连续重整技术进步及设计参数选择

UOP和IFP连续重整工艺比较
项目 反应器排列形式 反应器间催化剂输送 反应部分占地面积 反应部分设备高度 反应部分热膨胀 再生流程 再生设备材质要求 再生气循环 再生压力 再生催化剂还原 再生器与反应器间催化剂输送 UOP 叠式 重力传送 小 高 大 简单 高 热湿 比反应压力低 重整氢两段还原 L阀组提升 IFP 并列式 气体提升 大 低 小 复杂 低 冷干 比反应压力高 提纯氢一段还原 提升器提升
一段控温 提纯氢
CycleMax 1995年 连续 径向锥形 加压 0.5-0.8 15-18 二段径向 轴向床 不循环 轴向 反应器顶
二段控温 重整氢
IFP公司连续重整工艺再生特点
工业化时间 再生压力，MPa 再生方式 再生器结构 烧焦区氧含量，% 氯化区氧含量，% 烧焦段 氯化区结构 氯化气体 干燥段 焙烧区氧含量 还原区位置 还原 第一代 1973年 1.3 固定床分批 二段轴向 0.6/0.6 6 二段轴向 二段轴向 循环 二段轴向 8 缓冲料斗 二段轴向 第二代 1990年 0.55/0.545 连续 二段径向
隔离方法 催化剂循环 循环量控制
阀 有阀 再生周期
压差 无阀 闭锁料斗
压差 无阀 闭锁料斗
国内连续重整工艺的开发
低压组合床
逆流床 洛阳70万吨/年连续重整装置改造 70、100万吨/年连续重整工艺包
国内的低压组合床的特点
反应压力低 操作灵活性大 反应性能达到了第一代连续重整工艺 的技术水平 具有自主的知识产权 适合于第一代连续重整装置和固定床 的改造
同上、低铂 高水热稳定性和活性 同上、低铂
1990
1994 1996 1998
PS-Ⅵ
PS-VII
FR-11/ RC011
RC031
Pt-Sn-R1
Pt-Sn-R2
高选择性、低积炭、低铂
同PS-VI、高铂
2001
2004.8
RIPP连续重整
RIPP的三代连续重整催化剂
第二代 PS-IV/V
低积炭、高 选择性 高水热稳定 性、良好选 择性
PS-VII催化剂再生性能
项目 PS-VII标定值 参比剂 PS-VII增加 -36%
循环速率，kg/h 积碳速率，kg/h 待生剂碳，wt% 待生剂氯，wt% 再生剂氯，wt% 粉尘量，kg/d 注氯量，kg/d
861.65 42.54 4.47 1.151.17 1.231.40 5.77 33.3
2.4
à ´ ò´ ´´á´´×
2 1.6 1.2 0.8 0.4 0 95 97 99 101 103
RONC
产物辛烷值对催化剂积炭速率的影响
需要解决的问题
安全可靠的催化剂再生技术 低积炭速率、高水热稳定性和 再生性能的重整催化剂研究开发
3、连续重整工艺进展
UOP连续重整
IFP连续重整
IFP公司连续重整工艺反应特点
第一代
工业化时间 反应压力，MPa 氢油比，mol 重量空速，h-1 再生周期，天 1973年 0.8-1.0 3-5 1.5-2.0 8-15
第二代
1990年 0.3-0.4 1.5-3 1.8-2.3 2-3
第三代
2000年 0.3-0.4 1.5-3 1.8-2.8 2-3
UOP公司连续重整工艺再生特点
工业化时间 再生方式 再生器结构 再生压力 烧焦区氧含量，% 氯化区氧含量,% 烧焦段 氯化区结构 氯化气体 干燥段 还原区位置 还原
第一代 1971年 连续 径向圆柱 常压 1.0-1.3 15-18 一段径向 径向床 循环 轴向 反应器顶
一段 重整氢
第二代 1988年 连续 径向圆柱 加压 0.5-0.8 15-18 二段径向 轴向床 不循环 轴向 闭锁料斗上
UOP公司连续重整工艺反应特点
项目 工业化时间 体积空速，h-1 反应压力，MPa 氢油比，mol 辛烷值，RONC 再生周期，天 第一代 1971年 1.0-1.5 1.23 5 95 30 第二代 1980年 1.5-2.0 0.88 3 100 7 第三代 1990年 1.8-2.5 0.35 2 105 3
861.65
6067 6.1 7.4
1.05 1.19 1.11.19 15.5 35.56
+18% -9.73
-2.26
PS-VII催化剂应用效果
