再生器反應(yīng)器講義

1、再生器反應(yīng)器講義第一頁，共30頁。再生設(shè)備v由于反應(yīng)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(shè)備不能有物流互串的現(xiàn)象。 反應(yīng)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(gè)工藝過程，既催化劑的燒焦氧氯化干燥冷卻還原。其中四個(gè)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(gè)工藝過程來設(shè)計(jì)，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(yīng)，炭中主要的化學(xué)元素為C和H。v在空氣量充足的情況下，通常的燃燒反應(yīng)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(yīng)： 2C + O2 2CO + 熱量v炭中的H與O2反應(yīng)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于燒碳的反應(yīng)： 2H2 + O2 2H2O + 熱量vCO遇02則有可能進(jìn)一步氧化： 2CO + O2 2CO2 + 熱量第

3、七頁，共30頁。v 上述各反應(yīng)對(duì)除焦是必要的，但對(duì)催化劑容易造成損害。它導(dǎo)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(xiǎn)。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(shí)，氧含量保持在0.61.0摩爾之間，這是使燒焦速度達(dá)到最快，燒焦溫度相對(duì)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(shè)計(jì)成倒錐體形作用：v中央的篩網(wǎng)為倒錐體形，有兩個(gè)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(shí)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(jìn)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(yīng)的特點(diǎn)是有氧和有機(jī)氯化物參與的復(fù)雜反應(yīng)，所以反應(yīng)需要氧和氯化物。v氯化反應(yīng)主要?dú)w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(yīng)和重新分散(更新)反應(yīng)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(shí)間長，氯含量適當(dāng)。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(dá)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(jìn)入鉑重整反應(yīng)器之前越干燥，那么它的總體性能越好。高溫和干燥時(shí)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(yù)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(shè)備的材質(zhì)方面的要求。 預(yù)熱的干燥空氣降低了空氣加熱器負(fù)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(gè)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(jìn)行氣體傳遞，保持內(nèi)外的壓力平衡。這種傳遞對(duì)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(dòng)，這樣無論對(duì)氯化、干燥還是冷卻都不利，

7、因此在此三個(gè)區(qū)內(nèi)均設(shè)置了氣體通道。第二十一頁，共30頁。重整反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式分類:1、軸向反應(yīng)器： 結(jié)構(gòu)形式最為簡(jiǎn)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(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)器本身設(shè)有油氣出入口和催化劑卸料口。2、徑向反應(yīng)器：重整反應(yīng)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?qǐng)A周方向均勻的開若干小孔（孔徑約5-6mm），開孔率是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，合理的開孔率能夠使油氣在整個(gè)流通面積上達(dá)到均勻分布。開孔面積過大，氣體通過床層的組立降低，會(huì)造成沿中心管頂?shù)捉缑嫔系臍饬糠植疾痪Ｍ鈭A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(diǎn)。篩網(wǎng)孔間隙小，固體催化劑

8、不會(huì)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(dòng)和反應(yīng)。第二十三頁，共30頁。催化劑入口第一反應(yīng)器原料入口第一反應(yīng)器流出物出口第一反應(yīng)器第二反應(yīng)器原料入口第二反應(yīng)器原料出口二反應(yīng)器流出物出口第二反應(yīng)器最后反應(yīng)器原料入口最后反應(yīng)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(yīng)器原料入口反應(yīng)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(zhǔn)有尖銳的棱角，制造要求精度很高，每個(gè)扇形筒都緊貼在反應(yīng)器壁上，采用膨脹圈固定，但固定的緊密度很嚴(yán)格，即要使扇形筒不能移動(dòng)，保證其不會(huì)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(yán)格，它是根據(jù)設(shè)備操作溫度、材質(zhì)、床層高度在其溫度下的膨脹系數(shù)計(jì)算而得，不同反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)的扇形筒時(shí)，該間隙值被確定為反應(yīng)器安裝是否符合要求，能否滿足僅有的一個(gè)重要條件，也是驗(yàn)收是否符合要求的一個(gè)重要參數(shù)。第二十八頁，共30頁。反應(yīng)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