惠州PX歧化单元培训资料

反应压力
• 反应无体积变化，压力对化学反应平衡影响
不大
• P系统升高→PH2升高，催化剂活性增大
P＝2.52MPaG
液体芳烃空速WHSV
• 空速WHSV：2.7小时-1
• 空速的含义：单位时间内催化剂床层中反应物料被 置换的次数 空速倒数＝停留时间 • 线速：m/s
同一空速可采用不同线速：线速大，反应器细长
• 副反应 歧化反应
CH3 CH3 CH3
+
2
(CH3)2
CH3
(CH3)3
ΔHr,298K = 0.1959 KJ/mol甲苯
（吸热）
工艺原理
• 副反应 加氢脱烷基反应
CH3
+ H2
+ CH4
ΔHr,298K = -41.98 KJ/mol甲苯
C 2H 5 + H2
（放热）
+
C2H 6
ΔHr,298K = -31.59 KJ/mol甲苯
催化剂毒物的影响
• 碱性氮化物
催化剂的强毒物 反应进料中低于1ppm（wt）
催化剂毒物的影响
• 烯烃
烯烃在催化剂表面聚合
降低催化剂活性以及寿命
溴指数小于20mg/100g
催化剂毒物的影响
• 硫
催化剂强毒物
反应进料中低于1ppm（wt）
工艺流程
• 流程叙述 • 自控及联锁方案介绍
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工艺原理
• EM-1000催化剂系统包括两个催化剂床层，由上层床 (EM-1000T：脱烷基化、烷基转移和歧化)和下层床 (EM-1000B：加氢饱和烯烃)构成，在TransPlus反应器 中，上层床与下层床的装填比例为90%/10%。 • 在EM-1000催化剂作用下甲苯、C9及部分C10芳烃转化 为二甲苯（接近平衡率）和苯的平衡混合物，同时产 生少量的C5-气体和C10+芳烃； C9/C10芳烃分离塔处 理来自二甲苯分馏部分的物料，分离出C9/C10馏份作 为歧化反应进料。
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工 艺 变 量
歧 化 操 作 变 量
• 反应温度 • 反应压力
• 空速WHSV
• 原料组成
• 氢烃比H2/HC及氢气纯度
• 催化剂毒物
反应温度
• 热效应小，温度对化学反应平衡影响不大
• 初期反应温度： 417/436℃
• 末期反应温度： 大→选择性下降
470/489℃
• 反应温度升高→催化剂活性增大→转化率增 • 操作：通过不断升温，保持活性（转化率）
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工 艺 原 理
工艺原理
工艺技术特点 • （1）采用法国石油化工研究院开发歧化及烷基转移工 艺技术，催化剂采用埃克森美孚开发生产的EM-1000型 甲苯歧化及烷基转移催化剂。该催化剂具有高空速、 高选择性和高稳定性的特点，其性能优于国内外同类 催化剂，居世界领先水平。 • （2）该工艺可充分利用连续重整所产的甲苯和C9A资 源，通过烷基转移反应生成高附加值的二甲苯，并具 有可通过改变进料芳烃中T/C9A比例来调节产物中二甲 苯与苯的比例的特点。 • （3）该工艺的另一特点是反应器入口芳烃原料中允许 含15%左右的C10A，从而可大大减少C9A的损失，有利 于提高产品的选择性。 • （4）采用大型轴向流固定床反应器。 • （5）苯塔再沸热源由甲苯塔气相提供。
线速小，反应器矮胖
液体芳烃空速WHSV
• 注意：
空速决定了停留时间。空速相同，则停留时间相同。
线速大小不能说明停留时间长短，
反应器床层高≠停留时间长
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料组成
• T/C9A比例，影响产物中C8A/B比例
T/C9A增大→ C8A/B减小 当T/TMB（三甲苯）＝1/1(mol)时，二甲苯产量最大 • C9A：三甲苯、甲乙苯、丙苯 三甲苯是生成二甲苯的最有效组份，
丙苯、甲乙苯加氢脱烷基生成B、T、轻烃，氢耗上升
进料中含一定量C10A可减少三甲苯歧化生成C10A
原料组成
• T和C9A各自转化率随T/C9A配比而变：
T/C9A增大→ 甲苯转化率增大，重量选择性升高
T/C9A减小→ 甲苯转化率减小，重量选择性下降
总转化率大致不变
