4.6.2.1. Tháp tái sinh (Regeneration Tower):
Tháp tái sinh và các thiết bị bên trong được làm bằng thép không gỉ. Tháp gồm 5 phần riêng biệt: buồng đốt, phần tái đun (vùng gia nhiệt), bộ phận clo hoá, buồng làm mát và buồng làm khô. Chất xúc tác đi vào đỉnh của tháp tái sinh qua một số ống được đặt đối xứng nhau, dưới tác dụng của trọng lực, chất xúc tác đi vào buồng đốt. Hệ thống được thiết kế sao cho chất xúc tác có dạng đồng nhất.
Hình (4.16) miêu tả bộ phận buồng đốt và vùng tái đun của tháp tái sinh. khung mắt lưới. Ở phần đáy của lớp lưới bên ngoài nơi mép hàn có các khe
Hình 4.16. Bộ phận buồng đốt và vùng tái đun của tháp tái sinh
nằm ngang để tạo sự dẫn lưu tự do cho không gian phía sau nó.
Phần đỉnh của tấm lưới chắn trong được gắn với phần trên cùng của tháp tái sinh. Phần dưới của nó gắn khít với chong chóng định hướng để ngăn các chuyển động sang các bên. Các tấm chắn này được thiết kế để các dòng khí thổi đồng đều và đốt cháy toàn bộ cốc xung quanh buồng đốt.
Khí tái sinh đi vào buồng đốt qua van nạp, van nạp này được xuyên từ phía ngoài tấm chắn ngoài vào ống xả ở đỉnh tấm chắn trong. Hai tấm chắn đều được làm bằng các thanh chắn phẳng, có bề mặt nhẵn bóng để làm giảm tối đa sự va đập gây vỡ vụn và tắc nghẽn của chất xúc tác.
Vùng tái đun nằm ngang dưới buồng đốt, dưới tác dụng của trọng lực chất xúc tác rơi xuống đây. Giống như buồng đốt nhưng nhỏ hơn, vùng tái đun cũng là lớp xúc tác hình khuyên nằm giữa các tấm chắn trong và chắn ngoài. Vùng này được thiết kế để đốt sơ bộ chất xúc tác trước khi vào vùng clo hoá bằng các khí nóng thoát ra từ buồng đốt. Khí này được tách từ buồng đốt bởi một van định hướng nằm ở phía ngoài gần đáy tấm chắn ngoài. Trên van định hướng có khoan các lỗ nhỏ để tạo sự lưu thông của phần không gian phía trên van.
xuống phía ngoài và lên trên qua tầng chất xúc tác. Khí ra khỏi vùng này đi lên vào phía trong của tấm chắn trong ở vùng tái đun.
Hình 4.17. Vùng clo hoá của tháp tái sinh
Vùng làm khô hình (4.18) nằm phía dưới vùng clo hoá. Chất xúc tác rơi vào đây qua một ống hình nón và một thiết bị phân phối chất xúc tác. Cũng như vùng clo hoá, vùng làm khô là một tầng chất xúc tác hình trụ nằm trong 1 tấm chắn hình khuyên. Khí vào vùng làm khô qua van nạp ở thành tháp tái sinh, khí thoát ra qua van xả khí khô cũng ở thành tháp tái sinh, cửa ra của khí ở vùng làm khô là cửa vào của vùng clo hoá. Ở đây tác nhân clo hữu cơ được phun vào khí khô rồi đi vào vùng clo hoá. Thiết bị phân phối hình trụ dẫn tới vùng làm khô có 4 ống hơi xuyên qua, các ống này có tác dụng tạo sự cân bằng hơi giữa phần trong và phần ngoài của thiết bị phân phối. Sự lưu thông rất quan trọng để đảm bảo ngay cả khí được phân phối cắt ngang tầng hình trụ của vùng làm khô.
Vùng làm mát nằm dưới vùng làm khô, dưới tác dụng của trọng lực, chất xúc tác rơi vào đây qua một ống hình nón và một thiết bị phân phối. Giống như vùng làm khô, vùng làm mát là một tầng chất xúc tác hình trụ nằm giữa 1 tấm chắn hình khuyên. Khí vào vùng làm mát qua một vòi nạp ở thành tháp tái sinh. Tấm chắn hình khuyên được thiết kế đặc biệt để tạo ra dòng khí đồng đều đi xuống bên ngoài và đi lên xuyên vào tầng chất xúc tác. Khí thoát ra qua van xả khí mát trên thành tháp tái sinh, phía trên tầng chất xúc tác. Khí thải qua van được hút cùng với không khí từ máy làm khô đến lò đun khí để cung cấp cho vùng làm khô.
