异构化生产(塔化)教材

表16
催化剂再生指标
反应温度 ℃ 设计 实际 320～450 320～410
表2
装置生产负荷及液收
物料名称 入方 出方 加氢石脑油 干气加损失 液化石油汽 异构化汽油 合计
t 88100 1885 23329 62886 88100
收率 % 100 2.14 26.48 71.38 100
1 生产综述
通过表1表2 看，装置液收达到了97.86%，基 本达到了设计指标。而导致干气超标和液化汽 收率低的主要原因是在08年6-7月的生产过程 中，装置单独加工重整轻石脑油，造成吸收稳 定系统压力高，气相组分多而吸收剂量不够， 使干气中携带大量的液化汽组分进入火炬管网， 而使影响了装置的液收。重整轻石脑油分析见 表3：
3 装置操作条件要求

表6 一段反应器（R－601）反应操作条件表 项 目 反应初期 反应末期
入口压力
入口温度
MPa(g)
℃
0.45～0.47
320
0.45～0.5
420
质量空速
h-1
0.18～0.22
注：1、质量空速为反应器的质量空速； 2、一、二段反应器总质量空速为0.4
3 装置操作条件要求
1 生产综述

目前，装置进料量最大为5～6吨/小时，年处 理量约为4万吨。自2006年8月开工至今，已 经两年半，历经10个生产周期和10次催化剂 烧焦。共生产石脑油8.81万吨，年平均处理量 3.5万吨，其中生产出液化石油汽23329吨， 异构化汽油62886吨，RON平均82.3；液收 97.86%；液化石油汽收率26.48%，异构化汽 油收率71.38%。见表2 ：
表10 实际指标
项 目 单位 V% 控 制 指 标 1.7-2.8 82-84 kPa V% 965-1220 0.01-0.15 稳定汽油烯烃 稳定汽油RON 液化气蒸气压 液化气C5含量
表11 液化汽质量分析
蒸气压 37.8℃ kPa 1013 密度 kg/m3 524.9 C20 v/v % 1.07 69.67 C30 v/v % C3= v/v % 4.67 15.67 iC40 v/v % nC40 v/v % 7.21 nC4= v/v % 1.31 cC4= v/v % 0.13 +C4= v/v % 0.25 0.02 ＞C50 v/v %
1 生产综述

为此，车间及时对加工量和操作参数进行调节， 将加工量由5t/h降至3t/h，同时将T602顶压指 标上限由1.07MPa，更改为1.17 MPa，V605 减少液态烃排放；同时，降低T601、T602塔 底温度至100℃和125℃，减轻吸收稳定系统 负荷，在保证稳定汽油辛烷值不低于指标的情 况下，尽可能控制反应器升温速度，避免催化 反应剧烈而增加分馏系统负荷；通过操作调整 液态烃的质量得到有效控制。


同样，在08年7月当原料中组分较轻干点只有 60℃-80℃时，对催化反映也有较大的影响， 当月生产中催化剂活性下降很慢，一月内反应 器床层提温只有10℃，因而使第8次生产周期 维持了120天。当月稳定汽油辛烷值均在83以 上，最高的达到86，平均在84。 由此可见，较低的碱性氮含量和合理的原料可 以延长催化剂的使用寿命和生产周期。
5 催化剂
装置催化剂采用中石化石油化工科学研究院开发 的RGW-1型催化剂，该催化剂的周期寿命约为 80天，总使用寿命为2年。RGW-1型催化剂为改 性分子筛和γ-Al2O3混合挤条产品，主要性质见 表13：
表13 催化剂组成及性质
项 目 指 标
组 分
比 表 面 ， m2/g 压碎强度 ， N/cm 外 形 尺 寸 (直径×长度)mm 堆 密 度 ,g/cm3
分子筛、氧化铝、活性促进剂
～300 ～90 白色条状 φ2～3×3～10 0.72±0.05
6 反应器及催化剂装填
2台反应器，直径φ1400mm，采用热壁结构，均利旧原反应器。
表14 一段反应器（R－601）催化剂、瓷球装 填表 设计需用量 实际需用量
装剂种类 上层φ 6瓷球
装填 高度 mm
150
2 原料性质

