齐鲁石化公司胜利炼油厂连续重整装置实习报告(2)

2019-09-01 13:04

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⑤燃料气0.75万吨/年装置自用。

⑥含氢气体5.53万吨/年,供加氢装置用(其中纯氢2.13万吨/年)。 1.3.5 附属产品

1.含硫污水去第三常减压装置。 2.酸性气去加氢裂化装置。 3.含油污水排至二净化。

4.循环机K201蒸汽至1.0Mpa蒸汽管网 5.装置伴热蒸汽冷凝水去齐胜水精制车间 1.3.6重整反应部分原理 催化连续重整大多是以

-精制石脑油馏分为原料,在一定的操作条件和

催化剂作用下,使得含少量芳烃的原料油发生分子结构的重组,生成富含芳烃的重整油,同时产生氢气。在重整反应过程中主要有两类化学反应,一类是生产芳烃并能提高辛烷值和生成高纯度氢气的反应;另一类是导致芳烃产率以及辛烷值降低,同时氢纯度也降低的反应。主要反应归纳起来主要有以下几种。

(1)六元环烷烃芳构化:此反应是重整化学反应中最基本也是最重要的反应,提高重整油的辛烷值和芳香度,反应速度最快芳构化程度最高,且也是其中的高吸热反应。

-→

-+3

甲基-环己烷 甲苯

(2)五元环异构化反应:五元环异构化为六元环后,芳构化速度很快,属于弱放热的反应,此反应对提高重整油的辛烷值也有较大贡献。

-→

-+

1,2 -二甲基环戊烷 甲基环己烷

(3)直链烷烃异构化:它是提高汽油辛烷值的主要反应之一,因此此反应对于生产汽油的装置而言是需要的,而对于生产芳烃的重整装置则应尽量加以避免。

(4)烷烃脱氢环化反应:烷烃脱氢环化的反应为吸热反应,反应速度很慢,但其反应转化程度却很重要,它是重整装置提高重整反应深度最重要的手段。此反应也是提高重整油辛烷值和芳烃产率的主要反应。

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-+

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正庚烷 甲基环己烷

(5)加氢裂化与氢解反应:加氢裂化能提高重整油的辛烷值,但反应将较大分子裂解为小分子的液化气组分,降低了烷烃脱氢环化的转化率,消耗了重整副氢,属于重整的副反应,应适当地加以控制。

+

+

正庚烷 丙烷 异丁烷

(6)芳烃脱烷基反应:此反应是重芳烃轻质化的过程,对产品的辛烷值影响不大,但消耗氢气,同样也是重整过程副反应。

-+

-+

对二甲苯 甲苯

(7)积炭反应:重整反应物中烯烃聚合及芳烃重质化形成稠环芳烃吸附在催化剂上,形成焦炭。

1.3.7 连续重整工艺流程

重整进料和重整循环氢进入重整进料换热器E201(立式换热器)与重整反应产物换热。油、氢在换热器内混合换热后进入重整进料加热炉,加热后进入重整反应器。由于重整反应是吸热反应,所以经反应器反应后温度会降低。为了保持必要的反应温度,设有四台反应器,每台反应器前均设有加热炉。

重整反应器内装有(RC-011)催化剂,精制石脑油在平均反应压力为0.35MPa(g)的临氢条件下进行反应。

从最后一个反应器出来的反应产物进入重整进料换热器E201,与反应进料换热并经表面蒸发空冷冷却后进入重整产物分离器罐进行气液相分离。罐顶气体的一部分作为循环氢,用背压透平离心压缩机打回重整反应部分;其余气体即重整产氢经过增压机入口分液罐分液后进入两级增压压缩机,压缩后的含氢气体与重整产物分离罐底来并经泵升压后的液相重整产物相混合。沸合物经水冷冷却后进入再接触罐。此流程可较大限度地回收C+5并能生产纯度大于90%(mol)的含氢气体。从再接触罐分出的气体即为重整富氢气体产品,其中一部分作为再生提升氢,其余大部分经脱氯处理后,一部分作为预加氢补氢,另一部分作为产氢去加氢裂化装置或直接改去三加氢装置。再接触罐底液体与脱戊烷塔顶回流罐顶来的气体相混合进入液化气吸收罐,用以吸收气体中液化气。液化吸收罐顶气体为燃料气,排入增压机入

