- Карл Ван Дер Грифт
https://www.catalyst-intelligence.com/blog/ex-situ-hydroprocessing-catalyst-regeneration-and-pool-management
Катализаторы в реакторе гидроочистки со временем деактивируются. Продолжительность цикла может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет, но в конечном итоге температура, необходимая для достижения достаточного преобразования, достигает конца рабочего цикла из-за аппаратных ограничений. Деактивация может быть обратимой при отложении углерода или необратимой из-за накоплениястойких каталитических ядов, таких, например, как мышьяк, диоксид кремния, никель или ванадий. При выборе варианта exsituрегенерации катализатора полезно знать причину деактивации и ожидаемыйуровень активности после проведения промышленной регенерации. Exsituрегенерация позволяет удалить углерод посредством контролируемого сгорания, сводя к минимуму повреждение структуры пор и площади поверхности катализатора. Уровень активности регенерированного катализатора должен соответствовать определенным критериям эффективности, чтобы оправдать повторное использование. Компании, занимающиеся регенерацией, могут предоставить лабораторный анализ отработанного катализатора, провести лабораторную регенерацию и провести лабораторное испытание активности, сравнив характеристики регенерированного катализатора с характеристиками свежего эталонного катализатора. Эта информация позволяет нефтеперерабатывающему заводу, которому принадлежит отработанный катализатор, принять решение о том, регенерировать ли его или утилизировать. Оптимальная производительность катализатора имеет большое значение.
Экономика регенерации катализатора
Exsituрегенерация, если это технически возможно, обычно более привлекательна в экономическом плане, чем покупка свежего катализатора. Повторное использование (регенерированного) катализатора позволяет экономить ресурсы, такие как требующий качественного производства носитель с контролируемой структурой пор и металлы, нанесенные на носитель для придания катализатору его активности. Чтобы воспользоваться этими преимуществами, необходимо преодолеть несколько препятствий, связанных с ограничениями качества, юридическими ограничениями и контролем технологических процессов.
Ограничения качества
Ограничения качества связаны с тем фактом, что качество отработанного катализатора (распределение частиц по длине, загрязняющие вещества) неизвестно до тех пор, пока он не будет выгружен, отобран и проанализирован. Когда отработанный катализатор выгружается из реактора, практически невозможно выполнить регенерацию и повторно загрузить ту же партию во время останова реактора. Хотя это практиковалось в прошлом, на сегодняшний день это физически невозможно из-за гораздо больших объемов реакторов и необходимости более тщательного анализа, включая испытание активности перед регенерацией. При этом оборотную регенерацию все еще можно применять для специальных катализаторов, таких как катализатор, используемый для производства этилбензола или кумола, или для риформинга, где стоимость запасной партии крайне высока, а риск загрязнения практически отсутствует. Однако, чтобы свести к минимуму время простоя и устранить риск работы с некачественным отработанным катализатором, большинство реакторных установок гидроочистки будут иметьподменную партию хорошего качества (свежую или регенерированную) на месте до начала остановки на ремонт, чтобы установка могла быть загружена и запущена в соответствии с графиком производства завода. Несмотря на некоторые сопутствующие затраты, наличие запасной партии позволяет провести детальныйанализ отработанного катализатора до принятия решения о его повторном использовании. Компании по регенерации (такие, например, как Eurecat и Porocel) могут проанализировать отработанный катализатор и дать рекомендации по его состоянию и производительности после лабораторной регенерации. Эта информация позволяет владельцу катализатора принять обоснованное решение о том, следует ли регенерировать отработанный катализатор или отправить его на утилизацию и извлечение ценных металлов. Важно создать такую степень свободы (время), чтобы провести надлежащую оценку качества отработанного катализатора, прежде чем принимать решение о регенерации и повторном использовании.
Правовые ограничения
Отработанный катализатор является опасным материалом, а отработанные катализаторы гидроочистки считаются самонагревающимися твердыми веществами и классифицируются как UN 3190 в отношении упаковки и ADR Class 4.2 в отношении транспортировки. Нефтеперерабатывающий завод может загружать отработанный катализатор в одобренные ООН стальные бочки на паллетах или в контейнеры для катализатора. Использование бочек может потребовать обработки сотен и, возможно, тысяч бочек, что замедляет разгрузку реактора и создает дополнительные проблемы с погрузчиками и связанные с этим проблемы безопасности. Контейнеры для катализатора намного больше (каждый контейнер вмещает около десяти бочек), и они обеспечивают эффективную и безопасную разгрузку реакторов. Такие контейнеры можно арендовать у нескольких компаний, например, в HooverFerguson. Какая бы упаковка ни использовалась, важно отметить на каждом контейнере номер реактора и слоя, а также порядковый номер места, чтобы компания по регенерации могла отбирать пробы и анализировать каждый реактор / слой по отдельности и, при необходимости, отделять необратимо загрязненный катализатор от катализатора, который может быть регенерирован. Бочки должны быть закреплены на паллетах, а паллеты должны быть закреплены в кузове грузовой машины. То же самое относится и к контейнерам для катализаторов. Компании по регенерации могут проконсультировать вас по последним транспортным требованиям. Важно, чтобы катализатор не находился вне бочек или контейнеров на грузовике, так как случайные проверки на дороге могут привести к крупным штрафам и дорогостоящим задержкам.
