催化重整操作参数

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空速对重整反应的影响
空速 LHSV,h-1 处理量,kg/h WAIT,oC C5+产品研究法辛烷值 C5+产品液收,wt% 芳烃产率,wt% 纯氢产率,wt% 催化剂积炭速率,kg/h
1.64 125000
523 102 90.47 72.29 3.58 26.40
1.97 150000
529 102 90.71 72.41 3.61 30.98
536 504 105 84.22 71.90 4.03 68.7
原料族组成P/N/A=66.27/23.81/9.92,催化剂PS-VI,空速为1.2h-1, 氢油比2.5mol/mol,反应压力0.35MPa
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半再生重整原料组成对反应温度的影响
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连续重整原料组成对反应温度的影响
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反应温度的调整
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改变空速与调温的操作
为了减少加氢裂化和生焦反应,操作中 要降低空速时,应当首先降低反应温度,然 后再减少进料量;要提高空速时,首先增加 进料量,然后再提高反应温度。
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不同空速下反应温度对辛烷值及芳烃产率 的影响
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不同空速下反应温度对C5+收率及 循环气中氢纯度的影响
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空速的确定
空速高低决定进料量与反应器的大小。 降低空速一般对反应是有利的,但反应器要大,
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氢烃比
氢烃比表示循环氢量与重整进料量的比值, 其定义为循环气中的纯氢与液体进料的摩尔比, 即
循环气中纯氢的摩尔流率,mol/h 液体进料的摩尔流率,mol/h
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氢烃比的影响
氢烃比的大小直接影响氢分压的高低,对反应的 影响不是很大,但影响催化剂的积炭速度和催化 剂的寿命。
氢烃比大,虽然不利于芳构化,增加加氢裂化, 但催化剂积炭速率减慢,操作周期增长。氢烃比 减小,则氢分压降低,虽有利于环烷脱氢和烷烃 的脱氢环化,但会增加催化剂上的积炭速率,降 低催化剂的稳定性。
空速对液体收率、芳产、氢产影响不太显著。 增加连续重整空速后,能否在保持苛刻度不变的
情况下正常运转,取决于反应温度和再生器的能 力。
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空速对反应温度的校正
为了保持相同的重整油辛烷值,如进料量变化,引 起空速改变,应当对反应温度进行校正。
例:在重量空速由1.8时-1提高到2.25时-1,由图查得WAIT差值 由-2℃增加到+2.5℃,因此WAIT应当提高2.5 – (–2) = 4.5℃。
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操作参数及原料油性质对反应的影响
操作参数
反应压力 ↗
反应温度 ↗
空速 ↗
氢烃比 ↗
芳烃潜含量↗
原料油
初馏点↗
终馏点↗
产品辛烷值 ↘ ↗ ↘ → ↗ ↗ ↗
产品收率 ↘ ↘ ↗ → ↗ ↗ ↗
积炭速率 ↘ ↗ ↘ ↘ ↘ ↘ ↗
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一。反应压力
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反应压力对重整的影响
反应压力是催化重整的基本操作参数,它影 响产品收率、需要的反应温度以及催化剂的稳定 性。催化重整的主要反应是产生氢气的环烷脱氢 和烷烃环化脱氢,从热力学的观点分析,降低反 应压力有利于向生成芳烃的反应平衡移动,对提 高产品收率有利;但另一方面,反应压力降低后 氢压下降,会增加催化剂上的积炭速率,影响催 化剂的稳定性而缩短操作周期。
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反应压力如何检测
一套催化重整装置设有3~4台反应器,前后 各反应器的压力是不一样的,工程上只能用平均 反应压力来表示。根据催化剂装量的分配情况, 最后一台反应器中的催化剂大约占整个催化剂装 量的一半,其入口压力接近于平均压力,因此一 般以最后一台反应器的入口压力代表反应压力。
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反应压力变化对重整操作的影响
要装入较多的催化剂,由于重整催化剂中含有 贵金属铂,价格昂贵,对投资影响比较大。 由于空速与反应温度有关,为了生产一定辛烷 值的产品,提高空速时需要提高反应温度,而 温度又不宜过高,因此空速的提高受到一定限 制。
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空速改变与调温补偿举例
