连续重整基础知识培训.docx
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1、连续重整装置根底学问培训资料炼油厂芳烃车间2002年4月目录1 概述1.1 装置概况1.2 主要生产工艺及特点 主要产品规格1.4 催化剂及化学药剂2, 生产方法和根本原理2.1预加氢反响2.2 预加氢的操作参数2.3重整反响2.4重整反响的影响因素及操作参数2.5重整催化剂复原2.6重整催化剂的复原再生3, 工艺流程简述3.1 预处理局部100单元3.2 重整局部200单元3.3 催化剂再生局部300单元4, 主要操作条件4.1 预处理局部4.2 重整局部4.3 催化剂再生局部5, 设备汇总表6, 设备简介:往复压缩机专用水站6.2预加氢循环氢压缩机K201K3041 概述芳烃车间40万吨催
2、化重整装置是由北京设计院设计,其中催化剂再生局部接受法国IFP工艺包。该装置以直馏石脑油及经加氢处理后的焦化石脑油为原料,接受连续重整技术,生产高辛烷值汽油组分,实现全厂汽油升级换代,同时为PX装置供应局部原料,副产的氢气为现有的加氢装置供应氢气原料,充裕的局部供化肥厂用。本装置重整局部的反响苛刻度按RON 104设计。1.1 装置概况1.1.1 装置规模预处理局部设计规模为104t/a,重整局部设计规模为40104t/a,催化剂连续再生规模为480kg/h。1.1.2 装置组成本装置由预处理局部100单元, 重整局部200单元, 催化剂再生局部300单元, 公用工程局部400单元及余热锅炉5
3、00单元等几个局部组成。1.1.3 工艺技术路途本装置接受目前国内外最先进的超低压重整反响及IFP最新催化剂连续再生工艺技术。1.1.4 主要产品及副产品高辛烷值汽油组分 104t/a初期/末期液化气 104t/a初期/末期含氢气体 104t/a初期/末期104t/a初期/末期轻石脑油 104t/a 燃料气 104t/a初期/末期1.1.5 节能措施a) 合理利用余热资源本装置中的重整“四合一反响炉由于其操作温度高,且为纯辐射炉,烟气排放温度为713。为了回收烟气余热,在“四合一反响炉顶对流段设计一套蒸汽发生系统以回收余热,产生3.5 MPa/时,使加热炉总效率达90%。b) 重整“四合一炉接
4、受多流路立式炉,以降低重整临氢系统压降,降低循环氢压缩机蒸汽。c)重整进料换热器接受国产板式换热器,增加换热量,提高换热效率,并削减投资。1.1.6 设备总台数序号项 目预处理重整催化剂再生氨冷冻公用工程合计1反响器24172塔2133加热炉或电加热器254114容器及贮罐792967585换热器1210101336空冷器471127泵111493378压缩机及鼓风机2461139废热锅炉1套110其他2439111277合计6694709132521.1.7 自动限制本装置选用了集散型限制系统DCS,对全装置进展集中限制和管理。本装置介质具有易燃易爆, 并有氢, 氯腐蚀等特点,现场仪表选型以
5、本质平安防爆仪表为主,在线分析仪表, 局部现场开关, 放射性料位仪表等选用隔爆型仪表。仪表选用以国内产品为主,引进仪表主要为DCS, 在线分析仪, 特殊调整阀及球阀, 料位仪表等。本装置共有限制回路约128个,DCS指示点约760点。1.2 主要生产工艺及特点1.2.1 由于本装置原料中氯, 氮含量较高氯含量, 氮含量,其它杂质含量不高,所以在设计中原料预处理局部接受预加氢反响器后串联脱氯反响器的流程,脱氯剂接受高温脱氯剂以到达原料精制的目的。预加氢催化剂拟接受RS-20或RS-1高空速催化剂或及之性能相当的其他国产催化剂。1.2.2 预处理局部接受全馏份油加氢及循环氢流程。1.2.3 预加氢