装置设计反应原料主要为加氢石脑油，同时考 虑重整拔头油及部分加氢轻石脑油，为了能使 催化剂正常操作，保证产品合格及收率，对原 料的组成及杂质含量有一定的要求；对汽油原 料的设计要求和实际生产指标见表3。
表4
项 干 点 碱性氮 硫含量 实际胶质 机械杂质 水溶性酸碱 水含量 目 单 位 ℃ μ g/g μ g/g mg/100ml
表1
装置设计负荷及液收
物料名称
入方 加氢石脑油 干气加损失 液化气 出方 改质汽油 合 计
kg/h
10000 200 3000 6800 5714.28 240 4.8 72
t/d
t/a
70000 1400 21000 47600 70000
m%
100.00 2 30 68 100.00
163.2 240

备注：本装置生产的液化气C3、C4烷烃的含量在90m％以上， 烯烃的含量低于5m%，脱硫后可作为车用液化石油气。
表12
密度 kg/m3 682.9 初馏 ℃ 25 10% ℃ 27 50% ℃ 67.6 90% ℃
稳定汽油质量分析
干点 ℃ 206.8 全馏 ℃ 95.1 83.1 辛烷值 烷烃 v/v % 72.89 烯烃 v/v % 1.83 环烷烃 v/v % 9.21 芳烃 v/v % 13.82
14.26 0.2556
1.232
0.697 8 1.232
315
9950 315
下层φ 6瓷球
下层φ 16瓷球
100
350
0.154wenku.baidu.com
0.360
308
646
166
510
0.2556
0.7101
1.232
1.232 2
315
875
表15
二段反应器（R－602）催化剂、瓷球装填表
设计需用量 实际需用量 装填 重量 kg 462 462 10000 308 308 装填 高度 mm 240 240 9320 166 166 装填 体积 m3 0.3693 0.3693 14.34 0.2556 0.2556
反应原料油规格要求
设计指标 < 170 < 2 < 150 < 1.5 无 无 无游离水 GB/T 258 实际生产指标 分析方法 GB/T 6536 SH/T 0162 SH/T 0253-92 GB/T 509
2 原料性质

根据实际生产情况看，原料干点、硫含量、实际胶质、 机械杂质、水溶性酸碱、水含量、碱性氮含量都在控 制指标内。但是原料中的碱性氮含量和原料的干点低 于120℃时，对催化剂的正常使用有很大的影响。07 年10月碱性氮含量超标，最高达到3μg/g，使催化剂 的活性下降很快，反应器床层温度提升较快，一月内 反应器床层提温达到了45℃，但当月异构化稳定汽油 辛烷值仍为81.7，低于82的指标；因而导致第5次生 产周期只有63天就停工对催化剂进行再生烧焦。碱性 氮分析见表5：
表5
原料中碱性氮分析
HK
10%
50%
90%
KK
密度 kg/m3 690.5 692.1
碱性氮 μ g/g 3.02 1.93 ＜2
10月分析 38.6 9月分析 设计 39.9 --
53.2 54.5 --
87.7 88.2 --
126.9 132.1 --
155.9 155.3 ＜170
2 原料性质
表7 项 目 二段反应器（R－602）反应操作条件表 反应初期 MPa(g) 0.34～0.36 ℃ h-1 320 0.22∽0.24 反应末期 0.34～0.38 420
入口压力 入口温度 质量空速
表8
吸收稳定操作指标
T601顶压力 T601顶温度 T601底温度 T602顶压力 T602顶温度 T602底温度
149.4
4 装置产品质量及控制指标


产品质量对比分析： 1、加氢石脑油非临氢改质后，族组成发生变 化，烷烃含量减少，烯烃含量有所增加，芳烃 含量大幅度增加，从而使汽油辛烷值提高， RON约提高25个单位。 加氢石脑油进行非临氢改质后，有利于改善产 品结构，增产液化气和高品质汽油调和油，降 低出厂汽油烯烃含量。
7 催化剂的再生

