氯吸附技术与碱洗技术的设计比较
1 概述
为了保证重整反应能持续高苛刻条件下运行，连续重整装置中设置了催化剂连续再生单元，该单元中催化剂再生过程包括四个步骤：
a．烧焦：在氧环境下，焦炭与氧气发生反应生成CO2和H2O； b．氯氧化：调节重整催化剂氯含量、氧化和分散金属组分（例如Pt）； c．干燥：除去重整催化剂上的多余水分；
d．还原：将金属从氧化态转换到还原态，使催化剂恢复催化活性。 然而，在催化剂的烧焦过程中，产生水的同时不可避免的造成了催化剂上氯的大量流失，即再生放空气中含有大量的HCl组分。随着催化剂的老化，催化剂持氯能力的降低，再生放空气中的氯化物浓度可达到500～2500ppm（v），甚至更高。
为了使再生放空气中有害气体（HCl）含量达到环保排放标准，传统的处理方法是在催化剂连续再生单元设置一套多级洗涤系统(MSSS)，使排放气与稀碱液接触，然后在一个碱洗塔中进一步洗涤，即碱洗技术。理论上，采用碱洗技术适用于处理再生放空气，但在装置的实际运行中存在下列问题：
a．碱洗系统的pH 值不易控制：由于使用的在线pH 值仪表经常计量不准，不易满足工艺要求，使得碱洗系统的设备经常处于酸性状态，从而导致碱洗塔、换热器、文丘里洗涤器以及管线等出现严重腐蚀，从而产生泄露；
b．废碱排放控制难度大：当废碱排放量大时，不但碱液浪费大，更主要的是增加环境污染程度；当废碱排放量小时，碱液盐类浓度高，结晶析出的固体颗粒物沉积于循环碱液泵密封腔内狭小的间隙处，最终导致循环碱泵不能正常运转，严重情况下盐类结晶会堵塞碱液管线等；
c．碱洗塔操作困难：碱洗塔内由于盐类结晶，其压降增大，会导致碱洗塔经常发生过压自保现象，最终使再生单元出现热停车；
基于上述原因，近年来美国UOP公司开发出了新的氯处理技术—Chlorsorb技术，用来代替传统的碱洗技术。该技术可用于催化剂连续再生单元中的两股物流，如表1所示：
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表1 UOP两种氯吸附技术工艺
项目 物流名称 主要组分 Cl含量，ppm（v） Cl最大回收率，％ 一 再生放空气（RVG） N2、O2、CO2和H2O 500～2500 99 二 还原区废气（RZEG） H2，CH4,C2H6,轻烃，H2O 10～1000 99 经Chlorsorb技术处理过的再生放空气完全能满足美国环保署空气有害污染物排放国家标准(NESHAP)中炼油厂可达到的最大控制技术法规(RMACT II)对已建、改造或新建半再生及连续重整装置再生放空气必须满足的最低要求：HCI的脱除率要大于97％ 或HCI排放浓度低于10ppm（v）。与碱洗技术相比，该技术即可节省设备投资，又可降低氯化剂的消耗。
目前，世界范围内采用UOP专利技术的连续重整装置中，再生放空气（RVG）采用Chlorsorb技术的有5套正在运行，20套在设计或建设中。国内采用Chlorsorb技术的有：中石油大连石化220万吨/年连续重整、中海油惠州200万吨/年连续重整、中石化天津石化100万吨/年连续重整和中化泉州200万吨/年连续重整等4套装置，均应用于再生放空气（RVG）氯处理。这四套装置均处于在建或设计阶段，尚未投入实际运行。本文中将对几套分别采用再生放空气（RVG）氯吸附技术和传统碱洗技术的工艺原理、工艺流程和自动控制等方面进行详细描述比较，并对已建或在建的几套典型重整装置的催化剂连续再生单元设计作详细比较，便于将来在关于再生气处理技术的选择和设计时作为参考。
2 工艺原理
1.1 碱洗技术
碱洗技术是利用酸碱中和的原理，将含HCl和Cl2的再生烟气和稀碱液在文丘里洗涤器和放空气洗涤塔中充分接触后，发生如下反应：
NaOH+ CO2 → Na2CO3+H20 Na2CO3+H2O+ CO2 →2NaHCO3
NaHCO3?HCl?NaCl? H20 ?CO2
NaOH+ HCl → NaCl+H20
在酸碱反应控制良好的情况下，氯离子即可随废碱液送往处理厂，再生放空气达到环保排放标准后放空。
1.2 氯吸附技术
铂重整催化剂由氧化铝担体和吸附在担体上的金属所组成。重整催化剂具有双功能特性：金属功能和酸性功能，金属功能主要由铂金属提供；酸性功能由含
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氯氧化铝提供。氧化铝作为金属的载体，同时也是氯化物的载体。为保证重整催化剂的酸性功能，催化剂必须具有良好的持氯能力（或氯吸附能力）。影响重整催化剂持氯能力的因素主要有：水氯比例、操作温度和催化剂比表面积。
在水氯比例和催化剂比表面积一定的情况下，随着操作温度的降低，重整催化剂的持氯能力有增加的趋势。氯吸附技术正是利用重整催化剂的这一重要特征来实现除氯的，具体过程是：再生放空气体从再生器烧焦区抽出并冷却到合时温度后，进入分离料斗低温氯吸附区，再生放空气体中的氯化物被氯吸附区中的催化剂吸附回收。在这一过程中，必须选择合适的吸附温度，因为温度过高时，催化剂的氯吸附能力会过低；而温度过低时，特别是当温度低于露点温度时，放空系统中会出现凝液，在液相水和HCl共同存在的情况下，放空系统将会出现严重的腐蚀和泄露。
3 工艺流程
3.1碱洗技术
从再生器排出的含有HCl、H2O、Cl2和CO2等组分的酸性气体采用两级处理工艺。第一级是文丘里洗涤器，它使酸性气体与来自碱液循环泵并经碱液冷却器冷却的部分碱液混合。当碱液与放空气同时通过洗涤器时，基本上所有的HCl和大部分氯气被去除；接着进入第二级处理装置——放空气洗涤塔下部。其余碱液分成两股经过上分配器和下喷嘴分别从放空气洗涤塔的上部和下部进入，并与向上流动的放空气在石墨拉西环填料层中充分接触洗涤，洗涤后的放空气（HCl含量≯10ppmv）从塔顶直接排入大气。碱液从塔底流出进行pH值调节和再循环，少量废碱液排入污水管网。碱洗技术工艺流程简图见图1。
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图1 碱洗技术工艺流程简图
3.2氯吸附技术
自再生器顶部出来的再生烟气经放空气冷却器冷却后直接进入分离料斗下部的氯吸附区，与自离料斗上部（预热区）下来的重整催化剂在氯吸附区充分接触，回收再生烟气中的大部分HCl和Cl2后，放空至大气。
为防止由于环境温度过低，导致放空烟气进入分离料斗之前低于露点温度而出现凝液腐蚀管线及设备，设置空气预热器，以保证放空气冷却用空气维持在固定的温度点。再生放空气（RVG）氯吸附技术工艺流程简图见图2。
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图2 氯吸附技术工艺流程简图
从上述两种技术的工艺流程可以看出，氯吸附技术明显比碱洗技术流程简单得多，操作维护起来更加简便。
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