6、进料换热器接受双壳程换热器,以提高传热效率,减小占地。1.2.4 重整反响局部接受IFP超低压连续重整工艺,重整反响局部平均反响入口温度530,平均反响压力为0.35 MPa(g)。由于接受了较苛刻的反响条件超低压, 高温, 低氢油比使催化剂的活性, 选择性得到更充分的发挥,从而能得到更高辛烷值及收率的产品。重整反响的催化剂拟接受国产新一代铂-锡双金属催化剂,其物理性能及3861催化剂一样,反响性能优于3861催化剂。1.2.5 重整进料换热器接受国内自行研制的板式换热器,以提高传热效率,减小占地。1.2.6 重整反响加热炉为“四合一箱式炉,其对流段为蒸汽发生器,利用其高温烟气发生3.5MPa
7、g蒸汽。1.2.7 重整产物接受外表蒸发空冷器,取代常规运用的空冷器和水冷器以防止由于重整反响压力过低水压超过介质压力【循环冷水压力为g, 重整反响产物压力MPag】,循环水可能由管程漏到壳程重整产物中的紧急,同时也大大节约了循环水耗量。1.2.8 MPa蒸汽背压式透平驱动 。1.2.9 催化剂连续再生局部接受IFP最新催化剂连续再生技术。及其它催化剂再生技术相比,其主要特点是:1重整反响器为移动床,四个反响器并列布置。再生器也是移动床,催化剂在再生器内连续地进展再生;2反响器之间的催化剂提升用H2作为提升气,反响器及再生器之间的催化剂提升用N2作为提升气;3再生催化剂的复原罐设在一反的顶部;
8、4催化剂循环回路中运用闭锁料斗限制系统来限制催化剂的循环;5催化剂循环回路中反响器及再生器之间,再生器及反响器之间的平安联锁切断是由特殊阀门固体切断阀和气体密封阀来实现,在正常操作过程中运用差压限制来保证。6催化剂再生接受两段烧焦,第一段温度较低,第二段温度较高;7再生气体接受冷循环流程。8再生器压力高于反响器的压力。 主要产品规格本装置主要产品有:重整汽油, 液化气, 含氢气体, 拔头油, 燃料气等。重整生成油C+5探讨法辛烷值按104设计,重整副产含氢气体出装置边界压力为2.0MPa(g),及系统氢气管网匹配。重整生成油经稳定塔稳定后一局部作为原料去px装置生产对二甲苯,一局部作高辛烷值汽
9、油组分,稳定塔塔顶产品液化气送至液化气储罐。.1 重整汽油104t/a初期/末期本装置的重整汽油组分经及厂内其它汽油组分调合后可生产各种标号汽油,并满足国家标准的城市清洁车用无铅汽油要求。.2 含氢气体104t/a其中纯氢104t/a初期/末期重整装置副产氢气经升压提纯后送出装置供现有的加氢装置, PX装置及化肥厂用。送出装置的重整产氢边界条件为: 压力: 2.0MPa(g)温度: 28平均分子量为5.1组成H2C1C2C3iC4nC4iC5nC5C6+v%3100.3 液化气104t/a初期/末期送至工厂重油催化裂化吸取稳定局部进展脱C2处理。平均分子量为47.8组成C1C2C3iC4nC4
10、IC5nC5C6+wt%100104t/a送出装置。平均分子量为73.51组成iC4NC4iC5nC5C6+wt%100104t/a初期/末期装置内加热炉自用。 催化剂及化学药剂.1 预加氢催化剂选用国产RS-20或RS-1型催化剂或者及其相当的其它催化剂,其物理性质如下:RS-20RS-1性质: 颜色黄绿色性质:颜色黄绿色 外型三叶草型 外型三叶草型 耐压强度N/mm 耐压强度N/mm16 比外表m2/g130 比外表m2/g130 装填密度g/ml950 装填密度g/ml850 粒度mm 粒度mm(38)(三叶草型)组成 WO3 m%组成:WO3 m% NiO m%2.5 NiO m% C
