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在该区域,催化剂同来自再生风机排出的高温燃烧气体快速接触。
该区域的目的是提高催化剂的温度,使之满足氯化区的要求。
再加热气体的流量通常是再生气体总流量的10%。
由于焦炭燃烧受氧扩散限制,为防止未燃的焦炭下移,该再加热区也提供了附加的停留时间。
344.CYCLKMAX再生器燃烧区和再加热区的设备简图如何?
再生器燃烧区和再加热区的设备简图如图—46所示。
图—46CYCLKMAX再生器燃烧区和再加热区的设备简图
345.CYCIEMAX再生器中央的约翰逊筛网为什么设计成倒锥体形?
中央的筛网为倒锥体形,有两个目的:
(1)减少烧焦锋面之后催化剂量。
该催化剂暴露在高温和高水分、低氧含量的气体中,可使催化剂比表面积减小。
(2)提高床层顶部再生气体的浓度,在床层顶部烧焦受到氧气供应量的限制。
在较低部位烧焦受到氧气扩散的限制,气体流量较低是可接受的,并且停留时间十分重要。
346.CYCIEMAX再生器氯化区的工艺流程如何?
再生器氯化区的工艺流程如图所示。
图再生器氯化区的工艺流程
氧化及分散催化剂上的金属、调节载体上氯化物含量在氯化区中进行。
氯化区的位置处于燃烧区/再加热区之下。
催化剂进入后,向下流入一个环状折流板圈定的园柱形床层。
来自下部干燥区的热空气向上流动,进入环状折流板之后的区域,在此位置气化的有机氯化物通过分配顺利进入气体中。
结果,氯化气体向上流动,通过催化剂床层,然后进入燃烧区。
347.CYCIEMAX再生器氯化区的设备简图如何?
再生器氯化区的设备简图如图所示
348.CYCEMAX再生器干燥区的工艺流程如何?
再生器干燥区的工艺流程如图—49所示
图—49再生器干燥区的工艺流程
催化剂的干燥在干燥区中进行。
干燥区在氯化区之下。
催化剂进入后向下游流动进入园柱体床层。
高温干燥气体向上流动通过催化剂床层。
干燥气体是来自下部冷却区和空气加热器的空气。
新鲜空气要在空气干燥中干燥到含水量非常低的程度,然后才进入再生器。
空气加热器要加热气体使之达到适当的入口温度。
来自冷却区的气体是热的,因为它在该同高温催化剂换热而得到预热。
这种预热减少了空气加热器的净负荷。
来自干燥区的干燥空气分成两路,一路进入环形折流板之后的氯化区,一路排出再生器。
分配比例取决于烧焦所需的氧气。
满足烧焦所需氧量的空气进入氯化区(白烧时),多余空气直接从再生器氧含量控制阀排放。
提供给干燥区的空气大于烧焦需求量,这样可以有助于该区更完全地脱除水分。
349.再生器干燥区的操作要注意些什么问题?
催化剂的干燥过程,就是用高温(565℃)、干燥(含水<
5ppm)空气,将烧焦和氯化了的催化剂上的残余水解吸掉,以免这些水分在催化剂还原时将催化剂上的氯带走,干燥空气的流率应为催化剂循环量的70倍。
为了保证干燥过程的平稳,对进入干燥气加热器的空气,应经常分析,不允许过湿气(>
5pPm)进入。
另一方面,对于烧焦后催化剂应检查其挥发物的含量。
350.CYCLEMAX再生器冷却区的工艺流程如何?
再生器冷却区的工艺流程如图所示。
图CycleMax再生器冷却区工艺流程
冷却区有两大作用:
冷却去下游待处理的催化剂,预热部分去干燥区的空气。
冷却的催化剂降低了下游催化剂输送设备的材质方面的要求。
由于允许催化剂等温提升,更有利于催化剂的实际输送。
预热的干燥空气降低了空气加热器负荷,这样可节约公用工程开支。
冷却区处于干燥区之下,催化剂进入后向下游流入一个园柱形床层,排出再生器。
冷却气体是来自空气干燥器的空气,该气体排出冷却区,同来自空气干燥器的空气混合,然后进入空气加热器,加热后进入干燥区。
走向冷却区的空气和直接至干燥区的空气,两者的分配决定了出再生器的催化剂温度。
351.CYCLEMAX再生器内圆柱体分布器上均布的气体通道有什么作用?