4.6.2.2. Thùng chứa khí nitơ (nitrogen seal drum):
Thiết bị này cùng các bộ phận bên trong (hình 4.19) được làm bằng thép cacbon. Chất xúc tác đi qua đỉnh thiết bị cách ly vào buồng tách, chủ yếu dùng cho sự thay đổi chất xúc tác khi di chuyển. Sau đó chất xúc tác đi qua 1 ống đứng vào vùng làm sạch rồi ra khỏi thiết bị. Khí nitơ đi vào vùng làm sạch rồi thổi ngược qua ống đứng vào lớp chất xúc tác trong vùng tách loại sau đó đi ra phía cửa vào của chất xúc tác. Khí nitơ cũng thổi xuống qua lớp chất xúc tác trong vùng làm sạch và đi ra phía cửa ra của chất xúc tác. Chức năng chính của thiết bị này là làm sạch thêm chất xúc tác nhờ khí nitơ cho các hệ thống tách chất xúc tác đã tái sinh.
Hình 4.19. Thùng chứa khí nitơ
Hình 4.20. Phễu khoá
4.6.2.3. Phễu khoá (lock hopper):
Thiết bị này cùng các bộ phận bên trong (hình 4.20) được làm từ thép không chứa cacbon và có 3 phần riêng biệt: vùng tách loại, vùng phễu khoá, vùng nâng.
Chất xúc tác đi vào đỉnh phễu khoá qua một lỗ hạn chế, lỗ này nhằm hạn chế việc rút chất xúc tác ngay lập tức ra khỏi tháp tái sinh đến một tốc độ chấp nhận được. Điều này cho phép duy trì sự đốt cháy đều đặn khi chất xúc tác được tuần hoàn qua thiết bị. Phía dưới lỗ hạn chế là 3 vùng chất xúc tác: vùng trên cùng là vùng tách loại, vùng giữa là vùng phễu khoá còn vùng dưới cùng là vùng nâng. Các vùng này được thiết kế vận hành cùng nhau để đưa từng phần nhỏ chất xúc tác và để nâng áp suất xung quanh chất xúc tác. Các vùng này làm việc trong môi trường khí nâng nhưng dưới hai áp suất khác nhau. Vùng tách loại làm việc ở áp suất gần bằng áp suất tháp tái sinh, vùng nâng làm việc ở áp suất gần với áp suất của cơ cấu van chất xúc tác tái sinh kiểu chữ L, còn vùng phễu khoá quay vòng giữa hai áp suất trên.
bằng có màng chắn cho các khí từ vùng phễu khoá và một van tạo khí đến phễu khoá. Hai thiết bị đo mức bằng hạt nhân (một ngắt mức cao, một ngắt mức thấp) được gắn trên giá đỡ bên ngoài vùng phễu khoá để điều khiển việc nhận và chuyển của vùng nâng. Một thiết bị đo mức nguyên tử khác được gắn trên giá đỡ bên ngoài vùng nâng nhằm xác định mức chất xúc tác trong vùng nâng.
Để đáp ứng yêu cầu kiểm tra, trong vùng nâng có một cửa dành cho người kiểm tra. Ngoài ra trong mỗi vùng có các bộ phận kiểm tra phần dưới các ống đứng. Cả ba bộ phận cửa phễu khoá này đều được lắp ghép với các mặt bích có thể tháo rời khi cần kiểm tra.
4.6.2.4. Thiết bị vùng khử (Reduction zone):
Khí vào vùng khử qua hai van nạp ở bên hông của thiết bị. Khí ở phần trên đi vào phía trên của lớp chất xúc tác, thổi qua đó và thoát ra qua một van nằm phía sau tấm chắn hình khuyên của phần trên. Tấm chắn hình khuyên được thiết kế đặc biệt để tách loại triệt để khí khỏi chất xúc tác nhằm giảm thiểu sự lôi cuốn. Khí phần dưới đi vào từ phía sau tấm chắn hình khuyên của phần dưới. Tấm chắn này cũng được thiết kế đặc biệt để tạo ra dòng khí đồng đều đi xuống từ phía ngoài và đi lên qua lớp chất xúc tác. Khí cũng thoát ra qua vòi như ở phần trên. Các van xả khí và các đường ống dốc trực tiếp được bố trí ở sườn dốc lên như một bộ phận an toàn phụ để ngăn cản tối thiểu sự lôi cuốn chất xúc tác khỏi thiết bị.