Управление технологическим процессом
Лабораторная регенерация отработанного катализатора перед промышленной регенерацией позволяет получить представление о выходе и активности регенерированного катализатора. Для выполнения этого условия во время промышленной регенерации важно, чтобы отбор проб и анализ отработанного катализатора были репрезентативными. Поскольку репрезентативный отбор проб большого количества гранулированного материала является трудной задачей, хорошей практикой является разделение отработанного слоя катализатора на более мелкие партии и анализ каждой партии в отдельности. Кроме того, загрязняющие вещества, поступающие в реактор с исходным сырьем, имеют тенденцию осаждаться на катализаторе сверху вниз, создавая градиент вдоль оси реактора. Во время гравитационной разгрузки или вакуумной разгрузки катализатор из разных точек реактора окажется в разных контейнерах, и поэтому важно пронумеровать контейнеры так, чтобы загрязненный катализатор можно было отделить от материала, который подходит для регенерации. Этот предварительный анализ и выбор катализатора для регенерации для каждой партии позволит избежать загрязнения всей партии. После принятия переработчиком решения о регенерации всей или части партии компания по регенерации запланирует регенерацию. Во время регенерации отработанный катализатор просеивается для удаления катализаторной пыли и мелких частиц, а затем подвергается воздействию воздуха при повышенных температурах для сжигания углеродных отложений. Важно контролировать обжиг и избегать локальных высоких температур. Полный контроль всех температур невозможен, поэтому регенератору необходимо контролировать процесс и проверять качественное сохранение площади поверхности и сохранение надлежащей структуры пор посредством анализа регенерированного катализатора. Качественная регенерация характеризуется низким содержанием углерода в отработанном катализаторе (обычно менее 0,5 мас.% для катализаторов гидроочистки) и высоким уровнем сохранения площади поверхности. С внедрением катализаторов гидроочистки II типа к распределению металлов предъявляются дополнительные требования, которые непосредственно не видны по площади удельной поверхности по методу Брюнера – Эммета – Теллера. Для катализаторов типа II рекомендуется проверять активность регенерированного катализатора (после дополнительной реактивации в случае необходимости). Поставщики услуг регенерации должны гарантировать уровень активности регенерированных/реактивированных катализаторов типа II. Невосполнимая потеря площади поверхности или рассредоточению металлов из-за высоких температур во время регенерации оплачиваются поставщиками услуг. В дополнение к низкому содержанию углерода и сохраненной микроструктуре, другой важной характеристикой регенерированного катализатора является распределение его частиц по длине и связанная с этим уплотненная насыпная плотность с учетом требований к перепаду давления в реакторе. Поставщик услуг регенерации проведет проверку регенерированного катализатора перед отбором проб и упаковкой. Важно получить подробные анализы, включая тесты на активность, на составных образцах подпартий, не превышающих 50 тонн каждая.
Вывод: exsitu регенерация катализатора может быть интересным бизнес-вариантом для нефтеперерабатывающих заводов.
По прошествии более чем 40 лет exsitu регенерация катализатора является проверенной технологией, она экономически привлекательна и экономит ресурсы. Качество отработанного катализатора необходимо исследовать после выгрузки и до принятия решения о регенерации или утилизации катализатора. Во время регенерации необходимо контролировать температуру процесса для удаления углерода в мягких условиях, чтобы избежать повреждения микроструктуры катализатора. После регенерации катализатор необходимо проанализировать и / или подвергнуть ранжированию по длине для удаления пыли и мелких частиц / остаточных продуктов, чтобы получить катализатор с приемлемой долей свободного объема после плотной загрузки. Регенерированный катализатор может быть протестирован на активность поставщиком услуг регенерации, чтобы подтвердить пригодность для повторного использования. Нефтеперерабатывающие заводы могут выбрать сохранение собственного пула регенерированных катализаторов для повторного использования или покупку и продажу в пул повторной продажи, управляемый поставщиком услуг регенерации или компанией по торговле катализаторами.