再生器内圆柱分布器上的气体通道均布贯通到四个位置。
这些通道使得由分布器封住的区域与分布器外侧的区域之间便于进行气体传递,保持内外的压力平衡。
这种传递对确保气体均匀分布穿越干燥区的园柱体床层是很重要的。
否则可能由于压力不平衡而使气体的分布形成偏流,向压力低的区域多流动,这样无论对氯化、干燥还是冷却都不利,因此在此三个区内均设置了气体通道。
352.分离料斗的设备结构简图如何?
分离料斗的设备结构简图如图所示。
图分离料斗的设备结构简图
353.分离料斗的作用有哪些?
(1)实现催化剂粉尘的淘析过程
分离料斗是筒形体,沿着顶部中心配有淘析管。
待生催化剂提升线路进入淘析管侧面,向下弯曲,其管端开口,催化剂和提升气经提升管进入,向下流入淘析管。
淘析气穿过分离料斗的侧面的管嘴进入,向上流过淘析管,催化剂的碎屑以及粉尘随气体夹带出淘析管的顶部,整粒的催化剂下降到分离料斗的底部。
(2)作为催化剂循环过程中的缓冲场所
分离料斗底部用作再生器待生催化剂缓冲场所。
通过八只出口管嘴和有关的输送管道,整粒的催化剂排出分离料斗。
分离料斗的大小是由开工期间来自反应器的过量的催化剂量决定的。
这种过量是由于催化剂循环开始后气体介质进入所造成的催化剂的密度变化引起的。
一台核料位仪安装在容器的外侧上面,指示催化剂的料位。
配置一只计量管嘴用于核料位仪的原始校对以及后续的重新校验。
为了便于检查,在分离料斗中有一个人孔。
354.粉尘收集器及整个系统的工艺流程是如何的?
粉尘收集器把催化剂碎屑和粉尘从淘析气中去掉。
淘析气进入粉尘收集器的侧面,气体穿过毡布过滤器,从顶部排出。
催化剂碎屑和粉尘堆积在滤芯以及底部。
随着滤芯上灰尘负载增加,滤芯二侧的压力降也增加,当差压报警时,滤芯必须清洗。
粉尘收集器工作时,可使用氮气由逆向管嘴反吹清扫。
提升气及粉尘脱除回路的工艺流程如下:
待生催化剂L—阀组件、分离料斗、粉尘收集器、除尘风机以及提升风机构成了提升气和淘析气回路。
该回路从粉尘收集器的出口开始,在那里经过滤的氮气通向除尘风机和提升风机,通过提升气冷却器和提升气流量控制阀把提升风机的氮气作为提升气到待生催化剂L—阀组件以流化催化剂并把它送上提升管。
从除尘风机来的氮气作为淘析气进分离料斗,经过淘析气流量控制阀在淘析管把碎屑从整粒的催化剂中分开来。
当提升气、淘析气和粉屑经过淘析管的上端离开容器时,整粒的催化剂降落入分离料斗的底部。
离开分离料斗的循环氮气流入粉尘收集器以去除催化剂粉尘。
粉尘沉积到粉尘收集器的底部,从粉尘收集器的底部,粉尘和碎屑通过粉尘收集斗卸到一只桶中。
粉尘收集斗作为一只闭锁料斗把粉尘从粉尘收集器输送出来,同时,泄压至大气压。
经过滤后,氮气就流出去,在风机的抽吸中完成了气体的循环。
355.CYCLEMAX闭锁料斗的设备简图如何?
闭锁料斗的设备简图如—52所示
图—52闭锁料斗的设备简图
356.CYCLEMAX闭锁料斗有什么作用?