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口分液罐或装置内燃料气管网;液化气吸收罐底液体用泵送入脱戊烷塔分离成戊烷油馏份和脱戊烷油。

自液化气吸收罐底来的液体,与脱戊烷塔底产物换热后进入脱戊烷塔。脱戊烷塔顶产物经空冷、水冷冷凝冷却后进入脱戊烷塔顶回流罐,罐顶气体与接触罐底液体混合进入液化气吸收罐。回流罐底液体一部分泵送至脱戊烷塔顶作回流,另一部分作为戊烷油馏份送至C4/C5分离塔,脱戊烷塔底油一部分送出装置作产品,一部分经脱戊烷塔底重沸炉加热后返回脱戊烷塔底。重沸炉燃料为燃料油和燃料气。

戊烷油馏份与C4/C5分离塔底产物(即戊烷)换热后进C4/C5分离塔,塔顶产物经水冷器冷凝冷却后进C4/C5分离塔回流罐。罐顶不凝气即燃料气进入装置内燃料气管网,罐底液体一部分泵送至塔顶作回流,其余部分即液化气作产品送出装置;C4/C5分离塔底油即戊烷与C4/C5分离塔进料换热,再经水冷冷却后送出装置,也可打入重整汽油馏份中。C4/C5分离塔底重沸器使用1.0MPa(g)蒸汽加热。

1.4 催化剂连续再生装置

1.4.1 工艺流程 1.4.1.1催化剂再生原理

为了适应较高苛刻度重整反应的需要,在连续重整装置中设置催化剂连续再生系统,使重整催化剂能够在反应部分不停工的条件下,连续除掉反应过程中生成的积碳,及时恢复其性能,从而能够长期在接近新鲜催化剂的活性条件下操作。改进催化剂连续再生的技术,是发展连续再生装置的关键。

重整催化剂连续再生包括以下四个基本步骤:烧焦烧去催化剂的积碳;氧氯化使金属铂氧化和分散并调整氯含量;干燥脱出催化剂上的水分;还原将铂金属由氧化态还原成金属态。催化剂的连续再生系统前二个步骤在再生器内进行,最后一个步骤在反应器前的还原罐内进行。

(1)烧焦

烧焦是催化剂再生的第一个步骤,催化剂上的积碳与氧气化合生成二氧化碳和水,并放出热量。

这一反应除去积碳,产生的热量会使催化剂的温度升高,可能会损坏催化剂,所以必须加以控制。方法是控制燃烧过程的氧含量。高氧会提高燃烧的温度,低氧则会使燃烧速度减慢。燃烧区有四个重要操作参数,它们是:催化剂循环速率、燃烧区的氧含量、待生催化剂的碳含量和燃烧区的气体速率。操作人员为了保证全部积碳在燃烧区内烧完。必须选择好这四个操作参数。

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(2)氧化

催化剂在烧炭过程中有氯流失,并造成金属铂的聚结,因此第二个步骤是调整氯含量、氧化和分散催化剂上的铂金属。这些反应既需要氧气又需要氯化物。在氯化区中,含氧和氯化物的气体在高温下与烧完积碳的催化剂接触。氯化物对于保持催化剂的活性是必须的,但过多或过少对重整反应也不利。因此,加到催化剂上氯化物的量应当加以控制,方法是控制氯化物的注入量。金属在催化剂上分布愈均匀,则催化剂的金属功能发挥愈好。对金属氧化和再分散有利的条件是高氧浓度、长停留时间和适当的氯化物浓度。

(3)干燥

第三个步骤是从催化剂上脱出水分,这些水分是在催化剂烧焦步骤中产生的,通过干燥气体流过催化剂时将水分带出。高温、足够的干燥时间和适当的干燥气体流量,并确保气体分布均匀是干燥的必要条件。