重整油辛烷值RON在90~100范围内,空速 提高一倍时,一般要求反应器入口温度提高 15~20oC。高烷烃石脑油在空速提高一倍时, 要求提高反应器入口温度20~30oC,低烷烃石 脑油在空速提高一倍时,只要求提高反应器入 口温度8~12oC 。
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反应温度控制范围
适应重整操作的温度范围比较宽,提高温度可 以提高重整生成油的辛烷值,但会降低其收率, 并对催化剂的稳定性有一定影响。工业上平均 反应器入口温度一般为480 ~ 530℃。
过高温度(例如大于549℃)因为热反应大大增 加,严重降低重整油的收率和催化剂的稳定性, 对设备材质影响也很大,一般不予考虑。
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反应温度如何测量
由于重整反应主要是吸热过程,反应器出 口温度比入口温度低,温差大小取决于反应热 的大小,同时也与氢烃比有关。各反应器内反 应情况不一样,温降也不一样(最低10 ℃左右, 最高可能达到150 ℃),前面反应器温降比较大; 后面反应器温降比较小。反应器内各点温度也 不一样,因此很难用一点温度来代表反应温度。
WAIT,oC WABT,oC C5+产品研究法辛烷值 C5+产品液收,w% 芳烃产率,w% 纯氢产率,w% 催化剂积炭速率,kg/h
521 488 102 87.43 69.48 3.85 38.0
526 493 103 86.59 70.38 3.89 45.2
531 498 104 85.59 71.18 3.95 54.9
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反应压力的降低不仅取决于催化剂性能和再生 技术的改进,还需要在工程技术上创造必要的 条件,主要是压力降低以后,气体体积增大, 临氢系统流速增加,压降增大,循环氢压缩机 的功率增加,为此除了尽量减小氢烃比外,还 需要采用低压降的设备和管路。
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反应压力是在装置设计时确定的,操作时 通过产物分离罐的压力进行控制。在实际 操作中,很难随意改动;由于受压缩机性 能及设备设计条件的限制,反应压力调节 的余地不大。
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用反应温度调节产品质量
反应温度是用来控制产品质量最主要的操 作参数。每增加一个单位辛烷值需要提高反应 温度(WAIT)在RON90~95范围内为2~3 oC, RON95~100范围内为3~4 oC 。增加空速,或原 料变贫、变轻,也都需要适当提高反应温度以 维持产品辛烷值不变。
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反应温度对重整反应的影响
催化重整操作参数
中石化催化重整装置操作技能拔尖人才 培训班
2009年10月
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目录
概述 一. 反应压力 二. 反应温度 三. 空速 四. 氢烃比 五. 操作参数与原料性质 六. 操作参数与产品质量 七. 催化剂连续再生的操作参数
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概述
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催化重整的操作参数
催化重整的操作参数是控制反应的独立条 件,除了催化剂和原料性质以外,操作参数主 要是指反应压力、反应温度、空速、氢烃比 (氢油比)。这些参数的改变将影响产品质量、 产率和催化剂的失活速率。不仅如此,催化重 整的操作参数,还与装置的工程投资及操作费 用密切相关,反映了技术水平的高低。
原料P/N/A为49.55/36.07/14.38,PS-VI催化剂,氢烃比2.65,反应 压力0.35MPa
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空速对反应的影响
反应器尺寸确定后,空速就决定了装置的处理量。 空速从1.64提高到1.97h-1,处理量扩大了1.2倍。 保持辛烷值不变,则反应温度提高了6C,积炭 速率从26.4增加到30.98 kg/h。
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体积空速和重量空速
体积空速
进料的体积流率,m3/h LHSV =
反应器中催化剂的体积,m3
进料的重量流率,kg/h 重量空速 WHSV =
反应器中催化剂的重量,kg
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空速与反应温度
空速对产品的辛烷值有重要影响。提高空 速意味着进料量增加,从而减少了物料在反应 器中停留的时间,降低了反应的苛刻度,辛烷 值会降低,但可以通过提高温度进行补偿。反 之,在低空速条件下,物料在反应器中停留的 时间增加,反应温度就应当低一些,以防止热 反应过多影响重整生成油的收率。
原料油C 新疆、长庆原油混炼60~130ºC直馏石脑油
催化剂 压力 体积空速
Pt-Re重整催化剂 1.57 MPa 2.0 h-1
氢油比(体积) 1200
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反应温度对芳烃产率的影响
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反应温度对重整油辛烷值的影响
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反应温度对液收率的影响