CYCLEMAX装置上有一个闭锁料斗,其作用主要是通过CRCS系统的控制实现催化剂的平稳循环以及控制催化剂的循环量。
闭锁料斗的闭锁料斗区容纳催化剂负荷的大小,以及催化剂的循环频率,就决定了催化剂的循环量。
闭锁料斗包括三个独立的区——分离区、闭锁料斗区、缓冲区。
催化剂通过一限流孔,从闭锁料斗的顶部进入。
该限流孔用于限制催化剂从再生器流出的瞬时流率达到一个可接受的速率,使得催化剂经过装置循环时能够保持稳定燃烧。
在限流孔下面是三个催化剂区域:
顶部区域叫做分离区,中间区域叫作闭锁料斗区,底部区域叫作缓冲区。
这些区域设计在一起用于提高催化剂周围的压力,小批量输送催化剂。
所有的三个区都是在重整增压气体的环境下运行,但是在两个不同压力下操作的。
分离区在近似再生器压力下操作的;
缓冲区在近似再生催化剂L—阀组件的压力下操作的;
闭锁料斗区在这两种压力之间波动。
一台压力仪表指示出闭锁料斗区的加压和减压。
分离区有两个气体管嘴——用于闭锁料斗区来的气体的平衡管嘴和一个用于排放过量气体配有滤网的排放管嘴。
闭锁料斗区有一个气体管嘴——此平衡管嘴配有一滤网,是用作从缓冲区往分离区泄放气体。
缓冲区有两个气体管嘴——一个平衡管嘴配有一滤网,往闭锁料斗区输送气体,一个管嘴的作用是往缓冲区引入增压气体。
两只核料位检测仪——一只高料位开关和一只低料位开关——安装在闭锁料斗区外侧的支架之上,以控制闭锁料斗区的卸料和装料。
另外一只核料位仪表安装在缓冲区外侧的支架之上,以指示在缓冲区中的催化剂料位。
为了便于检查,在缓冲区有一个人孔。
在每个区中也还有检查手孔通往立管的底部。
闭锁料斗的三个部分用“落腿式”整体法兰相连接,如需进入,此法兰可打开。
357.CYCLEMAX用什么替代了催化剂提升料斗?
在UOP第二代连续重整装置中,待生和再生两个输送系统都用“催化剂提升料斗”,而在UOP第三代再生技术——CYCLEMAX系统中,用L阀组件替代了催化剂提升料斗。
L—阀组件与催化剂提升料斗相比,具有结构简单、使用方便、催化剂磨损小等优点。
共有两个L—阀组件,使用提升气流化和输送催化剂,每个催化剂提升管的底部有一个。
待生催化剂L—阀组件把待生催化剂从重整反应器收集器的底部输送至再生段的顶部。
再生催化剂L—阀组件把再生催化剂从再生段的底部输送回重整反应器的顶部。
两个L—阀组件在最重要的方面是相同的,包括材质和形状尺寸。
两个组件均由像催化剂提升管一样的材质制造。
358.CYCLEMAX系统的L—阀组件的作用过程是如何的?
催化剂经过一立管进入L—阀组件,然后到达水平段,水平段继续输送至它与催化剂提升管相交点。
水平段的长度是这样的:
形成的催化剂斜度形状达不到提升管。
在两个位置提供提升气:
在提升管的底部输入一次提升气,在水平段的上游竖直管的侧面输入二次提升气,在两个气体入口处,装有一筛网来阻止催化剂返回至提升气供给线。
在提升管的底部,配备一只可拆卸的短管,如果催化剂滑下,造成无法用提升气来提升,拆除该短管清洗筛网。
催化剂提升管温度由管壁热电偶进行测量。
催化剂提升速率是由二次提升气的流量来设定的。
因为二次气速率提高就会提高催化剂提升速率。
二次提升气有效地推动水平段中催化剂进入主提升气流,这样两种提升气流把催化剂向上输送。
为此原因,与L—阀组件有关的管线尺寸和方向是很苛刻的,须按规定进行维护。
L—阀组件应保持清洁无碎屑、烃液或外部物质,因为这些东西会妨碍提升。
可拆卸的短管用来对L—阀组件进行清洗。
359.从再生L—阀组件到还原区的最高温度控制多少?
为什么?
避免催化和催化剂输送两方面问题的最高温度大约为150℃。
由于在缓冲料斗内进行适当的冷却,催化剂不会在氢气气氛下“预还原”(催化问题)。
同时催化剂也不会由于在较低温度下提升气的快速冷却和减速而堵塞提升管线(催化剂输送问题)。
360.提升管稀相输送系统如何尽力使催化剂的磨损最小?