(4)还原

第四个步骤就是将催化剂上的金属由氧化太变成还原态,以恢复催化剂的活性。还原反应越完全越好。对这一反应有利的条件是高氢纯度、适当的还原气体流量和足够的还原温度。

1.4.1.2 再生回路

在催化剂再生回路中,使用再生气循环压缩机进行气体循环。再生气体主要是氮气,含有少量氧气。在再生气循环压缩机出口,再生气体分两部分,主体部分用于两段烧焦,气体经过与烧焦产物气体换热,电加热器加热后进入再生器,再生气体首先预加热进入再生器顶部的催化剂,然后流经烧焦区的两段径向床层进行催化剂烧焦,烧焦后的气体经过与烧焦进料气体换热后,经水冷冷却进入再生气洗涤塔;第二股气体用于催化剂的焙烧和氧氯化,将空气补入气体中以保证焙烧和氧氯化气体中氧含量在3~6%(mol),气体经过与焙烧产物换热,电加热器加热后进入再生器下部轴向床层的焙烧段,气体在再生器内与注入的氯化物混合,向上流动通过再生器的氧氯化轴向床层,氧氯化气体经过换热后与第一股气体混合经水冷冷却进再生气洗涤塔。再生气洗涤塔的作用是洗去再生气中的HCl、CO2以防止对设备的腐蚀。再生气洗涤塔分成碱洗和水洗两部分;首先再生气与3%(重)碱溶液混合,以洗去HCl、CO2然后在塔内水与气体再次混合以洗去气体中残留的碱,洗涤后的气体使用一个再生干燥器以去除气体中的饱和水,干燥后的气体再回到再生气循环压缩机循环使用。

1.4.1.3催化剂循环回路

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各反应器下部均设有下部料斗和提升器,顶上设有上部料斗。再生器上部设有缓冲罐和闭锁料斗,下部也设有下部料斗和提升器。催化剂依次从一反到二反、三反、四反都是通过含氢气体输送的,从四反底部至再生器顶部以及从再生器底部至一反顶部的催化剂是通过氮气输送的。在各反应器和再生器内,催化剂的流动是通过重力进行的。

待生催化剂从四反底部经N2提升进入上部缓冲罐,通过重力由上部缓冲罐进入闭锁料斗,然后进入再生器进行再生;再生后的新鲜催化剂从再生器底部用N2提升至一反上部料斗,催化剂通过重力流经一反顶部的还原罐用高纯度的H2在一定温度下对催化剂进行还原;还原后的催化剂通过重力流至一反,从而完成催化剂待生、再生、还原的全过程。

催化剂的输送流率是一次气体和二次气体共同控制的。在保证总提升气体量恒定的前提下,一次气体起提升作用,二次气体起控制催化剂提升量的作用。

1.4.1.4再生隔断和安全联锁系统

1.为了防止反应系统的烃类进入N2提升系统和还原罐,在四反底部和一反顶部的上部料斗和还原罐之间设置了特殊的自动隔离阀,当出现此类事故的可能性时,隔断阀将通过程序自动关闭。

2.为了防止再生系统的O2含量进入N2提升系统,在再生器下部料斗和提升器之间的密封料腿上设置了特殊的自动隔离阀,通过程序来控制此阀的关闭以防止事故的发生。

3.为了保证再生系统安全操作,在反应器下部料斗和再生器下部料斗上都设置了密封气体以保证下部料斗压力比上部反应器和再生器的压力要稍高,同时比下部提升器的压力也稍高,当密封气体流量低于某一数值,联锁程序将自动关闭隔断阀再生系统与反应系统隔断。

1.5 技术特点

1.5.1 工艺特点

1)重整反应平均压力为0.35MPa,反应压力低,氢烃比小,产品收率高; 2)重整反应器为移动床,并列布置;

3)再生器为移动床,催化剂在再生器内连续地进行再生;

4)反应器之间的催化剂提升用H2作为提升动力,反应器与再生器之间的催化剂提升用N2作用提升动力;

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