https://www.catalyst-intelligence.com/blog/ex-situ-hydroprocessing-catalyst-regeneration-and-pool-management
Катализаторы в реакторе гидроочистки со временем деактивируются. Продолжительность цикла может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет, но в конечном итоге температура, необходимая для достижения достаточного преобразования, достигает конца рабочего цикла из-за аппаратных ограничений. Деактивация может быть обратимой при отложении углерода или необратимой из-за накоплениястойких каталитических ядов, таких, например, как мышьяк, диоксид кремния, никель или ванадий. При выборе варианта exsituрегенерации катализатора полезно знать причину деактивации и ожидаемыйуровень активности после проведения промышленной регенерации. Exsituрегенерация позволяет удалить углерод посредством контролируемого сгорания, сводя к минимуму повреждение структуры пор и площади поверхности катализатора. Уровень активности регенерированного катализатора должен соответствовать определенным критериям эффективности, чтобы оправдать повторное использование. Компании, занимающиеся регенерацией, могут предоставить лабораторный анализ отработанного катализатора, провести лабораторную регенерацию и провести лабораторное испытание активности, сравнив характеристики регенерированного катализатора с характеристиками свежего эталонного катализатора. Эта информация позволяет нефтеперерабатывающему заводу, которому принадлежит отработанный катализатор, принять решение о том, регенерировать ли его или утилизировать. Оптимальная производительность катализатора имеет большое значение.
Экономика регенерации катализатора
Exsituрегенерация, если это технически возможно, обычно более привлекательна в экономическом плане, чем покупка свежего катализатора. Повторное использование (регенерированного) катализатора позволяет экономить ресурсы, такие как требующий качественного производства носитель с контролируемой структурой пор и металлы, нанесенные на носитель для придания катализатору его активности. Чтобы воспользоваться этими преимуществами, необходимо преодолеть несколько препятствий, связанных с ограничениями качества, юридическими ограничениями и контролем технологических процессов.
Ограничения качества
Ограничения качества связаны с тем фактом, что качество отработанного катализатора (распределение частиц по длине, загрязняющие вещества) неизвестно до тех пор, пока он не будет выгружен, отобран и проанализирован. Когда отработанный катализатор выгружается из реактора, практически невозможно выполнить регенерацию и повторно загрузить ту же партию во время останова реактора. Хотя это практиковалось в прошлом, на сегодняшний день это физически невозможно из-за гораздо больших объемов реакторов и необходимости более тщательного анализа, включая испытание активности перед регенерацией. При этом оборотную регенерацию все еще можно применять для специальных катализаторов, таких как катализатор, используемый для производства этилбензола или кумола, или для риформинга, где стоимость запасной партии крайне высока, а риск загрязнения практически отсутствует. Однако, чтобы свести к минимуму время простоя и устранить риск работы с некачественным отработанным катализатором, большинство реакторных установок гидроочистки будут иметьподменную партию хорошего качества (свежую или регенерированную) на месте до начала остановки на ремонт, чтобы установка могла быть загружена и запущена в соответствии с графиком производства завода. Несмотря на некоторые сопутствующие затраты, наличие запасной партии позволяет провести детальныйанализ отработанного катализатора до принятия решения о его повторном использовании. Компании по регенерации (такие, например, как Eurecat и Porocel) могут проанализировать отработанный катализатор и дать рекомендации по его состоянию и производительности после лабораторной регенерации. Эта информация позволяет владельцу катализатора принять обоснованное решение о том, следует ли регенерировать отработанный катализатор или отправить его на утилизацию и извлечение ценных металлов. Важно создать такую степень свободы (время), чтобы провести надлежащую оценку качества отработанного катализатора, прежде чем принимать решение о регенерации и повторном использовании.
Правовые ограничения
Отработанный катализатор является опасным материалом, а отработанные катализаторы гидроочистки считаются самонагревающимися твердыми веществами и классифицируются как UN 3190 в отношении упаковки и ADR Class 4.2 в отношении транспортировки. Нефтеперерабатывающий завод может загружать отработанный катализатор в одобренные ООН стальные бочки на паллетах или в контейнеры для катализатора. Использование бочек может потребовать обработки сотен и, возможно, тысяч бочек, что замедляет разгрузку реактора и создает дополнительные проблемы с погрузчиками и связанные с этим проблемы безопасности. Контейнеры для катализатора намного больше (каждый контейнер вмещает около десяти бочек), и они обеспечивают эффективную и безопасную разгрузку реакторов. Такие контейнеры можно арендовать у нескольких компаний, например, в HooverFerguson. Какая бы упаковка ни использовалась, важно отметить на каждом контейнере номер реактора и слоя, а также порядковый номер места, чтобы компания по регенерации могла отбирать пробы и анализировать каждый реактор / слой по отдельности и, при необходимости, отделять необратимо загрязненный катализатор от катализатора, который может быть регенерирован. Бочки должны быть закреплены на паллетах, а паллеты должны быть закреплены в кузове грузовой машины. То же самое относится и к контейнерам для катализаторов. Компании по регенерации могут проконсультировать вас по последним транспортным требованиям. Важно, чтобы катализатор не находился вне бочек или контейнеров на грузовике, так как случайные проверки на дороге могут привести к крупным штрафам и дорогостоящим задержкам.