现有两种提升管使用提升气输送催化剂:
一种在待生催化剂L—阀组件把催化剂输送到再生段的顶部;
另一种在再生催化剂L—阀组件把再生催化剂输送到重整反应器顶部。
为了减少在提升管中的催化剂磨损与波动,提升管的构造十分精密:
使用专门的改变方向的特殊弯头,在提升管中弯头数减到最少,管线接头减至最少,仅允许向下倾斜走动,提升管的总长度最短。
提升管接头是专门的结构。
除了在反应器顶部有一只法兰以外,不允许有其它法兰。
因此,管线的各个部分的连接采用了一种最佳的方法,使用一种Dur--O—Lok联接器。
两只Dur--O—Lok套节(hUb)是成对机械加工而成的。
它们与接口很配套,间隙和不平偏差都达到最低程度,自紧密封采用一个内装式O圈以及一个外装式的用螺丝固定住的对开连接器。
经验表明使用这类提升管接头大大减少催化剂在再生装置中的磨损。
361.CYCLEMAX还原区有什么作用?
还原区的作用:
还原催化剂上的金属。
还原区位置在反应器顶部。
氧化态催化剂通过再生催化剂提升线进入该区顶部。
催化剂向下流过两个圆柱体床层,两床层间有一个气体分离区。
催化剂离开还原区,进入第一个铂重整反应器。
中温还原气提供到催化剂上部床层,并且同催化剂并流。
高温还原气进入到催化剂下部床层,同催化剂逆流。
两种气体均通过气体分离区排出还原区。
还原气是来自铂重整装置提纯部分的提纯氢气。
还原加热器加热气体,使之达到该区各床层合适的入口温度。
362.CYCLEMAX还原区为什么要采用两段还原的形式?
两段还原的目的是产生最佳的可单独控制的还原条件,使催化剂达到良好性能。
低温还原在上部床层进行,由还原气携带还原水向下流动,该区有水分存在,由于温度低,所以对催化剂性能无损害。
在下部床层,高温还原在干燥条件下进行,还原水被对流的气体从高温还原界面上带走。
这一点很重要,因为高温和高水分相结合,会导致金属积聚和还原状况变差。
UOP专家指出,双(多)金属催化剂的发展,使催化剂的还原形式也同样有了新的概念,应在不同的温度下还原不同的金属,据介绍,对Pt—Sn催化剂而言,在低温区主要是还原金属Pt,在高温区是还原金属Sn。
363.怎样保证还原区的水分尽可能少进入循环氢及反应系统?
随着连续重整装置处理能力和操作经验的增加,越来越引人注目的是有少量装置运转时循环气中水含量过高,其中一些装置先后出现了收率降低和生焦量增加的现象。
以前,降低水含量的唯一方法就是安装一个循环气干燥器。
而UOP开发的则是更简单和更经济的还原区吹扫方法,可达到使用循环气干燥器同样的效果。
催化剂连续再生装置中的水有两个主要来源,一是催化剂离开再生器干燥区后残留在催化剂上的吸附水(焦碳燃烧时生成的);
二是在还原区还原阶段生成的水,UOP认为“理论上”这两个水源产生的水量加在一起等于催化剂循环量的0.17%(重)。
为了确定在离开还原区的气体中携带有多少催化剂上的“理论”水量,UOP在进行试验的工业装置的还原区下部的筒内安装了采样管,气样送到在线的循环气水份分析仪进行分析。
分析结果清楚地表明,在离开还原区的气体中确实存在着高含量的水份。
在设计的催化剂循环量和设计的提升气及还原区吹扫气气量下,水的高峰含量超过1100PPM,而基准含量为250PPM左右。
每一个水峰相对应于将新的一批催化剂送到还原区并还原生成一部分水。
这些结果表明,催化剂上40~50%的‘理论”水含量可由还原区气体脱除。
在这样的脱水速度下,气体的吹扫基本上可使循环气中水含量减少到使用干燥器体系所能达到的同样的水平。
进一步增加还原区吹扫气量,使其超出设计值,将从催化剂上脱除更多的水。
但这也会导致还原区的操作温度较高,必须根据具体情况在还原区下部的简的机械设计上做适当改变。
因此,UOP设计的还原区吹扫流程为还原区气体在差压控制下通过一个气体分离管排出,而不再是延伸到第一反应器的盖板以下。
并且,排出的气体直接进到重整氢压缩机的入口,不再回复到循环氢中。
364.为什么有时会发现还原区筒内温度有反常的升高?
