魏金涛
中国石油四川石化有限责任公司 四川彭州 611930
摘要：中国石油四川石化有限责任公司2.0Mt/a连续重整装置再生单元采用UOP CycleMax工艺技术。装置2014年2月投料运行至今，催化剂比表面积由最初195m2/g下降至129m2/g，超过正常使用寿命。2020年4月，连续重整装置正常运行期间，催化剂完成在线更换。通过介绍在线换剂技术在四川石化连续重整装置的应用过程，将准备及换剂中出现的问题剖析总结，为其他同类装置换剂提供参考依据。
关键词：重整催化剂；在线更换；工业应用
中图分类号：
1 前言
中国石油四川石化有限责任公司2.0Mt/a连续重整装置再生单元采用UOPCycle Max工艺技术。装置2014年2月投料试车至今，催化剂比表面积由最初195m2/g下降至129m2/g，超过正常使用寿命。2020年4月，连续重整装置在正常运行未停工状态下，将UOP公司R-234催化剂全部更换为R-334催化剂。四川石化重整在线换剂技术取得成功应用。
实践应用证明在线换剂技术具有满足置换需求、安全可靠、不受时间限制、节约停工成本和最大化换剂经济效益等特点。通过对准备和换剂中出现的问题分析及应对措施介绍，总结经验，希望对国内同类装置在线换剂工作提供参考依据。
2 在线换剂技术概述
重整在线换剂是指，在装置正常生产运行期间，将催化剂进行全面更换。换剂步骤基本原理是在重整装置和再生单元维持正常运行的同时，将旧催化剂不断卸料，用新催化剂替代。
将再生器底部VB阀关闭，旧催化剂在卸载前烧炭完全，并于再生器底部通过卸料管线卸出，新催化剂从位于再生器和氮封罐之间的催化剂添加料斗添加，现场控制料斗加料程序，使新催化剂进入切断阀门下方的氮封罐，从而完成不停工催化剂的更换。
3 在线换剂工业应用
3.1 准备工作
在线换剂加料系统N2线限流孔板改造。原有孔板较小，充泄压时间长，程序加一斗催化剂需要598秒，与之匹配的循环速率为32%，而装置循环速率无法降低到40%以下。
经改造，将催化剂装料料斗充、泄压孔板由2.94mm扩径至4.2mm。2020年1月6日，孔板扩径后完成循环时间测试工作。测试结果：较扩径前，每加一桶催化剂（0.11t）时间由598s降至381s，实际加剂速率1.039t/h，实际循环速率1.021t/h，对应装置循环速率50%。满足在线换剂要求。
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3.2 换剂过程
四川石化重整装置更换新剂为UOP公司R-334催化剂。在线换剂工作于2020年4月18日09：20开始，于4月25日17：00结束，历时共176小时。共加催化剂1402桶,154.22吨。
3.2.1工艺操作过程
重整装置负荷降至65%，催化剂再生烧焦转为“黑烧”模式。烧焦区保持正常的入口温度，空气电加热器和再加热区电加热器停运，保证催化剂离开再生器时冷却到最低温度。关闭再生器底部VB阀，打开氮封罐顶气体交换阀，以保证氮封罐与再生器的压差。旧催化剂从再生器底部连续卸出，新催化剂从氮封罐顶部在线换剂添加料斗连续加入。
卸剂速率与加剂速率相匹配，保证速率基本一致。卸剂速率的快慢，通过分离料斗料位判断；装剂速率根据程序运行时间确定，通过调整闭锁料斗催化剂循环速率与之匹配。四川石化在换剂初期，催化剂循环速率降至46%时与加剂速率一致。
3.2.2现场操作过程
催化剂添加料斗程序为“停止”、“加压”、“卸料”、“保持”、“减压”、“装料”。开始加剂时，确认现场操作柱开关位于“停止”位置，XV-31801（充氮气加压阀）、XV-31802（放空阀）、XV-31803（装剂阀）、XV-31804（卸剂阀）回讯反馈关闭，现场操作柱“非空”指示蓝灯亮起，装料指示灯未亮。为确保2#加料闭锁料斗为空，程序运行从“卸料”开始。即现场操作柱开关从“停止”置于“卸料”。