原料组成
100 90 80
¥ ¬ wt£ Ü £ Ô Ä ¦ Ð ´ Ó ²
概 述
• 原料来源：
甲苯：B/T精馏单元的循环甲苯
C9+A ：来自二甲苯再分馏塔、OX塔釜，成品 塔顶 • 歧化处理量： • 在8400小时/年的连续开工的基础上，本装置： • —反应部分处理原料能力197.9 万吨/年，
概 述
• 歧化单元主要产品
• —生产出400单元的合格进料116.8万吨/年， • —生产出苯产品35.3万吨/年, • —生产重芳烃产品6.8万吨/年。
– 停P510 A/B(IS-511)
– F503联锁停炉(IS-513)。
联锁方案介绍
歧化进料加热炉F503自保联锁系统（IS-513） • F503长明灯压力低低PSLL51101/51102/51103低低（0.07Mpa）， 三取二联锁； • F503主燃料气压力PSLL51004低低（0.02Mpa）或高高（0.3Mpa） 联锁； • 进料中断（IS-512）； • K501停机联锁（IS-514）； • 系统泄压阀UV50703打开（IS-515）； • 歧化反应器R-502出口温度高高（500℃） • DCS手动联锁HS50601开关在停车位置； • 现场手动联锁开关HS50602在停车位置。 歧化进料加热炉F503自保联琐系统（IS-513）动作与结果 • UV51101，UV51102关闭，切断主火嘴燃料气； • 切断进料（IS-512）； • UV51103，UV51104关闭，切断长明灯燃料气。
联锁方案介绍
• • • • • • • • 歧化单元系统泄压自保联锁系统（IS515） DCS手动联锁开关HS50704在停车位置； 现场盘装手动开关HS50705在停车位置； 循环氢压缩机K501停（IS-514）。 歧化单元系统泄压自保联锁系统（IS515）动作和联锁 结果： 系统泄压阀UV50703打开。 切断反应进料（IS-512）； F503联锁（IS-513）； 循环氢压缩机K501联锁停机（IS-514）； 高分罐底阀UV50702关闭（IS-516）。
概 述
• 催化剂：
歧化单元采用Exxon Mobil的Transplus技术将在EM-1000催 化剂。
• 设计工艺条件：
进料：T/C9A =48/52
反应温度：417/436 ℃ （初期）～470 /489℃（末期） 反应器入口压力：2.52MPaG 氢烃摩尔比：H2/HC＝2 重量空速WHSV：2.7h-1
联锁方案介绍
歧化稳定塔重沸炉泵压力低低联锁（IS-520） • 歧化稳定塔重沸炉泵P513 A/B出口压力PSLL50804低低 (1.28Mpa)； • P-512A/B停。 歧化稳定塔重沸炉泵压力低低联锁（IS-520）动作结 果: • 停P513 A/B. • 触发IS519，联锁F504。
催化剂毒物的影响
• 茚满和茚
属于双环杂环类化合物，分子体积大 容易吸附于催化剂表面，堵塞活性中心 转化率很高，，部分缩合成稠环芳烃，变成焦炭 原料中含量低于0.5％
催化剂毒物的影响
• 饱和物
降低催化剂活性，需更高的反应温度 反应温升大 氢耗高 C7非芳裂解不充分造成B质量下降
反应进料中低于0.5%
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惠州炼化84万吨/年歧化装置
二零一零年十一月
内
概述
工艺原理
容
工艺变量
工艺流程
原料产品规格
概 述
• 甲苯歧化单元的作用： 将芳烃联合装置中的甲苯和C9A转化为C8A和苯，提供 合格二甲苯单元进料，可使PX产量增加一倍以上，同 时生产大量苯。
others 5%
Reformer 45%
Trsalkyltn 50%
氢烃比H2/HC及H2纯度
• H2纯度
循环气中H2%（mol）≥80%
循环氢中甲烷及其它饱和物抑制催化剂活性，反应速度下降
循环氢中甲烷及其它饱和物增多→循环氢压缩机负荷增大
催化剂毒物的影响
• 毒物
水 茚满和茚 饱和物 碱性氮化物
烯烃
催化剂毒物的影响
• 水
水吸附在催化剂表面 严重降低催化剂活性 为了维持活性，必须提高反应温度，这样将导致结 焦速度加快
（放热）
工艺原理
• 副反应 加氢脱烷基反应
C3 H 7 + H2 + C3H 8
ΔHr,298K = -27.92 KJ/mol甲苯
