天弘連續(xù)重整裝置介紹

1、原料產(chǎn)品規(guī)格表1.1-精制石腦油雜質(zhì)含量要求序號項 目數(shù) 值1比重0.7262雜質(zhì)含量(1)硫，wt ppm0.5(2)氮，wt ppm0.5(3)水，w ppm5(4)砷 w ppb1(5)鉛，銅w ppb10表1.2 苯產(chǎn)品規(guī)格項目質(zhì)量指標試驗方法石油苯-535石油苯-545外觀透明液體，無不溶于水及機械雜質(zhì)目測顏色（鉑-鈷色號）不深于2020GB/T 3143ASTM D1209b純度（質(zhì)量分數(shù)）/% 不小于99.8099.90ASTM D4492甲苯（質(zhì)量分數(shù)）/% 不大于0.100.05ASTM D4492非芳烴（質(zhì)量分數(shù)）/% 不大于0.150.10ASTM D4492噻吩/（mg

2、/Kg）不大于報告0.6ASTM D1685ASTM D4735e酸洗比色 酸層顏色不深于1000mL稀酸中含0.2g重鉻酸鉀的標準溶液酸層顏色不深于1000mL稀酸中含0.1g重鉻酸鉀的標準溶液GB/T 2012總硫含量/（mg/Kg） 不大于21SH/T 0253dSH/T 0689溴指數(shù)/（mg/100g）20SH/T 0630 SH/T 1551e SH/T 1767 結(jié)晶點（干基）/不低于5.355.45GB/T 31451,4二氧己烷（質(zhì)量分數(shù)）/%由供需雙方商定ASTM D4492氮含量/（mg/Kg）由供需雙方商定SH/T 0657 ASTM D 6069 水含量/（mg/Kg

3、）由供需雙方商定SH/T 0246 ASTM E 1064 密度（20）/(kg/m3)報告GB/T 2013 SH/T 0604 中性試驗中性GB/T 1816 a 將試樣注入100mL玻璃量筒中，在203下觀察，應(yīng)透明、無不溶于水及機械雜質(zhì)。對機械雜質(zhì)有爭議時，用GB/T 511方法進行檢測，結(jié)果應(yīng)為無。 b 有爭議時，以ASTM D1209為仲裁方法。 c 有爭議時，以ASTM D 4735為仲裁方法。 d 有爭議時，SH/T 0253為仲裁方法。 e 有爭議時， SH/T 1551為仲裁方法。表1.3 甲苯產(chǎn)品規(guī)格項目質(zhì)量指標試驗方法I號II號外觀透明液體，無不溶于水及機械雜質(zhì)目測顏色

4、（Hazen單位鉑-鈷色號）不深于1020GB/T 3143ASTM D1209b密度（20）/(kg/m3)865-868GB/T 20130SH/T 0604純度（質(zhì)量分數(shù)）/% 不小于99.9ASTM D6526烴類雜質(zhì)含量： 苯含量（質(zhì)量分數(shù)）/% 不大于0.030.10 GB/T 3144 C8芳烴含量（質(zhì)量分數(shù)）/% 不大于0.050.10 ASTM D6526b 非芳烴含量（質(zhì)量分數(shù)）/% 不大于0.10.25酸洗比色 酸層顏色不深于1000mL稀酸中含0.2gGB/T 2012重鉻酸鉀的標準溶液總硫含量/（mg/Kg） 不大于2SH/T 2053eSH/T 0689蒸發(fā)殘余物/

5、(mg/100mL) 不大于3GB/T 3209中性試驗中性GB/T 1816溴指數(shù)/（mg/100g）由供需雙方商定SH/T 063OSH/T 1551SH/T 1767 a 將試樣注入100mL玻璃量筒中，在203下觀察，應(yīng)透明、無不溶于水及機械雜質(zhì)。對機械雜質(zhì)有爭議時，用GB/T 511方法進行檢測，結(jié)果應(yīng)為無。 b 有爭議時，以ASTM D1209為仲裁方法。 c 有爭議時，以GB/T 2013為仲裁方法。 d 有爭議時，以ASTM D6526為仲裁方法。 e 有爭議時，以SH/T 0253為仲裁方法。表1.4 二甲苯規(guī)格表項目質(zhì)量標準試驗方法品種3混合二甲苯5混合二甲苯質(zhì)量等級優(yōu)級品

