НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Регенерация катализатора риформинга

Почти все катализаторы риформинга обладают способностью к регенерации. Принцип регенерации одинаков для различных составов катализаторов риформинга. Выход кокса в процессе риформинга невелик, но из-за длительного времени цикла абсолютное его количество значительно, до 3-3,5% на катализатор. При низких концентрациях кислорода в газе, используемом для регенерации, было обнаружено, что кокс сгорает послойно. Важность внешней диффузии в процессе регенерации подтверждается тем, что этот процесс становится более эффективным по мере уменьшения размера шариков катализатора.

Регенерация катализатора происходит до остановки каталитического риформера. После охлаждения реактора до 200-250 °C давление постепенно сбрасывается, освобождая оборудование и коммуникации от жидких и газообразных продуктов реакции. Последние удаляются путем вакуумирования системы с помощью вакуумного насоса. Затем водород может быть почти полностью удален путем очистки инертным газом. Затем система заполняется инертным газом (азотом) с помощью генератора инертного газа, сконструированного по принципу реактора под давлением. Концентрация кислорода в инертном газе не должна превышать 0,5 % по объему, при этом регулируется концентрация СО (до 1 % по объему), СО (0,5 % по объему) и водяного пара (0,2 г/м³), которые дополнительно дезактивируют катализатор.

После заполнения инертным газом абсолютное давление повышается до 5-8 бар и начинается циркуляция в сырьевой трубчатой печи и реакторе с постепенным нагревом до 260-280 °C.

Сжигание кокса происходит в три этапа. После начала подачи воздуха (максимальная начальная концентрация кислорода ниже 0,5 % по объему) сжигание происходит при температуре первого выхода 260-280 °C, во время которого температура внутри реактора поднимается ниже 350 °C за счет теплоты сгорания кокса. Максимальное давление регенерации составляет 10-15 атм. Максимальное давление во время регенерации поддерживается путем выпуска избыточных продуктов сгорания через регулятор давления.

На втором этапе регенерации температура в печи повышается до 350-380°C. Это эквивалентно 400-420°C внутри реактора и приводит к более интенсивному сжиганию кокса.

Регенерация завершается на третьем этапе и включает удаление остатков кокса при температуре не выше 450-500°C.

Окончание регенерации можно определить по снижению температуры на последнем выходе из реактора и одинаковой концентрации кислорода во входящих и выходящих газах.

После окончания регенерации нагрев циркулирующего газа прекращается, что приводит к падению температуры, сбросу давления, система продувается, а затем заполняется газообразным водородом.

По данным ВНИИНефтехима, пусковой газ должен иметь содержание водорода не менее 80 об.%, примесей O₂ + CO₂ менее 0,2%, ненасыщенных углеводородов менее 0,3% и содержание воды до 0,2 г/м³ (остальное метан, этан или азот).

Если процесс риформинга является единственным источником водорода, доступность ресурсов водорода при запуске может стать проблемой. Известно, что для запуска установки требуется 10 000-30 000 м³ водорода. В этом контексте опыт отечественных нефтеперерабатывающих заводов по использованию инертного газа для осушки катализатора, зажиганию водородсодержащего газа для восстановления катализатора и запуску установок каталитического риформинга при давлении ниже 10 бар имеет большое значение. Кроме того, водородный газ, образующийся в процессе, может быть использован для повышения давления для достижения рабочего давления. Эти меры могут снизить потребление водорода для запуска на 400-500 м³ (на установке, которая ранее требовала около 15 000 м³ водорода)