成功解决了扬子CCR烧焦瓶颈，使处理量 较大幅度增加 芳烃产率比原使用催化剂增加1.61wt%， 液体收率增加3.61wt%，氢产增加9.55%， 经济效益明显
0.5-0.7/0.4-0.6
4-6 二段径向 轴向 循环 轴向 4-6 一反上部 一段轴向
第三代 2000年 0.555/0.545 连续 二段径向 0.8 10-20 二段径向 轴向 放空 轴向 21 一反上部 一段轴向
UOP公司连续重整工艺催化剂输送特点
第一代
反应器间 待生催化剂 再生催化剂 重力 N2 H2
中国大陆使用RIPP催化剂情况
装置套数 加工能力, 104t/a 23 1553 21 1313
全部使用 RIPP催化剂装 置套数
使用 RIPP催化剂装置加 工能力, 104t/a
采用RIPP催化剂的连续重整装置类型
装置 类型 IFP 1st IFP 2nd IFP 3nd UOP 1st UOP 2nd 再生类型 Regen A Regen B Regen C Atmospheric Pressurized 加工能力 Mt/a 0.40 0.60 0.60 0.40 0.400.50 催化剂 PS-II PS-IV PS-VI PS-V PS-IV 开工 时间 90.9 97.11 02.9 99.4 96.11
第三代 PS-VI/VII
第一代 PS-II/III
低水热稳定 性、良好选 择性
PS-VI和B 在同一套工业装置标定结果
初期C5+产率 末期C5+产率 H2产率 催化剂寿命 初期活性，C 末期活性，C 积炭 B 基准 基准 基准 基准 基准 基准 基准 PS-VI +1.25LV% +2.02LV +26.3m3/m3 更长 -(4) -(8) -(30%)
同一套装置使用PS-VI和D对比
PS-VI
D 100% -(2-3) 减少 减少
处理量， RON H2收率 芳烃产率
100% 基准 基准 基准
PS-VII 催化剂标定原料
项目 协议指标 ASTM-86蒸馏，C 82.0 初馏点 50% 119 168 终馏点
族组成，wt%
PS-VII标定值
84.78
+(6~8)
-(20~25%)
积炭速率
同一套装置使用PS-VI和D对比
RON 处理量， C5+收率 H2收率 催化剂寿命 初期注氯量 末期注氯量 积炭速率 PS-VI 基准 100% D 相同 70% 相同 相同 -0.5年 +(50~60%) +(30-40)% 相当
基准 基准 基准 基准 基准
第二代
重力 N2 H2
CycleMax
重力 N2 H2
提升设备
调节手段 隔离方法 催化剂循环
提升器
专用阀 闭锁料斗 有阀
提升器
二次气 压差 无阀
L阀组
二次气 压差 无阀
循环量控制
流量料斗
闭锁料斗
闭锁料斗
IFP公司连续重整工艺催化剂输送特点
第一代 反应器间 待生催化剂 再生催化剂 提升设备 调节手段 H2输送 H2 H2 提升器 二次气 第二代 H2输送 N2 N2 提升器 二次气 第三代 H2输送 N2 N2 提升器 二次气
C5+产率 芳烃产率 H2产率 寿命 活性 生焦量
国内连续重整催化剂技术进步
RIPP 编号 工业牌号 活性 组分 性能特点 首次 应用
PS-II
PS-III PS-IV PS-Ⅴ
3861
GCR-10 3961/GCR-100A GCR-100/3981
Pt-Sn
Pt-Sn Pt-Sn Pt-Sn
反应性能、抗磨性能好
良好选择性、 高水热稳定性
R-162 1999
R-234
R-274 2000
良好选择性、 低水热稳定 性
R-134
R-132 1992 1988 1975 1974 R-32 R-34 1993
1998 1996
R-174
低选择性
1972
低积炭、高选 择性
R-30
R-20 1971 R-16
国外连续重整催化剂技术进步
重整能力/MT/a 150.71
16.42 14.69
占原油加工能力/% 18.08
16.28 16.09
中国 世界平均
22.13 487.93
7.38 11.84
计划新建连续重整装置
部门
中石化 中石油
套数
10 6
能力，MT/a
10.1 5.06.0
其他
合计
6
22
