再生器反應器講義

1、再生器反應器講義第一頁，共30頁。再生設備v由于反應系統(tǒng)與再生系統(tǒng)間操作壓力和介質(zhì)環(huán)境不同，所以要保證催化劑在兩系統(tǒng)間的安全循環(huán)，必須做到： 再生部分的高低壓設備不能有物流互串的現(xiàn)象。 反應部分的氫氣與烴類不能與含氧的再生部分互串。 第二頁，共30頁。第三頁，共30頁。第四頁，共30頁。再生器v重整催化劑再生的“四步法工藝”是指：v第一步：燒焦，即催化劑上炭的燒除。v第二步：氯化氧化，又叫氯化更新，即一方面調(diào)節(jié)催化劑上的氯含量，另一方面氧化和分散催化劑表面的金屬。 v第三步：干燥，即去除催化劑上燒焦產(chǎn)生的多余水份。v第四步：還原，即將催化劑上的金屬由氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為還原態(tài) 第五頁，共30頁。v 催

2、化劑連續(xù)再生必須經(jīng)歷五個工藝過程，既催化劑的燒焦氧氯化干燥冷卻還原。其中四個過程是在再生器中完成的，還原是在再生器外完成的。因此再生器的結(jié)構(gòu)要按能夠完成四個工藝過程來設計，必須滿足催化劑連續(xù)再生工藝的要求。第六頁，共30頁。1.燒焦段v燒焦，是有氧氣存在下的燃燒反應，炭中主要的化學元素為C和H。v在空氣量充足的情況下，通常的燃燒反應為： C + O2 CO2 + 熱量v但如果空氣量不足，可能發(fā)生不完全反應： 2C + O2 2CO + 熱量v炭中的H與O2反應速度要遠遠快于燒碳的反應： 2H2 + O2 2H2O + 熱量vCO遇02則有可能進一步氧化： 2CO + O2 2CO2 + 熱量第

3、七頁，共30頁。v 上述各反應對除焦是必要的，但對催化劑容易造成損害。它導致催化劑表面溫度上升，而高溫則極大地增加了催化劑永久性損害的危險。所以燒焦要控制好，這是通過控制燃燒過程的氧含量來完成的。v氧含量過高造成溫度過高，但氧含量過低則燃燒不足。正常操作時，氧含量保持在0.61.0摩爾之間，這是使燒焦速度達到最快，燒焦溫度相對最低的最佳范圍。 第八頁，共30頁。第九頁，共30頁。v CYCIEMAX再生器中央的約翰遜篩網(wǎng)設計成倒錐體形作用：v中央的篩網(wǎng)為倒錐體形，有兩個目的：v(1)提高燒焦區(qū)域的催化劑流速，該催化劑暴露在高溫和高水分、低氧含量的氣體中，可使催化劑比表面積減小。v(2)停留時間

4、十分重要，降低燒焦區(qū)域后的催化劑流速，保證催化劑上的焦碳燃燒充分，防止含碳催化劑進入氧氯化區(qū)，引起超溫。第十頁，共30頁。2.氧氯化段v氯化氧化，是調(diào)節(jié)氯化物含量，氧化和分散催化劑表面的金屬(即金屬鉑)。這些反應的特點是有氧和有機氯化物參與的復雜反應，所以反應需要氧和氯化物。v氯化反應主要歸納為： 氯化物 + O2 HCl + CO2 + H2O HCL + O2 CI2 + H20(迪肯平衡 載體OH + HCL 載體CL + H2O第十一頁，共30頁。v氧化反應和重新分散(更新)反應可歸納如下： 金屬 + O2 金屬氧化物(分散)v金屬在催化劑表面分布得越均勻，催化劑的金屬功能就越好。分散

5、的條件是：氧含量高，停留時間長，氯含量適當。有助于金屬氧化和重新分布。第十二頁，共30頁。第十三頁，共30頁。3.干燥段v干燥，是去除催化劑上的多余水份。催化劑上多余水分來自燒焦步驟。采用高溫干燥氣體流過催化劑，以達到烘干的目的。v干燥步驟也可理解為在催化劑載體上置換水分： 載體H2O + 干燥氣體載體 + 氣體 + H20v催化劑在進入鉑重整反應器之前越干燥，那么它的總體性能越好。高溫和干燥時間長及足夠的干燥氣體流速，有利于本步驟完成。足夠的干燥氣體流速，能確保氣體分布良好，熱量充足；第十四頁，共30頁。第十五頁，共30頁。4.冷卻段v冷卻區(qū)有兩大作用：冷卻去下游待處理的催化劑，預熱部分去干