6、一級品優(yōu)級品一級品外觀透明液體，無不溶水及機械雜質(zhì)目測1）顏色(鉑-鈷色號) 不深于20GB/T3143密度（20），kg/m3862868860870860870GB/T2013餾程，初餾點 不低于終餾點 不高于總餾程范圍 不大于137.5141.531371435GB/T3146酸洗比色酸層顏色不深于1000ml稀酸中含0.5g重鉻酸鉀的標準溶液酸層顏色不深于1000ml稀酸中含0.7g重鉻酸鉀的標準溶液酸層顏色不深于1000ml稀酸中含0.5g重鉻酸鉀的標準溶液酸層顏色不深于1000ml稀酸中含0.7g重鉻酸鉀的標準溶液GB/T2012總硫含量，mg/kg 不大于 3SH/T0253蒸發(fā)

7、殘余物，mg/100mL 不大于 5GB/T3209銅片腐蝕不腐蝕GB/T11138博士試驗通過-通過-SH/T0174中性試驗中性GB/T1816表1.5 液化石油氣產(chǎn)品規(guī)格項 目質(zhì)量指標試驗方法密度（15）， kg/m3報告SH/T 0221C5+，V% 3.0SH/T 0230蒸氣壓(37.8)，kPa 1380GB/T 6602殘 留 物SY 7509蒸發(fā)殘留物， ml/100ml0.05油漬觀察值， ml通過銅片腐蝕，級 不大于1SH/T 0232游 離 水無目測滿足液化石油氣國家標準GB11174-97中液化石油氣產(chǎn)品的要求。表1.6 輕石腦油產(chǎn)品規(guī)格序號項目數(shù)據(jù)1密度（Kg/m3

8、）5812分子量75.553組成，MOL%H2S（ppm）0.004iC5-32.56nC534.79C5N7.21IC623.02NC62.01C6N0.26C6A0.14合計100.02、裝置化學(xué)反應(yīng)原理介紹2.1預(yù)處理部分 預(yù)處理的目的是為重整制備合格的原料，以保證重整催化劑不被污染，即在預(yù)加氫反應(yīng)部分借助催化劑的作用，在臨氫條件下，將其中的S、N、O、鹵素等雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為易除去的H2S、NH3、H2O、HCL等，同時飽和烯烴和吸附金屬雜質(zhì)，然后通過蒸餾進一步將原料中的輕組分以及雜質(zhì)和水分脫除，并對石腦油進行切割以保證重整原料的餾程及質(zhì)量要求。重整的目的是將原料油中的烴類，在催化劑存在的條件

9、下，進行芳構(gòu)化和異構(gòu)化等反應(yīng)，達到制取高辛烷值汽油組分的目的，是油品加工的重要組成部分，重整四臺反應(yīng)器均為徑向反應(yīng)器，油品在反應(yīng)器中催化劑上進行六員環(huán)烷脫氫、五員環(huán)烷異構(gòu)脫氫、烷烴環(huán)化脫氫、異構(gòu)化、加氫裂化等反應(yīng)，生成高辛烷值汽油組分和氫氣。余熱鍋爐及煙氣余熱回收系統(tǒng)是對熱能進行回收和利用的部分，主要是利用四合一爐產(chǎn)生3.82Mpa、425的蒸汽，從而達到降低能耗的目的為保護重整催化劑，必須對原料油進行加氫精制預(yù)處理（簡稱預(yù)加氫）。預(yù)加氫是在催化劑和氫氣存在的條件下，對原料中的含硫、氮、氧的化合物進行加氫分解，生成硫化氫、氨氣和水，然后分離除去。原料中的烯烴被飽和，砷、鉛等金屬的化合物加氫分解

10、并吸附在催化劑上。加氫精制主要進行脫硫、脫氮、脫氧、烯烴飽和及脫金屬等化學(xué)反應(yīng)。2.1.1脫硫：將有機硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S硫化物在重整條件下能轉(zhuǎn)化為硫化氫并吸附在金屬鉑上，從而抑制催化劑加氫脫氫功能，不利于重整脫氫、環(huán)化反應(yīng)。重整進料要求硫含量小于0.5ppm，才能保證重整催化劑具有良好的選擇性和穩(wěn)定性,在加氫反應(yīng)中,脫硫反應(yīng)相對來說是比較容易進行的。預(yù)加氫催化劑的最佳操作溫度為280340，當反應(yīng)超過340時，由于高溫而發(fā)生裂解反應(yīng)生成烯烴，同時在此溫度下，烯烴又將與H2S發(fā)生反應(yīng)生成硫醇，從而可能導(dǎo)致生成油不合格，因此反應(yīng)溫度不宜過高。預(yù)加氫脫硫過程就是將原料油中的硫醇、硫醚、二硫化物等變成

