李福成(中國(guó)石油化工有限公司天津分公司,天津 300270)
應(yīng)用最廣泛的催化劑再生系統(tǒng)主要采用UOP工藝和IFP工藝,這兩種工藝之間的差別在于利用不同的再生氣循環(huán)方式,前者采用濕冷循環(huán),利用堿洗工藝對(duì)外排的再生氣進(jìn)行脫氮處理后再行排放;后者采用干冷循環(huán),未進(jìn)行干燥脫水環(huán)節(jié)的設(shè)置,采用堿洗后干燥循環(huán)的方式進(jìn)行循環(huán)再生氣的處理[1]。
傳統(tǒng)的堿洗工藝具有操作復(fù)雜、設(shè)備昂貴、投資大等問(wèn)題。另外隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),其脫氮效果也會(huì)逐漸減弱,再生回路設(shè)備容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。隨著脫氮技術(shù)的不斷發(fā)展,堿洗工業(yè)逐漸被其他更先進(jìn)的工藝所代替,再生氣脫氮?jiǎng)┘懊摰夹g(shù)在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
脫氯劑是固態(tài)脫氮技術(shù)的核心部分,在化工生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用于氣體和液體脫氮環(huán)節(jié)。按照活性組分進(jìn)行分類(lèi),其可分為鈣系、浸堿氧化鋁、銅系等,在重整裝置應(yīng)用過(guò)程中,可按照脫氮對(duì)象將其分為重整氫低溫脫氮?jiǎng)?、預(yù)加氫高溫脫氮?jiǎng)?、重整生成油脫氯劑和再生氣脫氯劑等[2]。再生氣脫氯劑能夠適用于較為嚴(yán)苛的生產(chǎn)環(huán)境中,且在溫度較高的條件下,能夠達(dá)到較高的脫氮要求。
HCI脫氮?jiǎng)┻M(jìn)行無(wú)機(jī)氯脫洗的原理主要為:脫氯劑的有效金屬組分M和原料中的HCI進(jìn)行反應(yīng),從而金屬氯化物得生成固定。其反應(yīng)公式為:
作為酸堿中和反應(yīng),可采用I、II族中金屬元素等,原料中如有有機(jī)氯的成份,無(wú)法被脫氯劑有效吸收,則需要加入如鈷鉬催化劑等加氫轉(zhuǎn)化催化劑,有機(jī)氯在催化劑的作用下氫解后再被脫氯劑所吸收。
鈷鉬催化劑在氫解反應(yīng)時(shí),會(huì)對(duì)部分氯化物進(jìn)行暫時(shí)吸收,其中氯含量最高可達(dá)到2%,之后再進(jìn)行解析處理。原料烴中如有含氧有機(jī)氯化物,如CoCl2等,如采用加氫的方式,通常采用水解的方式對(duì)其進(jìn)行HCI的轉(zhuǎn)化。
在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),脫氯劑采用以氧化鋅、氧化鈣、硅藻土、氧化鋁等活性成份的脫氯劑,應(yīng)用表現(xiàn)理想。
目前在很多脫氯劑生產(chǎn)和研究企業(yè),由于再生氣的特殊性質(zhì),針對(duì)重整再生氣脫氯技術(shù)的研究力度還較為薄弱[3]。
之前化工研究院開(kāi)發(fā)出一系列脫氯劑,能夠針對(duì)不同工藝條件和不同原料的要求進(jìn)行應(yīng)用。另外對(duì)堿性工藝進(jìn)行替代;之后針對(duì)再生氣脫氯技術(shù)進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā),其中最新型的脫氯劑產(chǎn)品為T(mén)412Q,使氯化氫從重整催化劑再生氣體中有效排除,具有使用溫度高、球狀成型、抗二氧化碳和高水汽等特點(diǎn),氯容量明顯高于其他產(chǎn)品,并使脫氯劑的使用壽命得到延長(zhǎng),在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
針對(duì)連續(xù)重整再生單元的工藝特點(diǎn)加強(qiáng)研究,加強(qiáng)載體組分、活性組分和成型方法的篩選和研究,對(duì)重整再生煙氣脫氯劑進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā),并將其投入工業(yè)化實(shí)踐應(yīng)用。其應(yīng)用工藝流程如圖1所示。
圖1 再生氣脫氯工藝流程
在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),脫氯劑的脫氯性能較好、抗碳酸化能力較強(qiáng)、易于拆卸、不泥化、不易強(qiáng)塊等優(yōu)點(diǎn),通常使用壽命約為四個(gè)月[4]。另外脫氯物化性能及使用條件如表1所示。
目前針對(duì)再生氣脫氯劑的研究不斷加強(qiáng),開(kāi)發(fā)出不同類(lèi)型的脫氯劑。脫氯劑如果不適用生產(chǎn)環(huán)境,會(huì)造成設(shè)備堵塞、腐蝕裝置的情況,甚至在脫氯劑使用過(guò)程中出現(xiàn)組分流失,使重整催化劑對(duì)下游的裝備和催化劑造成二次污染,或是重整催化劑的使用受到影響[5]。另外在使用過(guò)程中需要對(duì)其定期進(jìn)行更換,否則會(huì)造成環(huán)境污染和廢棄物的處理量的增加。
表1 脫氯劑的物化性能及使用條件對(duì)比
在工業(yè)應(yīng)用中,通過(guò)強(qiáng)化再生氣脫氯劑方面的研究力度,使脫氯劑實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的同時(shí),促進(jìn)了再生氣脫氯劑的要求得到充分滿足,并得到廣泛應(yīng)用,但目前脫氯劑的使用壽命仍然較短,對(duì)此的研究還需要不斷加強(qiáng)。另外對(duì)傳統(tǒng)堿洗技術(shù)的升級(jí),使堿洗中和傳統(tǒng)技術(shù)得到改進(jìn),并對(duì)重整催化劑的氯含量進(jìn)行了有效補(bǔ)充,使氯內(nèi)部循環(huán)得以實(shí)現(xiàn),使其成為有效的清潔生產(chǎn)技術(shù),通過(guò)固態(tài)脫氯劑應(yīng)用的有效補(bǔ)充,使再生氣的清潔處理得以實(shí)現(xiàn)的同時(shí),也使脫氧劑的使用壽命有所延長(zhǎng)。