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三。空速
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空速的意义
空速是重整反应的一个重要参数,说明 反应物与催化剂接触时间的长短。它用每小 时通过催化剂的石脑油进料量来计量,一般 以液体体积空速(LHSV)或重量空速 (WHSV)表示。
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二。反应温度
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反应温度是主要调节参数
在重整装置的实际操作中,反应压力、空速和 氢烃比一旦确定以后,任意改变的可能性很小, 但反应温度是需要随时控制的主要参数,要根 据原料组成和产品辛烷值要求的不同,确定不 同的反应温度。
操作中随着催化剂活性的降低,为了保持产品 的辛烷值不变,往往需要逐步提高反应温度。
反应温度在以下情况下需要进行调整: 改变重整生成油的辛烷值 改变装置的处理量,从而改变了空速 处理不同性质的重整原料 补偿由于催化剂老化活性逐步下降 补偿由于进料杂质对催化剂活性的损害
(如果原料中硫、氮、水和金属杂质含量偏高,影响催化剂的活性, 应当先搞清原因,然后再采取相应的措施,一般不宜通过提高反 应温度来补偿,否则可能会加剧催化剂的中毒失活。)
0.30 105.2 85.08 72.70 4.08 70.6
0.35 105.1 84.22 71.90 4.03 68.7
0.40 105 83.35 71.06 3.87 66.9
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不同反应压力及辛烷值对产品收率的影响
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反应压力对催化剂上积炭的影响
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反应压力的选择
反应压力越低对提高重整产品的收率越有利;但反应压力 越低,催化剂上的积炭速率增加,催化剂失活速度越快。
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氢油比
为了方便起见,有时也用气油比或氢油 比来表示循环氢量与重整进料量的比值。 氢油比
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提高反应温度的利弊
提高反应温度有利于芳烃的生成和辛烷值的提高,但
会降低生成油的收率和增加催化剂上的积炭。以下三图表
示不同原料,在不同反应温度条件下,液体收率、芳烃产
率和产品辛烷值的变化情况 ,其试验条件如下:
原料油A 原料油B
大庆80~160ºC直馏石脑油 新疆、长庆原油混炼80~170ºC直馏石脑油
为了克服这一对矛盾,技术开发从两个方面进行工作,一 方面是增加催化剂的容炭能力,减缓催化剂的失活速度, 使得半再生重整的反应压力由初期的1.8~3.5 MPa降低到 1.0~1.5MPa,操作周期仍能维持在一年以上;另一方面是 开发出催化剂连续再生工艺,及时除去催化剂上的积炭, 并逐步增加催化剂连续再生的能力,连续重整的反应压力 初期就降低到0.8~1.0MPa,以后又降低到0.35MPa。
+36 氢产率,N43;2 基准
-2
芳烃产率,LV%
+2 基准
-2
催化剂周期 相对长度
1.5 1.0 0.5
-1.4
-0.7
基准
平均反应压力. MPa
+0.7
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反应压力变化对重整操作的影响
平均反应压力(表),MPa C5+产品研究法辛烷值 C5+产品液收率,w% 芳烃产率,w% 纯氢产率,w% 催化剂积炭速率,kg/h
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反应温度表示方法
反应温度一般用加权平均入口温度WAIT 或加权平均床层温度WABT来表示。
加权平均入口温度WAIT = 各反应器催化剂装量分数 与反应器 入口温度乘积之和
加权平均床层温度WABT = 各反应器催化剂装量分数 与反应器进出口平均温度乘积之和
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WAIT与WABT的差值
反应器加权平均入口温度(WAIT)与加 权平均床层温度(WABT)的差别既决定于反 应热的多少,也与氢烃比的大小有关。反应热 越大,氢烃比越小,则温差越大,WAIT与 WABT的差别越大。
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空速是指标要求不是调节手段
在正常生产时,反应器的大小已经确定, 催化剂装量已不能随便改变,空速的高低取决 于进料量的多少,它要根据工厂调度的要求决 定,因此实际操作中空速一般不调节。
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四。氢烃比
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氢气循环的作用
为了保持催化剂的稳定性,催化重整反 应需要有氢气循环以增加氢分压,它能起到 从催化剂上将积炭前身物清除的作用,从而 减小积炭的速度,同时使石脑油以较快的速 度通过反应器,并使由于吸热反应产生的温 降减少。
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