11、硫化氫并加以脫除。RSH + H2 RH + H2S2.1.2脫氧：將有機氧化物轉(zhuǎn)化成H2O原料油中溶解的氧或氧化物，在重整條件下生成水，它對于重整催化劑來說也是一種毒物，故應(yīng)限制重整進料中的水含量。預(yù)加氫反應(yīng)使重整原料中的含氧化合物轉(zhuǎn)變成水。 ROH + H2 RH + H2O2.1.3脫氮：將有機氮化物轉(zhuǎn)變成NH3有機氮化物的脫除在加氫精制的條件下要比脫硫困難得多,重整進料中氮含量的要求與對硫含量一樣要低于0.5ppm, 因為氮化物進入重整反應(yīng)器，將轉(zhuǎn)化為NH3再進一步與重整循環(huán)氫中的氯離子結(jié)合成氯化銨，降低了重整催化劑的氯含量，能相當強地抑制重整催化劑的酸性功能而不利于異構(gòu)化，另一方面氯

12、化銨在冷卻時形成結(jié)晶附著在管線內(nèi)壁引起管路堵塞，預(yù)加氫過程使其轉(zhuǎn)化為氨除去。RNH2 + H2 RH + NH32.1.4脫鹵素含有鹵素的有機化合物會增加重整催化劑的酸性功能，加深裂化反應(yīng)，影響催化劑活性。加氫過程將其轉(zhuǎn)化為氯化氫等化合物除去。脫鹵化物的反應(yīng)比脫硫反應(yīng)難得多,在相同的操作條件下,鹵化物的脫除率最大僅為90%左右,甚至遠低于此值,因此必須分析精制石腦油中的氯含量,來調(diào)整重整注氯量。RCL + H2 RH + HCL2.1.5烯烴飽和原料中的烯烴在高溫下能發(fā)生縮合反應(yīng)生成焦炭而沉積在催化劑表面上，影響催化劑活性。預(yù)加氫使烯烴飽和。烯烴的加氫反應(yīng)速度非?？?含烯烴高的原料在加氫過程中

13、將放出大量的反應(yīng)熱,因而在操作中應(yīng)十分重視。C7H14 + H2 C7H162.1.6脫砷及金屬砷、鉛和極少量的銅等金屬能使重整催化劑永久性中毒，必須嚴格控制重整進料中的砷等重金屬含量。原料油中的金屬以金屬有機化合物的形式存在，加氫條件下，可以使金屬還原成元素狀態(tài)，吸附于催化劑表面，有機化合物則變成相應(yīng)的碳氫化合物。原料中金屬雜質(zhì)的脫除，主要依靠催化劑的吸附作用，這取決于催化劑的容金屬能力，隨著運轉(zhuǎn)時間的延長，金屬雜質(zhì)將向床層深入擴展，當催化劑的容金能力達到極限之后，金屬將穿透床層，催化劑的活性將大大降低。2.2 重整反應(yīng)原理及工藝參數(shù) 2.2.1 重整化學(xué)反應(yīng) a. 環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng) 環(huán)烷烴

14、化合物中的環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、二甲基環(huán)己烷，分別脫氫為苯、甲苯、二甲苯。脫氫反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，高溫和低壓對此類反應(yīng)有利；碳原子數(shù)越多，反應(yīng)速率越快。 b. 烷烴、環(huán)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng) 這類反應(yīng)包括正構(gòu)烷烴變?yōu)楫悩?gòu)烷烴、烷基環(huán)戊烷變?yōu)橥榛h(huán)己烷。異構(gòu)化反應(yīng)為輕度放熱反應(yīng)，由于異構(gòu)烷烴具有較高的辛烷值，所以對以生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的的寬餾分重整有著特殊的作用。c. 烷烴的脫氫環(huán)化反應(yīng)上述反應(yīng)過程，既適用于正構(gòu)烷烴，又適用于異構(gòu)烷烴，過程中的環(huán)烷烴芳構(gòu)化使汽油的辛烷值顯著升高。低壓和高溫有利于脫氫環(huán)化反應(yīng)的進行，但在相同的操作條件下，此反應(yīng)速率要比環(huán)烷烴脫氫慢得多。烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)為強吸熱反應(yīng)。d. 加