由于反应器利旧，使原设计的操作反应温度 （320～450 ℃ ）无法实现，目前的操作温度 仅为320～410 ℃，压力0.25 MPa，原料空速 （重量）0.25 h-1；RGW-1催化剂装量为20吨， 单程操作周期2.5 ～3个月（设计2～2.5个 月），再生时间约15天（设计7天），年操作 时间为7900小时（原设计7000小时）。
MPa ℃ ℃ MPa ℃ ℃
1.1～1.38 32～52 102～112 0.97～1.17 47～57 125～150
4 装置产品质量及控制指标
表9 装置产品质量控制指标
项 目 单位 V% 控 制 指 标 ≤5 ≥82 kPa V% 1380 ≤3 稳定汽油烯烃 稳定汽油RON 液化气蒸气压 液化气C5含量
汽油非临氢异构化装置在塔河分公司的 生产应用
万重山
概述

塔河分公司7×104t/a汽油异构化装置采用石 油化工科学研究院开发的石脑油非临氢改质技 术，利用RGW-1型催化剂的催化作用，以加 氢石脑油为原料，生产出了符合要求的车用石 油液化汽及高辛烷值的汽油调和组分。
1 生产综述

石脑油非临氢改质过程利用RGW-1型催化剂 的催化作用，使低辛烷值的轻石脑油发生选择 性裂解、异构、齐聚和环化脱氢等反应，转化 为烯烃、芳烃含量低的高辛烷值汽油调和组分， 用于调兑汽油，降低调和汽油的烯烃及芳含量， 降低汽油密度，提高调和汽油的辛烷值，将低 辛烷值的汽油馏分转化为几乎不含烯烃、芳烃 含量低的高辛烷值的汽油调和组分。 该工艺 过程简单、投资小，操作条件缓和，干气产率 低，可大幅度提高加氢石脑油辛烷值。
装填 重量 kg 455 455 10050 315 315
下层φ 16瓷球
350
0.360
646
510
0.7101
1.2322
875
6 反应器及催化剂装填

因两台反应器利旧，在磁球和20吨催化剂全部 完成装填后，反应器入口离床层还有2m的空 间，而却反应器直径小，导致催化剂装填高度 大，在生产过程增加反应器进出口压降。
装填 体积 m3
0.231
装填 重量 kg
462
装填 高度 mm
240
装填 体积 m3
0.3693
堆密 度 g/cm3
1.232
装填 重量 kg
210
上层φ 3瓷球
催化剂床层 下层φ 3瓷球
150
9030 100
0.231
13.89 0.154
462
10000 308
240
9270 166
0.3693
1 生产综述

而达到了54℃，从而增加了T602的负荷，
使T602塔顶压力偏高又影响到T601操作压力， 干气量明显增大，为确保塔顶压力不超过控制 指标，T601、T602放空阀开度过大，导致轻 组分大量排放，使塔内分离效果变差；同时， T602底温偏高、顶温高，造成液态烃中重组 分携带较多，使液态烃中C5含量上升，液化 气中C5含量出现偏高。

表3
重整轻石脑油分析
流 程
KK
10%
50%
90%
KK
密度 kg/m3
温度 29.6 ℃
32.4
38.5
51.8
66.6 637.4
1 生产综述

从流程分析看，原料油组分太轻；在实际生产 中反应油汽中大部分都以气态组分进入吸收和 解析系统，导致吸收剂无法将轻组分完全吸收， 系统压力高，干气中C3、C4含量高，干气携 带部分液化汽组分进入火炬管网，使液化石油 汽的收率降低。同样在液化石油汽中C5含量 超指标，影响了液化汽的质量；导致系统压力 高和液化汽中含量高的另一个原因是，异构化 装置T602顶冷却器E607/AB冷却负荷较小， 导致冷却后液化气温度高于设计值45℃，
装剂种类 上层φ 6瓷球 上层φ 3瓷球 催化剂床层 下层φ 3瓷球 下层φ 6瓷球
装填 高度 mm 150 150 9030 100 100
装填 体积 m3 0.231 0.231 13.89 0.154 0.154
堆密度 g/cm3
1.2322 1.2322 0.7008 1.232 1.232
1 生产综述


因非临氢改质反应的特点会使催化剂上积炭很 快，导致催化剂活性下降，因此反应器内催化 剂单程运转周期大约在2-2.5个月左右，装置 采用间歇操作，停工再生的生产方式 。 本设计年处理量为7万吨，装置进料量为10吨/ 小时；车用石油液化汽收率为30%，高辛烷值 汽油收率为68% 。见下表1：