11、oO m%6 CoO m%4.2 重整催化剂重整催化剂可选用其物理性能及3861催化剂一样,反响性能优于3861或性能相当的国产其它型号催化剂,其物理性质如下: 堆密度, g/ml 粒度分布mm,m%98 平均粒径 空隙率.3 脱氯剂高温脱氯剂用于预处理局部脱除原料中的氯,可选用国产T-408和GL-A或其他性能及之相当的国产脱氯剂。低温脱氯剂用于脱去重整产氢气体中的氯化物,可接受T-407或其他性能相当的国内产品。性能指标T-407低温T-408高温GL-A高温外观灰色条状灰色条状灰色条状白色或灰白色规 格,mm44-1044-105-10堆密度,kg/l0.9径向抗压碎强度,N/cm605
12、0100磨损率,%55比外表积,m2/g60活性组份含量,m%30穿透氯容量,wt%2525-3518-362, 生产方法和根本原理21 预加氢反响本装置是全馏分预加氢反响。在催化剂和氢作用下,将原料油中的硫, 氮和氧等杂质分解,生成H2S, NH3, H2O,同时也使有机金属化合物分解,金属沉积在催化剂上,以便除去对重整催化剂有害的毒物,此外也将使原料中存在的烯烃饱和。预加氢主要反响有以下几种:(1) 脱硫反响:原料中的硫化物及氢反响生成硫化氢及烃类。低沸点的硫化合物 比高沸点的硫化合物易于脱除,脱硫的难度依烷烃,环烷,芳烃的次序增加CH3-CH2-S-S- CH2- CH3+3 H2 2C
13、H3- CH3+2 H2 S(2) 脱氮反响:原料中的氮化物及氢反响生成氨及烃类。脱氮比脱硫难,脱氮反响只有脱硫的1/5吡咯 +4 H2 C-C-C-C+NH3(3) 脱氧反响:有机氧化物如酚可通过加氢反响生成水和芳烃分子_OH +4 H2 + H2O(4) 烯烃加氢饱和反响:烯烃一般在直馏石脑油中很少,但是在未加氢的二次加工石脑油中却很高。烯烃加氢后生成饱和烃C=C-C-C+H2 C-C-C-C(5) 脱金属反响:石脑油中的金属杂质如砷, 铅, 铜以金属有机化合物形式存在。在加氢条件下,金属有机化合物分解,金属沉积在催化剂上面而从油中除去脱硫, 烯烃饱和, 脱氮都是放热反响,每消耗1m3氢气
14、的反响热分别是8.1, 40.6, 1.8kJ,所以预加氢反响器有温升,但是对于大多数原料油,反响器及反响器损失不致相等,因此,反响器的温升不大。2.2 预加氢的操作参数影响预加氢的操作参数主要有压力, 温度, 空速, 氢油比。(1) 反响压力:从化学动力学方程看,提高反响压力可以促进加氢反响,有利于杂质的脱除,增加加氢深度,同时也有利于削减催化剂上的积炭,延长催化剂的寿命。但是反响压力也不是越高越好,提高反响压力要受到设备材质的限制,再者在高压下操作,操作费用和能耗增大。(2) 反响温度:提高反响温度可以加快反响速度,因此提高反响温度可以促进加氢反响,使精制油中的杂质含量下降,但是温度太高会
15、促进裂化反响而使液体产物收率下降,而且催化剂上的积炭加快,缩短催化剂的寿命。本装置的预加氢反响温度为340。(3) 空速:在其它条件确定的状况下,降低空速意味着增加原料及催化剂接触时间,使加氢深度增加,精制油中杂质含量下降。但是过低的空速不仅使装置的处理量下降,而且裂化反响加剧,积炭增加,缩短催化剂寿命;空速过高,加氢效果不好,精制油达不到重整进料的要求。本装置的空速一般限制在6h-1左右。(4) 氢油比:提高氢油比,也就是提高氢分压,有利于加氢反响,抑制催化剂积炭,但是在处理量不变的条件下,提高氢油比,装置负荷增加,相当于缩短了反响时间,对反响不理。本装置的氢油比150Nm3/m3。催化重整