15、氫裂化反應(yīng)加氫裂化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，高壓和高溫都有利于反應(yīng)的進行。在通常情況下，重整反應(yīng)過程中應(yīng)盡量減少加氫裂化反應(yīng)的發(fā)生，因為它將使液體產(chǎn)品收率下降，還將消耗重整反應(yīng)生成的氫氣。對于上述四類反應(yīng)，a、b、c是我們所期望的反應(yīng)，即提高汽油的辛烷值，增加芳烴和氫氣產(chǎn)量；d是重整的副反應(yīng)，即導(dǎo)致芳烴產(chǎn)率降低，辛烷值降低，氫氣純度和產(chǎn)率降低。 2.2.2 工藝參數(shù)a. 反應(yīng)溫度 較高的反應(yīng)溫度有利于烴類芳構(gòu)化反應(yīng)的進行，因此可得到較高的產(chǎn)品辛烷值和芳烴產(chǎn)率，但反應(yīng)溫度過高加氫裂化等副反應(yīng)加劇，所以液體收率和氫純度下降，所以應(yīng)選擇適宜的反應(yīng)溫度。b. 反應(yīng)壓力降低反應(yīng)壓力有利于芳構(gòu)化反應(yīng)的進行，因此可得

16、到較高的重整油收率和產(chǎn)氫率，但催化劑上的生焦速率加快，運行周期縮短。所以應(yīng)選擇適宜的反應(yīng)壓力。c. 空速空速是指單位時間在單位催化劑上處理的原料，降低空速即增加了反應(yīng)的停留時間，提高了反應(yīng)的苛刻度，其結(jié)果與提高反應(yīng)溫度相同。d. 氫油比氫油比是指循環(huán)氣中氫氣的摩爾流率與進料的摩爾流率之比，有時也用循環(huán)氣的體積流率標準狀態(tài)與進料的體積流率之比氣油體積比表示。氫油比幾乎不影響產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品量，僅影響催化劑積炭及穩(wěn)定性。氫油比越高，催化劑上的生焦速率越低，催化劑壽命越長；氫油比越低，催化劑上的生焦速率越快，催化劑的活性降低越快。2.3 催化劑再生原理及工藝參數(shù)2.3.1催化劑再生原理在重整反應(yīng)進行的

17、同時，催化劑上的積炭逐漸增多，并且，反應(yīng)操作條件越苛刻，催化劑積炭越快，因而催化劑失活也越快。如果沒有與反應(yīng)部分配套的催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)，則反應(yīng)部分不得不頻繁停車，以便進行催化劑燒焦并恢復(fù)其活性。因此設(shè)置一套催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)，則使裝置在高苛刻度條件下長周期操作成為可能。催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)的作用除了完成催化劑再生外，同時完成催化劑的閉合循環(huán)。催化劑再生及循環(huán)過程是：首先，經(jīng)過三反、四反并從四反底部出來的含炭催化劑稱為待生催化劑，被提升到催化劑再生部分的再生器，催化劑在再生器內(nèi)經(jīng)過燒焦、氯化氧化、干燥焙燒三個步驟后稱為再生催化劑，被提升到三反頂部的還原室內(nèi)，進行催化劑還原，然后回到反應(yīng)部分的三反

18、，開始下一個循環(huán)。 a.燒焦燒焦的目的是把催化劑上的焦碳燒掉，其過程是焦炭與氧在一定的溫度下燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水、并放出熱量?；瘜W(xué)反應(yīng)式為： Coke + O2 CO2 + H2O + 熱量因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，會使催化劑溫度升高，而過高的溫度很容易損壞催化劑，因此必須對燒焦過程進行控制。控制燒焦過程的辦法是控制氣體中的氧含量，氧含量越高，則溫度升高越快，但氧含量過低會使燒焦過慢。因此，正常操作過程一般控制氣體中氧含量為0.50.8mol%，既不至于使催化劑床層溫度過高，又不至于使燒焦速度過慢。b.氯化氧化氯化氧化步驟的目的是調(diào)整催化劑上的氯含量、并將催化劑上的金屬充分氧化和分散。氯化步驟是通

