是否有ΔT。一般而言，不应该有ΔT，但有ΔT时，反应器出口温度降低到比入口温度低为止，将氧浓度维持在 0.5 mol%。这时反应器 Outlet 温度不能超过426℃。会导致催化剂活性下降或损伤反应器材质。

（2）结束最后燃烧后，反应器入口温度维持399℃状态上，将氧浓度提高至 1.0 mol%。如果出现ΔT，减少空气注入速度。反应器出口温度比人口温度稍低为止，将氧浓度维持在1.0 mol%。烧碱在这阶段也继续循环。

（3）反应器温度维持在 399℃，持续进行氢氧化钠循环和Recycle Compressor运转。（4）将Compressor降低到能运转的最小压力，再用氮气升压，氧含量通过稀释降低

到100ppm或更少为止，最少要进行3次以上。用便携式测氧仪在104SN-104处进行测定（测氧10～100ppm，实验科）。

（5）检查不出SO2时，停止氢氧化钠注入、停止碱性水循环系统，然后完全排放。为了完全去除碱液，用干净的水将系统Flushing几回。切断进分离器的水，并从系统中完全排出水。Recycle Compressor要继续驱动，反应器入口温度要维持为399℃。（SO2到 60ppm（104SN-111）以下的时候可以进行上述事项。这时必须记住的是，最终完成系统 Flushing后要尽快排放水，要不然在Combined Feed Exchanger Low Section生成固体硫）之后以每小时30℃降低反应器入口温度。

（6）反应器温度降低到出口温度150℃为止。为了开放反应器将出口温度降低到50℃后停止Recycle Compressor。催化剂 Dump-Out时，会因硫化铁发生自燃，所以要充分冷却反应器。

（7）开放反应器的时候，将Unit压力降低到0.3 Kg/cm2G 并维持到开放前。

七．催化剂再生时检验项目及步骤

（1）波美比重计浓度, 0Be

测定仪表 : 波美比重计(5～15 0Be Range) 1个, 250ml 塑料量筒两个

测定位置: Spent 氢氧化钠排出管线（104LV-105之前2”排放阀

104-P-1308-A2A2-2”-ist）

测定周期 :注入Air前，调整氢氧化钠注入量使其浓度达到 Target(5～10 0Be) （2）O2 浓度, mol%

测定位置：反应器 Inlet/Outlet, 如果反应器 Inlet上没有取样 lead 管线也没有合适的测定点，就从注氧Point后端开始到反应器 Inlet 之

间的 Gas Phase 部位设置Lead 管线后测定。（104AI101，104SN111）

测定周期：从注氧开始到调整反应器内氧浓度时以30分钟为间隔，之后正常燃烧时为一个小时间隔，但氧气开始Breakthrough或burning Step 变

化后调整反应器入口温度时每30分钟测定。

（3）SO2 浓度, vol.ppm

测定位置 : 反应器 Outlet（104SN111）

测定周期：注氧后每两个小时测定一次。但，从三次 Burning开始每一个小时测定，决定停止碱液循环和完全排放的始点。用水冲洗再生 Loop的

时候开始没必要测定。

（4）pH

测定位置: Spent 氢氧化钠排出管线（104LV-105之前2”排放阀

104-P-1308-A2A2-2”-ist）

测定周期：注氧后每一个小时测定一次。如果再生中pH降到 7.5以下时，要立即增加氢氧化钠注入量，稳定前以30分钟间隔进行测定。从3次

Burning Step到停止氢氧化钠注入期间要一直测定。