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1、- 29 - 第6期 UOP连续重整工艺Chlorsorb系统的应用 柳雨春1，刘春艳2 （1.中海石油惠州炼油分公司， 广东 惠州 516084） （2.承德石油高等专科学校化工系， 河北 承德 067000） 摘 要 在UOP最新的第三代连续重整工艺中新增了氯吸附（Chlorsorb）系统，取代原有的再生碱洗系统，解决了碱洗 系统易腐蚀、易堵塞以及废碱处理等问题。本文介绍了惠州炼油催化重整装置氯吸附系统在首次开工一年后出现的设备腐 蚀、氧含量控制滞后等问题，采取了相应措施，解决了设备腐蚀问题。 关键词 连续重整；氯吸附；腐蚀 作者简介：柳雨春（1979），男，辽宁阜新人，硕士，助理工 程师
2、，在中海炼化惠州炼油分公司工作。 催化重整工艺是目前炼厂的主要加工工艺， 其产品是调和高辛烷值汽油及生产芳烃的重要原 料，主要工艺专利由UOP及AXENS公司提供。 在UOP公司第三代连续重整工艺中采用了氯吸附 （Chlorsorb）系统来取代再生碱洗系统是近期重整 工艺的一个热点。目前，在建及新建的大型重整装 置都采用了带有氯吸附系统的再生工艺1。采用氯 吸附系统，在生产运行中可有效地避免由于采用碱 洗系统引起的腐蚀、易堵塞和废碱处理等问题2， 但在实际使用中也随之产生了一些新的问题。 1 再生氯吸附流程概述 1.1再生气体流程 从冷却区引入的空气，自下向上流动，经过 干燥区、氯化区、烧焦区
3、，与再生器内的低氧循 环气混合，烧去催化剂表面的积碳。经过再生器 烧焦后得到的高温燃烧气体，其中98%左右的作为 循环气，通过管路循环回烧焦区，少量的循环气 从鼓风机出口引入烧焦区顶部作为密封气。密封 气在催化剂进入烧焦区顶部时对催化剂进行预热 并防止催化剂发生反混。大部分循环气进入再生 冷却器，换热除去烧焦过程中产生的热量。当系 统热量损失大于烧焦产生的热量时，需要再生加 热器辅助升温，将循环气体加热到设计所需的烧 焦区入口温度。为维持再生器压力及氧含量，2% 左右的高温燃烧气体需要放空处理。放空气体从 再生器顶部经换热后进入氯吸附系统的吸附区， 经过催化剂吸附放空气中的氯化物，氯含量达到
4、排放标准后，在高空排放至大气（见图1）。 1.2 催化剂流程 从重整反应器底部提升至分离料斗的催化 剂，经过淘析器分离出其中的粉尘及破碎的催化 剂颗粒（见图1），再经分离区进入氯吸附系统预 图1 再生及氯吸附系统流程 热区，通过上部预热气加热到氯吸附的操作温度 后进入吸附区，与再生放空气体接触，进行氯吸 附。吸附了氯的催化剂通过分离料斗底部催化剂 输送管，进入再生器烧焦（见图2）。 2 氯吸附系统原理 氯吸附系统利用催化剂在低温状态下比其在 高温状态下能够吸附更多氯化物的特点，从再生 器放空气体中回收氯化物，补充催化剂在反应过 程中的氯损失。再生放空气从高温的再生器烧焦 区至低温的氯吸附系统吸
5、附区，再生放空气中的 氯化物在氯吸附系统中重新被吸附。通过氯吸附 系统的吸附处理，可以减少再生系统中氯化物的 1/3注入量，同时没有原碱洗系统中的废液排放， 是节能减排的有效手段。 - 30 - 技术交流 石油与化工设备 2010年第13卷 3 氯吸附工艺在运行期间产生的问题 3.1 酸性气体对设备的腐蚀 再生放空气中主要由氮气、二氧化碳、水 蒸汽及部分含氯气体组成。在采用氯吸附工艺的 再生系统中，进入吸附区的放空气中水含量可达 10%。再生放空气一旦遇到局部低温即刻有水析 出，含氯气体溶融于水后，可产生盐酸等酸性液 体，腐蚀性增强，容易造成对设备的酸腐蚀。 根据UOP工程经验，在氯吸附系统中