19、過氧與有機氯化物反應(yīng)而完成的，反應(yīng)過程可描述為： 氯化物 + O2 HCl + CO2 + H2O 擔體-OH + HCl 擔體-Cl + H2O氯作為載體上的一個活性組元，適當?shù)穆群靠墒勾呋瘎┚邆湔５乃嵝怨δ?，但氯含量過高和過低都會對重整反應(yīng)帶來不良影響。因此必須將催化劑上氯含量控制在一定的范圍，正常操作為1.0-1.2wt%，這對于催化劑的酸性功能是最佳范圍。氧化和再分散反應(yīng)過程可描述為： 金屬 + O2 分散的氧化態(tài)金屬金屬在催化劑表面上分散得越好，催化劑金屬功能也將越好。高氧含量、長停留時間和合適的氯濃度對金屬氧化和再分散是有利的。 c. 干燥焙燒干燥焙燒步驟的目的是將催化劑上的水

20、份脫除，因為燒焦和氯化氧化過程都會生成水這些水份吸收到催化劑表面上，會對催化劑活性產(chǎn)生不良影響。干燥步驟可以看作是汽提催化劑中的水份，其過程可描述為： 載體-H2O + 干燥氣 載體+ H2O 干燥步驟是借助于高溫、較長的停留時間及適宜的干燥氣流量來實現(xiàn)的。d.還原還原步驟的目的是將催化劑上的氧化態(tài)金屬轉(zhuǎn)化到還原態(tài)金屬，該步驟是在氫氣環(huán)境下進行的，其反應(yīng)過程可描述為： 氧化態(tài)的金屬 + 2 還原態(tài)金屬 H2O還原越徹底，催化劑性能恢復(fù)越好，較高的氫氣純度和適宜的還原氣流量對該步驟是有利的。2.3.2催化劑再生工藝參數(shù)連續(xù)重整的再生部分的主要工藝參數(shù)包括以下7個方面，這些參數(shù)的調(diào)整并非一般裝置常

21、規(guī)的單參數(shù)PID控制，而有串級控制分程控制等復(fù)雜的控制方案。催化劑再生控制由催化劑循環(huán)控制、再生條件控制及聯(lián)鎖保護系統(tǒng)組成，其中催化劑循環(huán)控制又分為催化劑提升（動力輸送）控制和閉鎖料斗（重力輸送）控制。催化劑的提升控制、再生條件控制及再生熱停車由DCS完成，閉鎖料斗控制及再生事故停車由CCRCS完成。自動控制方面詳細內(nèi)容不在這里詳敘，下面僅從工藝觀點描述各參數(shù)作用及影響。溫度適宜的溫度是保證催化劑燒焦，氧氯化，焙燒，氫還原過程順利進行的條件,在催化劑連續(xù)再生過程中，燒焦段入口溫度，焙燒段入口溫度，還原段入口溫度是可調(diào)的,而再生器內(nèi)的其他溫度還受到催化劑含炭量，再生器中的氧含量等影響.必須綜合考

22、慮,嚴格按規(guī)定控制再生過程的溫度。壓力再生器壓力控制壓力控制是再生操作的一個重要參數(shù)，再生器底部壓力必須高于第一反應(yīng)器一定的壓力，以便使催化劑能從再生器提升到第一反應(yīng)器的上部料斗，為了不干擾催化劑的正常流動，每次反應(yīng)器壓力變化時，此差壓必須恒定。再生回路壓力控制器安裝在焙燒氣至再生器的入口線上，以保持再生器底部與提升罐之間有一定差壓，此壓力控制器設(shè)定值等于第一反應(yīng)器入口壓力加上一可調(diào)偏差（約0.07MPa）。壓差再生循環(huán)系統(tǒng)中，壓差分二種：一種是密封氮差壓，用來保證系統(tǒng)安全的運行，它不是調(diào)節(jié)手段，但必須嚴格保證其在規(guī)定的范圍內(nèi)。一種是用來調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量的差壓，它是用來調(diào)節(jié)催化劑的循環(huán)速率和保持催化劑緩沖罐料面平衡的參數(shù)。差壓越大，催化劑的提升量越多，循環(huán)量越大。流量a.再生循環(huán)氣