Hình 4.21. Vùng khử
Một thiết bị đo mức hạt nhân được gắn bên ngoài vùng khử phía trên để điều khiển mức chất xúc tác trong toàn bộ lò phản ứng gồm có vùng khử. Thiết bị này chịu ảnh hưởng bởi sự điều khiển trực tiếp của tốc độ rút chất xúc tác từ lò phản ứng. Các cặp nhiệt độ trải dài từ van trên đỉnh vùng khử
xuống để đo nhiệt độ tại các vị trí khác nhau trong lớp chất xúc tác của phần dưới. Ngoài ra còn có các cặp nhiệt độ để đo thành thiết bị tại những nơi mà chất xúc tác tiếp xúc với thiết bị giữa hai phần. Điều này giúp bảo vệ thiết bị, tránh nhiệt độ cao của chất xúc tác có thể xẩy ra trong quá trình. Trong vùng này có một cửa giúp cho việc kiểm tra được thuận lợi
4.6.2.5. Phễu tách (Disengaging Hopper):
Phễu tách và các thiết bị bên trong của nó được chế tạo từ thép không chứa cacbon (Hình 4.22). Phễu tách là một thiết bị hình trụ với một ống tách xuyên từ đỉnh vào giữa. Ống dẫn chất xúc tác đã sử dụng xuyên vào bên hông ống tách, hướng xuống phía dưới và đầu dưới để hở. Khí lắng đi vào qua van bên hông phễu tách và thổi lên phía trên qua ống tách.Các mảnh vỡ, bột, đôi khi cả hạt xúc tác bị khí đưa ra khỏi đỉnh ống tách. Các hạt xúc tác còn nguyên rơi xuống đáy phễu tách, đây là nơi thu gom chất xúc tác đã sử dụng của tháp tái sinh. Các hạt xúc tác này ra khỏi đáy
vận chuyển phụ. Hình 4.22. Phễu tách
Phễu tách được thiết kế để giữ chất xúc tác còn dư trong lò phản ứng trong quá trình khởi động. Lượng chất xúc tác còn dư do sự thay đổi tỷ trọng lớp chất xúc tác khi bắt đầu chu trình làm việc của xúc tác. Một thiết bị đo mức hạt nhân được gắn bên ngoài để xác định mức chất xúc tác. Một van đo được sử dụng để xác định ban đầu và các xác định tiếp sau đó của thiết bị đo mức hạt nhân. Để đáp ứng yêu cầu khảo sát và kiểm tra, người ta bố trí một cửa dành cho người được mở ở bên hông của phễu tách.
4.6.2.6. Thiết bị thu gom bụi (Dust Collector):
Thiết bị này dùng để loại bỏ các mảnh vỡ và bột chất xúc tác từ khí tách. Khí tách đi vào bên hông của thiết bị, đi qua các bộ lọc bằng vải dạ và thoát ra ở đỉnh (Hình 4.23). Các hạt, mảnh vỡ, và bột chất xúc tác tích tụ ở các bộ lọc và ở đáy thiết bị.
Khi bụi trong bộ lọc tăng lên, độ sụt áp qua bộ lọc cũng tăng. Khi có tín hiệu báo chênh áp suất, các bộ lọc cần phải được làm sạch. Việc này được thực hiện trong khi thiết bị thu gom bụi đang hoạt động bằng cách phun khí nitơ.
Hình 4.23. Thiết bị thu gom
bụi Hình 4.24. Thiết bị làm mát khí
4.6.2.7. Thiết bị làm mát khi tái sinh (Regeneration Cooler):
Thiết bị này có nhiệm vụ làm mát dòng khí tái sinh nóng do nhiệt của quá trình đốt cháy cốc gây ra (Hình 4.24). Đây là loại đơn luồng, bộ trao đổi nhiệt kiểu ống bọc. Dòng khí tái sinh nóng được đưa vào phía trong hệ thống ống của thiết bị làm mát còn không khí được thổi vào phía ngoài ống nhờ hệ thống quạt thổi của thiết bị. Dòng không khí làm mát được điều khiển bởi một chiếc van hình cánh bướm đặt ở đầu ra của máy thổi làm mát.
2.6.2.8. Kết cấu hệ thống van chữ L (L-Valve assemblies):
Có hai hệ thống van chữ L được lắp ở đáy mỗi ống nâng chất xúc tác (Hình 4.25). Một van vận chuyển chất xúc tác đã sử dụng tới hệ thống tái sinh, van còn lại vận chuyển chất xúc tác đã tái sinh tới các lò phản ứng.
Cả hai van này đều giống nhau ở hầu hết các bộ phận chính gồm, kim loại chế tạo và kích thước hình học, được làm từ kim loại giống như ống nâng chất xúc tác là thép cacbon. Chất xúc tác vào van qua ống thẳng đứng sau đó đi xuống vùng nằm ngang. Khí nâng được đưa vào thiết bị ở hai vị trí, khí nâng sơ cấp được đưa vào đáy ống nâng còn khí thứ cấp được đưa vào từ bên hông của ống nâng. Tại lỗ vào của khí nâng có lắp các màng ngăn để tránh cho chất xúc tác đi vào vùng cung cấp khí nâng. Ở đáy mỗi ống nâng đều có một đoạn ống có thể tháo lắp được để tiến hành vệ sinh thiết bị khi cần thiết.