6、，最佳 的吸附操作温度为138，操作压力为0.25MPa， 在此压力下水蒸气的饱和温度是125，在理论上 可确保无明水析出。但由于催化剂粉尘等因素影 响，在实际生产中，吸附区温度控制在138时， 氯吸附系统已经有明水析出。在惠州炼油催化重 整装置运行期间，曾发生采样器根部腐蚀断裂的 现象（见图2）。在运行4个月后，采样器根部焊 缝腐蚀断裂。在断裂处，有黄绿色液体流出，经 采样分析，其主要成分为氯化亚铁。在运行7个月 后，又再次发生采样器根部腐蚀断裂的现象，同 时发现吸附区入口热电偶法兰发生腐蚀穿孔，在 设备保温棉上都发现了同样的黄绿色液体。 图2 氯吸附系统流程 3.2 氧含量控制相对滞后 采
7、用氯吸附工艺后，氧含量控制与原碱洗工 艺有很大的不同。在碱洗工艺中，烧焦区的氧含 量由再生器氯化区的过剩空气外排量控制，即由 控制进入再生烧焦区的空气量来控制氧含量。在 氯吸附工艺中，烧焦区的氧含量由进入再生器的 空气量控制（图1）。因在氯化区、干燥区、冷却 区仍有一定量的氧含量较高的空气，所以，烧焦 区温度控制反应较慢，容易出现再生超温现象， 对再生器设备寿命影响较大。在操作中，对进入 再生系统的空气量应缓慢调节，注意再生循环气 中氧含量的变化，同时注意再生床层温度分布情 况，以减少超温现象发生。 4 设备腐蚀的解决方案 目前国内已有三套采用氯吸附工艺的连续重 整装置开工运行，在运行期间都发
8、生了设备腐蚀 问题。为避免出现水析出引起设备腐蚀、管道堵 塞等情况，在实际操作中采取了以下措施，以减 少腐蚀现象的发生。 4.1 增加设备伴热保温 增加氯吸附区伴热，提高氯吸附区设备本体 温度，防止明水析出。氯吸附系统布置在反再生 系统的顶部，高度较高（一般在80米左右），系 统温度受天气及风力的影响较大，在设计时对此 考虑不充分，设备伴热系统热负荷较低。适当增 加伴热管线及热负荷，可减少外界环境对氯吸附 系统的影响。 4.2 提高吸附区操作温度 提高进入预热区预热气体的温度及进入氯吸附 系统的再生放空气的温度，以提高吸附区的催化剂 温度，减少水的析出。因目前催化剂使用时间短， 比表面积损失小
9、，氯吸附能力较强，提高预热区入 口温度及再生放空气温度至160以上，可减少水 的析出以及酸性气体对设备的腐蚀，同时保证氯吸 附效果也可以满足国家环保排放要求。 经操作调整及伴热系统改造后，氯吸附系统 运行正常，没有再发生设备腐蚀泄漏的情况。 5 结论 与原UOP三代CYCLEMAX再生工艺相比， 采用氯吸附工艺后操作要求及设备要求都有所不 同。惠州催化重整装置在开工后出现了两次放空 气体采样线裂纹、吸附区入口热电偶腐蚀穿孔等 问题，都和氯吸附工艺的应用有直接的关系。 在目前的工艺条件下，虽然再生放空气体排放达 标，设备腐蚀情况有所改善，但操作温度较高， 催化剂比表面积下降后的氯吸附结果及高水热环 境对催化剂比表面积的影响有待观察。 收稿日期：2010-04-15：修回日期：2010-05-11 参考文献 1 史瑞生.MARATHON ASHLAND公司选用UOP公司的 CHLORSORB技术以满足EPA规定J.炼油技术与工程， 2003， 08. 2 徐承恩.催化重整工艺与工程M.北京：中国石化出版 社，2006.