6、燥區(qū)的空氣。v冷卻的催化劑降低了下游催化劑輸送設備的材質(zhì)方面的要求。 預熱的干燥空氣降低了空氣加熱器負荷，這樣可節(jié)約公用工程開支。第十六頁，共30頁。第十七頁，共30頁。第十八頁，共30頁。第十九頁，共30頁。第二十頁，共30頁。vCYCLEMAX再生器內(nèi)圓柱體分布器上均布的氣體通道的作用：v 再生器內(nèi)圓柱分布器上的氣體通道均布貫通到四個位置。這些通道使得由分布器封住的區(qū)域與分布器外側(cè)的區(qū)域之間便于進行氣體傳遞，保持內(nèi)外的壓力平衡。這種傳遞對確保氣體均勻分布穿越干燥區(qū)的園柱體床層是很重要的。否則可能由于壓力不平衡而使氣體的分布形成偏流，向壓力低的區(qū)域多流動，這樣無論對氯化、干燥還是冷卻都不利，

7、因此在此三個區(qū)內(nèi)均設置了氣體通道。第二十一頁，共30頁。重整反應器結(jié)構(gòu)形式分類:1、軸向反應器： 結(jié)構(gòu)形式最為簡單，筒體內(nèi)裝入催化劑，油氣自上而下垂直穿過催化劑床層進行反應，反應器本身設有油氣出入口和催化劑卸料口。2、徑向反應器：重整反應器R-2201-2204第二十二頁，共30頁。零部件1、中心管內(nèi)層圓筒的外表面按照圓周方向均勻的開若干小孔（孔徑約5-6mm），開孔率是工藝設計的關(guān)鍵，合理的開孔率能夠使油氣在整個流通面積上達到均勻分布。開孔面積過大，氣體通過床層的組立降低，會造成沿中心管頂?shù)捉缑嫔系臍饬糠植疾痪?。外圓筒外部的篩網(wǎng)具有光滑的接觸面和最大的流通面積等優(yōu)點。篩網(wǎng)孔間隙小，固體催化劑

8、不會被鑲嵌在篩網(wǎng)的縫隙內(nèi)，所以保證了催化劑的順利流動和反應。第二十三頁，共30頁。催化劑入口第一反應器原料入口第一反應器流出物出口第一反應器第二反應器原料入口第二反應器原料出口二反應器流出物出口第二反應器最后反應器原料入口最后反應器流出物出口扇形筒中心管催化劑轉(zhuǎn)移管催化劑出口反應器原料入口反應物流出口出物出口第二十四頁，共30頁。第二十五頁，共30頁。零部件2、扇形筒 一般由壁厚3mm的不銹鋼板制成，外表面上開有很長的長條孔，各開孔的圓角處都不準有尖銳的棱角，制造要求精度很高，每個扇形筒都緊貼在反應器壁上，采用膨脹圈固定，但固定的緊密度很嚴格，即要使扇形筒不能移動，保證其不會變形；又要考慮在操作狀態(tài)下扇形筒的熱膨脹需要的間隙；第二十六頁，共30頁。第二十七頁，共30頁。零部件3、密封板密封板的裝配精度更嚴格，它是根據(jù)設備操作溫度、材質(zhì)、床層高度在其溫度下的膨脹系數(shù)計算而得，不同反應器的密封板與扇形筒的間隙值是不同的，因此安裝重疊式反應器內(nèi)的扇形筒時，該間隙值被確定為反應器安裝是否符合要求，能否滿足僅有的一個重要條件，也是驗收是否符合要求的一個重要參數(shù)。第二十八頁，共30頁。反應器結(jié)構(gòu)（錐形區(qū)域）第二十九頁，共30頁。常見故障結(jié)焦：結(jié)焦：中心管的外篩網(wǎng)的篩面被擠破，四周的扇形管大部