8.0
23.1 24.1
新建装置设计参数选择
国内的2+2低压组合床的应用
采用国内开发的的装置于2001年3月建成投产 已经平稳运行3年多 标定结果表明，加工P/N/A为 60.76/27.71/11.53的原料时，C5+的收率达到了
87.05w%, C6+收率达到82.62，C6+RON达到100.8
4、连续重整催化剂
国外 连续重整催化剂
参比剂
81.6
119.33 167.78 44.77 46.73 8.50 52.54
121.4 171.7 40.833 48.72 8.485 54.35
烷烃 环烷烃 芳烃 芳烃潜含量
39.3 47.21 13.49 57.84
PS-VII操作条件及反应结果
项目 重整进料，t/h WAIT，C 总温降， C 体积空速，h-1 C6+收率，wt% 芳产，wt% 芳烃转化率，% 纯氢产率，wt% PS-VII标定值 参比剂 174.44 520.4 254.9 1.033 80.49 68.99 131.3 3.44 170.49 515 256 0.976 76.88 67.38 123.96 3.14 +5.8% +3.61 +1.61 +7.34 +9.55 % PS-VII增加
PS-VI和D催化性能对比
C5+收率 H2收率 催化剂寿命
初期活性，C
B 基准 基准 基准 基准
PS-VI
+(1.25-2.02)LV%
+26.3m3/m3 更长 -(4)
D +(0.7~1.5)LV% +(8.9~26.7)m3/m3 相同 +(6~8)
末期活性，C
基准
基准
-(8)
-(30%)
• UOP和Axens(IFP)为了竟标，参数 越来越先进，超越科学技术进步 • 不现实的设计参数严重影响了装 置的长期运转的稳定性和操作灵 活性
第二部分
催化重整技术进步
催化重整技术高级研修班
催化重整的反应特点
不改变分子的碳原子数目
六元环烷烃脱氢 链烷烃异构化反应
来自百度文库
C
R
五元环烷烃异构脱氢
R + 3H2
PS-VI和C催化性能对比
C5+收率 H2收率 催化剂寿命
初期活性，C 末期活性，C
B 基准 基准 基准 基准 基准
PS-VI +(1.25-2.02)LV% +26.3m3/m3 更长 -(4) -(8)
C +0.6LV% +6.2m3/m3 相同 相同 相同
积炭速率
基准
-(30%)
-(20~25%)
连续重整技术进步及 设计参数选择
马爱增
石油化工科学研究院
第一部分
前 言
催化重整的目的
BTX
H2
Gasoline
中国大陆连续重整加工能力
25 20 套数 Mt/a
数值
15 10 5 0 1980
1985
1990
1995 年代
2000
2005
2010
中国大陆重整加工能力明显不足
国家 美国
加拿大 英国
R-C-C-C-C C
加氢裂化
R-C-C-C C
CH2R
链烷烃脱氢环化
R + 3H2 R-C-C + H2
氢解
RH + H-C-C
C6H13 R
R + 4H2
R-CH3 + H2
RH + CH4
1、技术发展趋势
重整反应热力学有利的方向发展
反应压力降低
反应温度升高
氢油比降低
2、技术进步面临问题
1.8 1.6
à á ò´ ´´´´´×
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0 0.5 1 ´ · ´ ´ ´ ´ MPa 1.5
反应压力对催化剂积炭速率的影响
5 4.5 4
à á òÇ ÇÇÇÇÇ×
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5
ÇÇÇDZ Ç
氢油摩尔比对催化剂积炭速率的影响
UOP新一代催化剂的物化性能特点
项 目 R-234/274 R-134
Pt，m%
堆密度, g/ml 比表面, m2/g
0.29
0.56 180
0.29
0.56 205
UOP新一代催化剂的催化性能特点
R-134 基准 基准 基准 基准 基准 基准 R-274 +(0.7~1.5)LV% +(1~3) +(8.9~26.7)m3/m3 相同 +(6~8℃)（活性低） -(20~25%)