CH3 C2H 5 +
（放热）
CH3
H2
+
C2H 6
ΔHr,298K = -33.20 KJ/mol甲苯
（放热）
工艺原理
• 副反应 加氢脱烷基反应
CH3 ( CH3 ) 3 + CH3
工 艺 流 程
联锁方案介绍
歧化进料切断自保联锁系统
– 歧化进料流量FSLL50506低低（116610kg/h）联锁； – 反应器入口温度TSLL50611低低（300℃）联锁； – F503联锁（IS-513）停炉； – K501联锁（IS-514）停机； – 系统泄压阀UV50703打开泄压（IS-515）。 歧化进料切断自保联琐系统（IS-512）动作与结果： – UV50502关闭，切断进料；
工艺原理
• 主反应 烷基转移反应
CH3 + CH3 C 2H 5
（放热） CH3
CH3 +
CH3 CH3 +
C 2H 5
ΔHr,298K = -0.4088 KJ/mol甲苯 CH3 CH3
+ ( CH3) 3
CH3 ( CH3) 2
ΔHr,298K = -0.3886 KJ/mol甲苯
（放热）
工艺原理
H2
( CH3 ) 2 +
C H4
ΔHr,298K = -43.55 KJ/mol甲苯
CH3 C3H 7 +
（放热）
CH3
H2
+
C3 H 8
ΔHr,298K = -24.60 KJ/mol甲苯
（放热）
工艺原理
• 副反应 芳环损失
芳烃 ＋ H2 → 饱和烃
温升很高
饱和烃加氢裂化反应
茚满和其它芳环缩合成稠环芳烃（焦 油）
联锁方案介绍
• • • • • • • • • 压缩机K501工艺自保联锁系统（IS514） 压缩机出口流量FSLL50507(22061kg/h)低低联锁； 压缩机入口缓冲罐液位LSHH50702高高(80%)联锁； DCS手动联锁开关HS50702和现场手动开关HS50701在 停车位置； UV50703打开（IS-515）。 压缩机K501工艺自保联锁系统（IS-514）动作结果： 停K501， 补充氢进装置阀UV50701关闭； 切断反应进料（IS-512）； F503联锁（IS-513）； 反应系统泄压（IS-515）；
联锁方案介绍
高分罐底液位自保联锁系统（IS516）
• 歧化产物分离罐D506液位LSLL50703低低(30%)联锁；
• 系统泄压（IS-515）。 高分罐底液位自保联锁系统（IS516）联锁动作结果： • UV50702关闭，切断高分罐底外送物料；
联锁方案介绍
歧化稳定塔重沸炉自保联琐系统（IS-519）联锁原因： • F504辐射段支路入口流量FSLL50806A~F低低(84570kg/h)，六 取二联锁； • F504长明灯压力低低PSLL51201/51202/51203低低(0.07Mpa)， 三取二联锁； • F504主燃料气压力PSLL51204低低（0.02Mpa）或高高（0.3Mpa） 联锁； • P513A/B停泵（IS-520）； • DCS手动联锁开关HS50803在停车位置； • 现场手动联锁开关HS50804在停车位置； 歧化稳定塔重沸炉自保联琐系统（IS-519）动作结果： • 关闭UV51201、UV51202，切断加热炉主火嘴燃料气 • 关闭UV51203、UV51203，切断加热炉长明灯；
工艺原理
• 定义
歧化反应 烷基转移反应
工艺原理
• 主反应 歧化反应
CH3 2 +
CH3 CH3
ΔHr,298K = 0.3928 KJ/mol甲苯
（吸热）
工艺原理
• 主反应 烷基转移反应
CH3 CH3 CH3 (CH3) 2
+
2
CH 3
ΔHr,298K = -0.1928 KJ/mol甲苯
（放热）
70 60 50 40 30 20 10 0 ³ Ü ³ ª » ¯ Â Ê ³ Ü Ñ ¡ Ô ñ Ð Ô
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
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氢烃比H2/HC及H2纯度
• H2的作用：
减少催化剂积碳，保护催化剂，延长催化剂寿命 起热载体作用，带走反应热，降低反应温升 有助于加氢脱烷基反应，而主反应速度下降 氢循环，需要动力消耗