Управление технологическим процессом
Лабораторная регенерация отработанного катализатора перед промышленной регенерацией позволяет получить представление о выходе и активности регенерированного катализатора. Для выполнения этого условия во время промышленной регенерации важно, чтобы отбор проб и анализ отработанного катализатора были репрезентативными. Поскольку репрезентативный отбор проб большого количества гранулированного материала является трудной задачей, хорошей практикой является разделение отработанного слоя катализатора на более мелкие партии и анализ каждой партии в отдельности. Кроме того, загрязняющие вещества, поступающие в реактор с исходным сырьем, имеют тенденцию осаждаться на катализаторе сверху вниз, создавая градиент вдоль оси реактора. Во время гравитационной разгрузки или вакуумной разгрузки катализатор из разных точек реактора окажется в разных контейнерах, и поэтому важно пронумеровать контейнеры так, чтобы загрязненный катализатор можно было отделить от материала, который подходит для регенерации. Этот предварительный анализ и выбор катализатора для регенерации для каждой партии позволит избежать загрязнения всей партии. После принятия переработчиком решения о регенерации всей или части партии компания по регенерации запланирует регенерацию. Во время регенерации отработанный катализатор просеивается для удаления катализаторной пыли и мелких частиц, а затем подвергается воздействию воздуха при повышенных температурах для сжигания углеродных отложений. Важно контролировать обжиг и избегать локальных высоких температур. Полный контроль всех температур невозможен, поэтому регенератору необходимо контролировать процесс и проверять качественное сохранение площади поверхности и сохранение надлежащей структуры пор посредством анализа регенерированного катализатора. Качественная регенерация характеризуется низким содержанием углерода в отработанном катализаторе (обычно менее 0,5 мас.% для катализаторов гидроочистки) и высоким уровнем сохранения площади поверхности. С внедрением катализаторов гидроочистки II типа к распределению металлов предъявляются дополнительные требования, которые непосредственно не видны по площади удельной поверхности по методу Брюнера – Эммета – Теллера. Для катализаторов типа II рекомендуется проверять активность регенерированного катализатора (после дополнительной реактивации в случае необходимости). Поставщики услуг регенерации должны гарантировать уровень активности регенерированных/реактивированных катализаторов типа II. Невосполнимая потеря площади поверхности или рассредоточению металлов из-за высоких температур во время регенерации оплачиваются поставщиками услуг. В дополнение к низкому содержанию углерода и сохраненной микроструктуре, другой важной характеристикой регенерированного катализатора является распределение его частиц по длине и связанная с этим уплотненная насыпная плотность с учетом требований к перепаду давления в реакторе. Поставщик услуг регенерации проведет проверку регенерированного катализатора перед отбором проб и упаковкой. Важно получить подробные анализы, включая тесты на активность, на составных образцах подпартий, не превышающих 50 тонн каждая.
Вывод: exsitu регенерация катализатора может быть интересным бизнес-вариантом для нефтеперерабатывающих заводов.
По прошествии более чем 40 лет exsitu регенерация катализатора является проверенной технологией, она экономически привлекательна и экономит ресурсы. Качество отработанного катализатора необходимо исследовать после выгрузки и до принятия решения о регенерации или утилизации катализатора. Во время регенерации необходимо контролировать температуру процесса для удаления углерода в мягких условиях, чтобы избежать повреждения микроструктуры катализатора. После регенерации катализатор необходимо проанализировать и / или подвергнуть ранжированию по длине для удаления пыли и мелких частиц / остаточных продуктов, чтобы получить катализатор с приемлемой долей свободного объема после плотной загрузки. Регенерированный катализатор может быть протестирован на активность поставщиком услуг регенерации, чтобы подтвердить пригодность для повторного использования. Нефтеперерабатывающие заводы могут выбрать сохранение собственного пула регенерированных катализаторов для повторного использования или покупку и продажу в пул повторной продажи, управляемый поставщиком услуг регенерации или компанией по торговле катализаторами.