重整装置流程叙述1
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催化重整装置概况
SORALCHIN炼油厂催化重整装置由中国石油集团公司华东勘探设计研究院设计,由中油吉林化建股份公司建设。重整装置是以炼油厂常压装置生产的直馏石脑油为原料,进行二次加工,加工能力为10万吨/年。产品主要为96号高级汽油组分及普通汽油组分,同时副产氢气、干气、液化石油气产品。
装置的预处理部分采用先分馏后加氢工艺流程。重整采用半再生固定床重整工艺,催化剂分段装填及两段混氢技术,装置采用了RIPP的粗汽油制氢技术。
催化重整装置属新建工程,位于厂生产区工艺装置区最南端,北靠常压-气体分馏联合装置。装置布置大致分为四个区块:
(1)装置的压缩机厂房位于装置北侧,采用厂房内二层布置(敞开式),内设一台电动防爆桥式起重机用于安装、检修压缩机及电机用。
(2)压缩机厂房南侧为塔、容器等设备及冷换框架,冷换框架共三层,分别布置回流罐、换热器等。
(3)装置的南侧为管带,工艺管道由装置西端进出装置,公用工程管道由装置东端进出装置。装置的管带上方布置空冷器,泵布置在管带下。
(4)装置东端的管带北侧集中布置加热炉、反应器、立式换热器等,反应器框架上设有一台电动葫芦。
各个区块用消防、检修通道间隔开。装置不单独设配电室、仪表控制室、现场操作室(与其它装置共用)。
装置东西长118m,南北长66m,占地面积为7788m2。
生产工艺过程
工艺技术特点
(1)预加氢采用一次通过流程,即部分重整产氢经过预加氢氢气压缩机增压后一次通过预加氢系统,从预加氢气液分离器送往燃料气管网;
(2)剩余部分重整产氢从重整气液分离器排放到燃料气管网;
(3)预加氢催化剂选用RIPP新开发的高效、高空速RS-1预加氢催化剂,空速可由常规的体积空速2h-1提高到6h-1,降低了预加氢系统的设备和催化剂的投资费用;
(4)重整部分采用两段混氢、固定床半再生式工艺技术,设有四台反应器。其中第一反、第二应器为轴向反应器,第三、第四反应器为径向反应器。重整催化剂采用分段装填工艺,一反、二反装填PRT-C催化剂,在高空速、低氢油比条件下操作;三、四反装填PRT-D催化剂,在低空速、高氢油比条件下操作。该工艺技术可充分发挥不同催化剂在各自反应区内的活性、选择性、稳定性特点,提高了重整液体产品收率,延长了生产操作周期,并降低了装置能耗。
(5)采用两台逆流立式换热器(重整进料换热器、二段混氢换热器),提高了换热强度并降低了重整部分临氢系统的压降;
(6)重整加热炉采用“四合一”高效加热炉,对流段加热热载体,然后预热空气,以提高热效率;
(7)各塔底重沸器均以热载体为热源,正常工作时,大部分热载体通过“四合一”加热炉对流段加热,少部分由热载体炉补充供热;
(8)为提高预加氢催化剂的活性,开工时预加氢催化剂需预硫化,并设预硫化设施;
(9)重整部分设立分子筛干燥循环氢系统,供开工时脱掉系统内水分。
工艺原理及主要操作分析
3.2.1预处理系统
预分馏系统
预分馏是采用分馏的方法,将常压装置来的直馏石脑油中的初馏点至65℃的拔头油馏分分离出去,切割出重整反应需要的馏分油,同时还可以脱除一部分水。
预加氢系统
预加氢系统是对预分馏塔底的馏分油进行加氢精制,将馏分油中的金属和非金属等毒物除掉,同时使烯烃饱和,以满足重整催化剂对原料油杂质含量的严格要求,使重整催化剂不被污染。预加氢原料油在预加氢反应器中主要进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、烯烃饱和等反应。预加氢反应特点是消耗氢气,放出热量。预加氢主要化学反应
脱硫
为了保证重整催化剂具有较好的选择性和稳定性,重整原料中应严格控制硫
含量,对于低铂铼催化剂要求少于0.5PPm 。 由于脱硫反应速度较快,加氢脱硫较加氢脱氮、烯烃饱和容易。以硫化物状态存在于原料中的硫,经加氢反应后生成烃类和易脱除的硫化氢。硫、氮等非金属只能造成重整催化剂暂时性失活,但是长时间非金属杂质污染也会造成重整催化剂永久性失活。在操作中需经常性监控加氢催化剂床层有无硫穿透现象。
S H H C H H C S S H C 2622525223+⇒+---
二硫二乙烷 乙烷 硫化氢
RSH + H 2→RH + H 2S
硫醇 烷烃 硫化氢
脱氮
重整原料中氮化物所含的氮,经加氢反应转化成氨和相应的烃,但脱氮比脱硫困难的多。 对于低铂铼催化剂,原料中氮含量应小于1.0PPm 。
丁烷 氨
吡啶:
C 6H 5N+5H 2—→C 6H 12+NH
奎啉:
C 9H 7N+4H 2—→C 9H 12+NH 3
加氢脱除非金属速度比较:
脱硫:烯烃饱和:脱氮=70:40:1 脱氧 原料油中氧的脱除:在加氢条件下,使含氧化合物与氢生成水及相应的烃分子。原料中的含氧化合物,主要是环烷酸,如不除去,当进入重整后加氢生成水,会使系统存水过多,一方面会造成催化剂上氯的流失,另一方面会造成催化剂晶粒聚积。
酚
酸
脱卤素
有机卤化物经加氢可以生成相应的烃类及卤化氢,有机卤化物的脱卤比脱硫更困难一些。
RCl + H2→RH + HCl
烯烃饱合
烯烃饱合生成烷烃,其加氢反应速度比脱硫反应略慢。原料中由于烯烃的存在,会增加催化剂上的积碳,缩短生产周期。
C n H2n+H2→C n H2n+2
脱金属
原料中含有砷、铜、铅、汞、铁等金属杂质的化合物,进入反应器会使重整催化剂减活或失去活性。甚至造成重整催化剂永久性失活。其中以砷的危害最大,砷可吸附在重整催化剂上,并且可与重整催化剂的活性组分铂、铼生成合金,造成重整催化剂永久性失活。
重整反应系统
重整反应原理
催化重整是以一定沸点范围的石油馏份,经重整催化剂的作用,并在氢气环境和一定的温度、压力等反应条件下,发生芳构化反应和其它反应,使原来含少量芳烃的原料发生分子结构的重排,生成富含芳烃和异构烷烃的反应过程。这种重整反应生成物经进一步加工处理,可获得高辛烷值汽油组分。对重整原料的一般要求是:理想的重整原料应该为芳烃潜含量(或重整指数)高的原料,环烷基原料为重整装置的理想的原料,同时生产高辛烷值汽油的理想组分为馏程介于65℃---180℃的组分。
主要化学反应
(1)六元环烷脱氢反应