16、的化学反响归纳起来主要有以下几种式中M为金属功能,A为酸性功能(1) 六元环烷烃脱氢+3H2 R M R 在全部重整反响中,六元环烷烃脱氢反响速度最快,而且能充分转化成芳烃,是重整最根底的反响,此反响为吸热反响。(2) 异构化反响:催化重整中异构化反响有两种状况,一种是五元环烷烃异构化成六元环烷烃;另一种是直链烷烃的异构化。a. 五元环烷烃异构化脱氢+3H2 H3b. 直链烷烃异构化 CR-C-C-C-C R-C-C-C(3) 烷烃的脱氢环化反响+H2 _R R-C-C-C-C+H2 _R 直链烷烃经脱氢及环化反响,使分子重新排列成环烷烃,然后环烷烃脱氢或异构脱氢成芳烃,脱氢环化反响为吸热反响
17、,反响速度很慢。+H2A(4) 加氢裂化反响:烷烃分子C-C链断裂,经加氢后,产生较轻的烷烃分子。此反响为放热反响,并且消耗氢气。 R-C-C-C-C RH + C-C-C加氢裂化反响不是渴望的反响,但是因为催化剂须要有足够的酸性以促进异构化和脱氢环化反响,因此不行防止地带来了烷烃和环烷烃的加氢裂化反响。M+CH4+H2(5) 脱甲基反响:在确定条件下,催化剂还会使烃类发生脱甲基反响,生产甲烷,同时放出大量的热。 R-C-C-C-C R-C-C-CH +RHM(6) 芳烃脱烷基反响:此反响是将较重芳烃脱烷基后变为较轻的烃。+H2 R RH (7) 生焦反响:烃类的深度脱氢,生成烯烃和二烯烃,烯
18、烃进一步聚合及环化,形成稠环芳烃,吸附在cut上,最终转化成积炭而使催化剂失活。综观上述反响,异构化反响中,生产油的芳烃增加,密度变大,体积便小,生成油收率见效。在异构化反响中只是分子重新排列,而分子量未变更,氢气未损失,生成油收率可达100而辛烷值增加。在加氢裂解及脱甲基反响中,由于生成气态烃而使生成油收率降低,氢收率及纯度降低。连续重整装置各反响器主要反响及温降反响器名称主要反响各炉温降组成变更第一反响器环烷脱氢, 烷烃异构116环烷烃下降多,芳烃有增加第二反响器环烷脱氢, 五元环烷异构脱氢65环烷烃接着下降芳烃有增加,C5C6有增加第三反响器烷烃脱氢环化,加氢裂化42C7+烷烃削减,芳烃
19、削减第四反响器烷烃脱氢环化,加氢裂化22C5C6环烷先增加后略有下降,芳烃增加(1) 反响温度:重整反响总的热效应是吸热反响,提高反响温度对环烷脱氢, 烷烃环化脱氢和加氢裂化反响都有促进作用。促进前两种反响对生产芳烃有有利,而过多的加氢裂化反响会导致产品液收率下降,氢纯度也下降,重整反响温度一般限制在初期530,末期545。(2) 反响压力:一般低压有利于环烷烃脱氢和烷烃的环化脱氢,并削减加氢裂化反响。压力低,生成油收率中,芳烃,辛烷值都会上升,氢纯度增加,所以本装置内低压操作,反响压力分别为:一反0.485Mpa;二反0.44 Mpa;三反0.395 Mpa;四反0.35 Mpa,重整产物别
20、离罐0.23 Mpa。(3) 空速:空速反映了反响时间的长短。空速过大,反响深度不够,不仅不会获得更多芳烃产品及更高的辛烷值,反而增加损耗;空速太小,催化剂带焦量高,烧焦再生负荷增加。空速为1.6L/h。(4) 氢油比:氢油比大,氢分压增高,催化剂稳定性好;氢油比小,有利于烷烃环化脱氢及环烷脱氢,但是催化剂含焦量上升。2.5重整催化剂复原重整催化剂的金属活性组分,只有在复原状态下才具有良好的活性,因此在连续重整过程中,在一号反响器上部料斗及第一反响器之间设置了复原罐,480的高纯氢进入复原罐对催化剂进展复原。复原过程的实质是一种复原反响 。+H2O+H2PtO2 Pt2.6重整催化剂的复原再生
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