中国石化SEI「逆流」連続改質プロセス技術

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この投稿は、2015年11月23日11時08分にyinkuilin6868によって最終的に編集されました。中国石化SEIの「逆流」連続改質プロセス技術　一、はじめに　中国石化工程建設有限公司（SEI）が独自に開発した「逆流」連続改質プロセスは、2013年に実用化に成功しました。最初の年間60万トン規模の工業化プラントは、稼働開始以来、安定して連続的に運転されており、各種指標は従来の「順流」連続改質プロセスを上回っている。プロセスおよび工学技術の革新的なアイデアに基づき工業化に成功し、完全に独立した独自の知的財産権を獲得した。 “「逆流」連続改質プロセスは、触媒の活性と反応の難易度を一致させるという新しい考え方を提唱し、実用化した。触媒と反応流体が逆方向に流れ、すなわち再生された触媒が順に第4反応器、第3反応器、第2反応器、第1反応器を通過し、再び再生器に戻って再生される。これにより、最も活性の高い触媒は第4および第3反応器でアルカンの環化脱水素といった困難な反応を行い、活性が低い触媒は第2および第1反応器でナフサの脱水素といった容易な反応を行うことができる。“「逆流」連続改質プロセスは、従来の「順流」連続改質プロセスにおける反応の難易度と触媒の活性分布が一致しない問題、および触媒の循環配置が必ずしも合理的でない問題を根本的に解決した。 “「逆流」連続改質は反応条件を大幅に改善し、操作が簡便な新たな触媒循環法を確立した。従来技術と比較して、3つの大きな技術的特長がある：1）触媒は逆反応流体によって輸送される； 2）従来の工程で必ず設置されていた複雑なロックホッパー及びその制御システムを廃止した； 3）再生触媒の粉塵選別回収システムを廃止する。 二、工程の概要 「逆流」連続改質技術は、通常、原料の前処理、改質反応および生成物の分離、触媒の再生、そして改質油の分留の4つの部分から構成される。 1.工程プロセスの概要：1）リフォーミング反応部門　前処理によって精製されたリフォーミング原料は、リフォーミング用循環水素と混合された後、リフォーミング反応生成物と熱交換を行い、第1リフォーミング加熱炉で加熱される。その後、第1リフォーミング反応器に入り、そこで触媒と接触して反応が行われる。第1リフォーミング反応器を出た反応物は再び第2リフォーミング加熱炉で加熱され、第2リフォーミング反応器に入る……最後の反応器まで続き、反応生成物は最後の反応器を出た後、フィード熱交換器でフィードと熱交換を行う。熱交換後の反応生成物は冷却された後、リフォーミング生成物分離タンクに入り、そこで気液相分離が行われる。 2）触媒再生部分　a）触媒の循環輸送　再生された触媒は水素を用いてリジェネレーターから第4反応器上部のバッファホッパーまで搬送され、重力によって還元タンクを通過した後第4反応器に入り、そこから第4反応器の底部から第3反応器の頂部へと搬送される……このようにして第1反応器まで続く。再生された触媒は、再び第1反応器の底部から窒素によって再生器の上部にある分離ホッパーまで運ばれ、重力によって再生器内に落下する。リジェネレータ内で触媒は上から下へ流れ、窒素封入タンクを経てリジェネレート済み触媒リフターに入り、反応・リジェネレーションのサイクルが形成される。 このプロセスでは、反応系と再生系の間に閉じ込め用のホッパーを設けず、触媒循環配管ラインには通常の運転時に開閉が必要なバルブもないため、触媒の循環と再生は真の意味での「バルブレス連続」運転となる。 b）触媒の再生　触媒の焼結再生には、冷却サイクル方式が用いられる。焼成ゾーンの出口から出てきた再生循環ガスは、脱塩素・乾燥・昇圧処理を経て、それぞれ焼成ゾーンおよび酸化塩素化ゾーンに送られる。リジェネレーターの下部には冷却ゾーンが設けられており、冷却用空気はこの冷却ゾーン、乾燥焼成ゾーンを通過し、酸化塩素化ゾーンのガスと混合した後、さらに上方へと流れていく。酸化塩素化ゾーンの出口から排出されたガスは、脱塩素処理および水冷による冷却を経て、安全な場所で放出される。 2.技術的特徴：反応部：1）再生された新鮮な触媒はまず後部の反応器に入り、進行が困難な反応に利用されることで、触媒の活性を十分に発揮させ、反応条件を最適化する。 2）反応器は単体で並列に配置され、構造がシンプルで製造が容易、操作やメンテナンスも便利である。 3）反応圧力は、現在の連続改質で最も先進的な水準が採用され、気液分離器の圧力は0.24MPagである。 触媒循環部：1）触媒の低圧から高圧への輸送は、分散型の材料封入昇降方式を採用し、ロック式ホッパーシステムは使用しないことで、触媒の輸送プロセスが簡素化されている。真に「バルブレス連続」運転を実現し、触媒の流れがより安定した運転となった。 2）触媒の摩耗量が大幅に減少したため、再生触媒の粉塵分離回収システムを廃止し、工程が大幅に簡素化された。 3）未再生触媒は窒素で、再生触媒は水素で搬送する。 触媒再生部 1）再生器の圧力は第一反応器と第四反応器の間であり、触媒の再生にも触媒の輸送にも有利である。 2）二段移動床による焼焦を採用し、層温度を段階的に上昇させることで、焼焦工程がより合理的になり、過熱を防ぐことができる。 3）再生ガスの循環には冷間循環方式が採用され、リジェネレーターの下部に冷却部が設けられている。 三. 工業化装置の校正状況 設計条件のもとで工業化装置を校正した結果、純水素収率、C5+ガソリン収率、ガソリン中の芳香族分含有量といった主要な性能指標の校正値は、順流運転条件に基づいて算出された設計値を上回っており、触媒の粉塵量も設計値を大幅に下回っている。 　　 名称　校正値　設計値（順流）　増加量、％　純水素収率、％　3.99　3.54　12.7　C5+ガソリン収率、％　89.70　89.14　0.6　触媒粉塵量、kg/日　0.6　2.85　－78.9
四、経済性　装置を100％国産化することで、既存の順流式連続改質プラントに比べて投資額を5％以上削減できる。