还原区简体内温度有反常的升高,这可能是由于在提升气体中所含轻质气体发生加氢裂化反应的结果,UOP从两个方面研究了这一问题,即催化剂性能和还原区机械的可靠性,得出结论不会影响催化剂的性能,也不会对设备形成影响。
365.CYCLEMAX系统的氮封罐的作用有哪些?
(1)“氮气泡”的氮气加入点
催化剂在氮封罐的顶部进入气体分离区,主要是把催化剂在运行中携带过来的氧气等置换出来。
然后催化剂通过一立管进入净化区,最后从容器出来。
氮气进入净化区,向上流过立管及分离区的催化剂床层,接着出催化剂的入口,氮气也向下流过净化区的催化剂床层,从催化剂出口流出。
容器的正常功能是要为再生的催化剂隔离系统(氮气泡)提供氮气加入点。
(2)运行过程中在线置换催化剂的催化剂加入点
运行过程中如果需要对催化剂进行置换,氮封罐接受装填到装置中的新鲜催化剂并置换净化其中的空气,新鲜催化剂通过2#催化剂添加闭锁料斗进入氮封罐催化剂入口,在正常操作期间催化剂经过氮封罐。
不同的是催化剂添加是分批地(断续地)而不是连续地进行,为了便于催化剂添加,氮封罐备有催化剂核料位仪。
氮气流也类同于正常操作,只是气体经过旁路管嘴(而不是催化剂入口)从顶部排出容器。
采用这种方式的原因,是因为在催化剂置换时,氮封罐和再生器之间的气体传递是通过旁路线路进行的。
366.CYCLEMAX系统对哪些物流用电加热器加热?
CYCLEMAX使用电加热器来加热三种气体物流:
再生气、干燥空气和还原气。
这些加热器是浸没式的。
气流在加热器管束的外侧流动,而这些管束装在工艺管道内,在管束护罩内装有电子元件。
热电偶控制着管束护罩的温度,当温度过高时,就切断加热器。
在正常操作期间气体须流过管束,否则元件可能过热而烧坏,元件包括管束部分的末加热段的长度,这部分没有气流通过。
接线盒定位在离加热器法兰规定距离的地方。
冷却挡板加在法兰与接线盒两者之间,以减少传导到接线盒的热量。
再生气加热器是单管程设计。
对于空气加热器和还原气加热器,因为负荷的要求,必要时要采用多管程。
367.什么叫做V型阀?
一般用在什么地方?
V型阀是一种特殊的球阀,在阀芯球体上开有V型槽口,能隔断催化剂而不密封气体,关闭时不会使催化剂破碎,开启后可使催化剂畅通无阻。
这种阀的设计目的是:
在切断催化剂物流时,球芯与阀座之间的剪切运动不会压碎催化剂颗粒也不会引起堵塞。
虽然阀门能切断催化剂流动,但它(阀门)并不阻止气体流动。
两个隔离系统的顶部和底部两台阀都是V型球阀。
催化剂切断阀也是V型阀,安装在从反应器出来的催化剂输送线上的常规手动球阀的上面。
常规的手动球阀是有气体密封功能,但是,并不能用来切断催化剂。
因此,当这些管线必须被关闭和切断时,V型球阀首先关闭,停止催化剂流动。
当下面的管线没有催化剂时,如有必要,常规的手动球阀就可关闭来切断气体流动。
V型球阀也用在两个催化剂采样器连接件上的两道手动阀门的第一道阀门。
这两个连接件中的一个在分离料斗的出口处,另一个在氮封罐的出口处。
368.什么叫做B型阀?