氮封罐料位开关显示低料位时，加压阀XV-31801逐渐打开，开始加压。当2#加料闭锁料斗与氮封罐压差小于7kPa时，加压阀XV-31801关闭停止加压。
加料闭锁料斗压力大于25kPa且XV-31801、XV-31802、XV-31803、XV-31804回讯反馈关闭时，卸料阀XV31804打开向氮封罐卸剂，维持2分钟后，“非空”灯灭时，即可将开关置于“装料”位置。泄压阀XV-31802打开，闭锁料斗泄压。
当下列条件均达到时，装料阀XV-31803打开：2#加料闭锁料斗压力降至7kPa以下、2#加料闭锁料斗与氮封罐之间的压差PDI大于12kPa、现场操作柱开关位于“装料”位置，XV-31801、XV-31802、XV-31804回讯反馈关闭，XV-31803回讯反馈开，现场操作柱“装料”灯亮起。
现场观察2#加料料斗催化剂完全卸空后，且内操提示氮封罐料位开关指示低，将现场操作柱置于“卸料”位置。重复以上步骤。卸剂管线上部阀门全开，下部阀门稍开用于控制催化剂卸出。
4存在问题及措施
4.1装料阀XV31803打开时间过长
装料阀XV31803打开时间过长(2min)，V-3006压力此时为较低（0KPa），若XV31803打开时间持续过长，可能导致空气从V-3007串入V-3006甚至串到氮封罐。
应对措施：现场操作员将按钮打到“装料”后，观察催化剂添加料斗完全卸空后，即将现场操作柱置于“停止”位置，装料阀XV31803会关闭，防止空气串入系统。
4.2闭锁料斗循环波动大
闭锁料斗循环速率出现较大波动，瞬时循环速率从37%波动到70%，平均循环速率从39%波动到65%；CRCS输出压差UI31905C从10 KPa ～20 KPa之间波动；PDIC31905斜坡模式下差压最大波动到45 KPa（正常最高34 KPa左右），还引起还原段、缓冲区料位波动。
应对措施：当新催化剂下落至闭锁料斗底部时，由于新旧剂混合，新剂和旧剂密度、温度、形态大小等均有偏差，再生提升出现较大波动。
将再生提升二次气FIC31902投手动，手动控制再生提升速率，防止闭锁料斗出现短循环或者长循环，导致再生热停车。当UI31905C平稳回至15kpa左右时将二次气FIC31902投串级。
4.3触发长循环，再生热停
新剂堆密度与旧剂有差别，导致单位料位对应催化剂质量存在偏差，闭锁料斗速率控制波动幅度增大，触发一次长循环，再生热停。
应对措施：循环速率出现偏差较大时，立即手动干预，避免出现循环速率波动大，引起“长循环”或“短循环”。
将待升提升压差PDIC31905投自动，设定26kPa左右，催化剂循环速率保持在43%至56%之间波动，比手动控制二次气偏差小得多，后面循环速率明显稳定了。当UI30905C恢复至25kPa以上，再投串级。
5 结论
在线换剂技术在四川石化2.0Mt/a连续重整装置取得成功应用。约154吨新旧催化剂实现安全置换，装置工艺参数运行平稳，节约停工换剂时间、能耗成本，创造换剂最大化经济效益。根据换剂后标定数据，新催化剂性能表现良好，重整实际反应温度530℃低于设计温度539℃。纯氢收率4.0%(wt)，比换剂前3.5%(wt)提高约0.5%，按照装置满负荷生产，氢气外购与自产价差5000元/吨估算，1年可产生经济效益约5000万元。综合考虑装置液收提高、催化剂损耗下降、装置长周期运行等因素，在线换剂实施共创造年效益约1亿元。实践证明，在线换剂技术将成为连续重整装置换剂发展大趋势，实现广泛应用。
参考文献
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