Tốc độ nâng chất xúc tác được điều chỉnh bằng khí nâng thứ cấp, khi tốc độ khí nâng thứ cấp tăng sẽ làm tăng tốc độ dòng chất xúc tác. Khí nâng sơ cấp đi qua ống nằm ngang và cùng dòng khí nâng thứ cấp đẩy chất xúc tác lên trên để vào lò phản ứng. Do đó, kết cấu của hệ thống van L phải thống nhất và đồng bộ tại toàn bộ các phân xưởng reforming.
4.6.2.9. Một số loại van khác:
Ngoài các van điều khiển hệ thống và các van thông thường, trong phân xưởng tái sinh còn có ba loại van đặc biệt, một loại van V, hai loại van B. Một vài loại trong số này là loại tự động được điều khiển bởi hệ thống điều khiển tái sinh chất xúc tác còn các loại khác được điều khiển bằng tay.
Việc điều khiển và bảo dưỡng các van là nhiệm vụ quan trọng trong việc vận hành hệ thống tái sinh. Các van rò gỉ hoặc làm việc kém hiệu quả có thể gây nguy hiểm kéo theo việc dừng toàn bộ hệ thống. Điều cực quan trọng là các van phải được lắp ráp chính xác trước khi sử dụng và chúng phải được bảo dưỡng thường xuyên, khi có hiện tượng rò gỉ phải kịp thời sửa chữa. Các van nên kiểm tra kĩ trước khi lắp ráp và cần được giữ sạch sẽ trong qua trình sử dụng cũng như khi bảo dưỡng.
tác mới vẫn chứa bột vụn). (Hình 4.26) Hình 4.26. Van V
•Loại van B: Loại này được dùng để ngắt dòng khí trong dòng khí và
xúc tác trong hệ thống tái sinh. Các van này không thể đóng khi trong van vẫn còn chất xúc tác. Có hai loại van B:
Van B đầy đủ (Hình 4.27): loại này có diện tích dòng trong thân van và cầu cố định nên có thể dùng cho các dòng khí có chứa bụi xúc tác cũng như dòng khí sạch. Loại van này dùng để cân bằng hai áp suất giữa các vùng trong phễu khoá, ở đây các van được thiết kế để chống lại bụi xúc tác tại bề mặt kín khít.
Van B không đầy đủ (Hình 4.28): Nó có thể được dùng đối với các dòng không chứa quá nhiều bụi xúc tác. Loại này gồm van clorua và các van đầu vào, đầu ra của phễu chất xúc tác phụ.
Hình 4.27. Van B đầy đủ
Hình 4.28. Van B không đầy đủ
4.6.2.10. Phễu và phễu khoá bổ sung chất xúc tác (Catalyst Addition Funnel and Catalyst Addition Lock Hopper):
Hình 4.29. Phễu bổ sung chất xúc tác Hình 4.30. Phễu khoá
Phễu (Hình 4.29) và phễu khóa (Hình 4.30) này được thiết kế để bổ sung chất xúc tác mới từ thùng chứa vào hệ thống tái sinh. Việc thêm chất xúc tác thực hiện định kì để thay thế chất xúc tác bị vỡ vụn sau khi qua phễu khoá tách loại đã nói ở trên. Cả hai thiết bị này được chế tạo từ thép không gỉ loại 304. Màng chắn bên trong phễu và nắp đựng có tác dụng ngăn các vật lạ có thể rơi vào hệ thống tái sinh.
2.6.2.11. Tháp rửa khí thải (Vent Gas Wash Tower):
Tháp rửa khí thải (Hình 4.31) là một tháp hình trụ làm từ thép cacbon với các lớp đệm vòng Raschig cacbon có đường kính khoảng 19 mm dùng để loại HCl và Clo từ khí thải của quá trình tái sinh. Dòng hỗn hợp kiềm (xút) và khí thải tái sinh vào tháp qua qua van ở gần đáy tháp và thiết bị phân phối gắn phía trên lớp đệm để đảm bảo lớp đệm luôn được giữ ẩm. Kiềm sau khi tiếp
xúc với khí tái sinh sẽ tập trung ở đáy tháp và được tháo hết ra ngoài nhờ bơm tuần hoàn. Sau khi bơm hết kiềm cũ ra ngoài, kiềm mới cùng chất ngưng tụ được cho bổ sung vào. Kiềm tuần hoàn sau khi qua thiết bị lọc Venturi được đưa quay trở lại tháp rửa. Độ kiềm của dòng kiềm tuần hoàn được điều khiển bởi một thiết bị đo PH ngay trên dòng.
Khí tái sinh qua lớp đệm và HCl, Clo được hấp thụ ngay tại đó. Khí đã