B型阀是一种正规的球型阀,安装在闭锁料斗催化剂输送管线的入口和出口等地方,用于隔离催化剂管线中的气体介质,但它不能直接切断催化剂,因而催化剂颗粒进入球阀会造成阀座的严重磨损,使其使用寿命降低,严重地影响催化剂连续再生的运转率,因此,B型阀通常与V型阀相互配合。
有二种专门为再生系统设计的“B”型阀。
一种是Kamyr--Neles球阀,它是一台全径的球阀,阀体和阀球不会减少流道面积。
因此可以用在含有催化剂粉尘的气体物流中,与用在清洁的物流中效果一样。
Kamyr--Neles阀用于闭锁料斗各区之间的两只压力平衡阀。
用在这里的阀门设计成能将密封面的催化剂粉尘除去。
另一类型的“B”阀是Rockwell球阀。
其阀芯的孔不是全径的,它或者Kamy—Neles阀可以用于催化剂粉尘含量不高的清洁物流。
还可用作氯化物的阀门。
由于新鲜催化剂含有少量粉粒,所以催化剂添加料斗的出入口阀门也可用它。
依据工艺情况,再生系统的一些地方也使用手动球阀,规定的阀门可能是Kamyr--Neles或Rockwell阀门。
369.什么叫做G型阀?
G型阀用于所有对气体密封要求极高的管道上,该阀阀芯由不锈钢制成,是双座球阀。
工作时,阀门作双重关闭,如果气体管道中有泄漏颗粒物,也不会造成硬质阀芯的损坏。
一种专门的Masoneilan“G”型阀用于使用氮气进行吹扫和放空时含催化剂粉尘的气体密封。
“G”阀是一个双阀座球阀——一个硬座和一个软座。
当“G”阀关闭时,硬座首先关闭,接着不久软座关闭,来完成密封。
因为硬座抗碰撞,因此“G”阀在正常操作期间既耐用又能抗泄漏。
“G”阀在催化剂添加闭锁料斗和粉尘收集器中用作放空阀。
370.气固输送可以分为几种形式?
气固输送一般可分为两种形式:
即密相输送和稀相输送,其中稀相输送也称之为气力输送。
371.什么叫做密相输送?
什么叫做稀相输送?
密相输送和稀相输送并没有明显的界线,一般认为输送系统的气—固混合密度>
100千克/米3或者是孔隙率小于90%叫做密相输送。
反之,将输送系统气—固混合密度<
100千克/米3或者是孔隙率大于90%叫做稀相输送。
372.连续重整装置催化剂循环流动的气固输送特性各处有何不同?
连续重整装置,催化剂在重整反应器及再生器中的移动与催化剂在两器之间的输送管路(待生催化剂提升管、再生催化剂提升管)中的移动,在气固输送特性上是不同的,前者是属于密相输送过程,而后者是属于固体的稀相输送。
373.密相输送有哪两种流动形态?
各有什么特点?
密相输送有两种流动形态:
粘—滑流动和充气流动。
当固体颗粒比较粗,气体流动与固体颗粒的相对速度不足以使固体颗粒流化起来,此时固体颗粒向下缓慢流动,处于中央部位的固体颗粒流速较大,而四周的固体颗粒流速较低,这种流动状态叫做粘—滑流动。
在重整反应器和再生器内,催化剂的移动属于粘一滑流动,粘—滑流动的特性也是反应器中心管附近贴壁现象产生的原因之一。
如果固体颗粒与气体的相对运动速度较大,足以使固体颗粒流化起来,此时气—固混合物具有流体特性而可以向任何方向流动,这种流动形态称为充气流动。
相对于粘—滑流动,充气流动的速度较高。
在连续重整装置,很少有充气流动的情况,但CYCLEMAX的L阀组件有可能出现充气流动,在一次气入口与二次气入口之间的催化剂流动,若二次气流量大,有可能属于充气流动,而二次气量小则有可能属于粘—滑流动。
374.什么叫做连续重整反应器内催化剂的贴壁(PININC)现象?
如何避免?
在连续重整反应器中,被气体松动了的固体催化剂颗粒靠自身重力向下移动,气体则在颗粒的缝隙中穿过,在接触过程中发生化学反应。
为确保催化剂在再生器中正常的移动,有一点应特别注意:
那就是,若保证催化剂顺利的向下移动,必须避免催化剂在中心管附近的滞流,因为,当气流的流速很高时,由于床层压降而产生的催化剂床层径向力变得很大,以致产生足够大的摩擦力把一部分催化剂支撑在中心管附近,催化剂不能流动的部分构成死区,严重时将被迫停工,这种现象UOP称做为贴壁(PINNING)。
贴壁现象与气体流速、密度、温度、压力等有关,与中心管的设计因素亦有关,其中影响最大的是气体的流速变化。
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