2008年度催化重整年会交流资料
中国石油工程建设公司华东设计分公司
2008年10月
目 录
掺炼催化裂化汽油的重整原料预处理反应系统的优化设计 ???3 重整进料换热器工艺参数优化分析 ????????????11 广西石化公司220万吨/年连续重整装置的优化设计 ?????15 重整预加氢反应器压降过大原因分析及对策 ????????21
掺炼催化裂化汽油的重整原料预处理反应系统的优化设计
邵 文 尹祚明 刘廷斌
中国石油工程建设公司华东设计分公司 山东省青岛市 266071
摘 要：近年来我国重整装置原料严重不足，严重影响企业的经济效益，通过掺炼催化裂化汽油可以缓解这一矛盾。本文探讨了催化汽油加氢生产重整原料工艺路线，通过华北石化的设计和工业应用提出了在设计中应该注意的几个问题。
主题词：重整原料预处理 催化裂化汽油 催化剂 设计注意问题
1 前言
催化重整装置是以石脑油为原料，在催化剂的作用下，生产高辛烷值汽油组分和芳烃的工艺过程，同时还可以为加氢装置提供的廉价氢源，催化重整装置在芳烃生产和清洁汽油生产中具有非常重要的地位。
重整装置的主要原料为直馏汽油，由于我国原油以重质油为主，轻、中质馏分少，重质馏分多，直馏汽油组分收率较低，同时近年来以直馏汽油为裂解原料的乙烯生产能力的不断扩大，造成催化重整装置原料不足，严重影响企业的经济效益，必须扩大重整原料来源。把加氢裂化重石脑油、催化裂化汽油、焦化汽油等作为作为催化重整装置原料，是解决我国催化重整原料油不足的重要途径。
我国催化裂化汽油占汽油总调合组分的80%以上，催化裂化汽油硫、氮含量高、烯烃含量高、辛烷值高。因此，降低催化裂化汽油中的硫和烯烃含量是生产清洁汽油的重要途径。通过分析，催化裂化汽油的前段具有烯烃的辛烷值，后段具有芳烃的辛烷值，中间段的辛烷值最低，可以通过催化重整进行改质，催化裂化汽油做为催化重整原料必须经过加氢精制。
目前华北石化公司的一次加工能力为500万吨/年，两套催化裂化装置的加工能力为280万吨/年，由于没有加氢裂化装置和焦化装置，汽油的硫、烯烃含量超标，无法正常出厂。为此，通过各种加工方案比较，必须掺炼一部分催化汽油进重整装置，以降低出厂汽油产品的硫、烯烃含量，同时还可以为扩建的柴油加氢装置提供足够的氢气。
2、催化汽油加氢生产重整原料工艺路线
2．1催化汽油先进中压加氢装置加氢后再进入预加氢系统
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若炼厂的加氢能力有富余，催化裂化汽油作为重整进料前，可以先经中压加氢装置精制后再去重整预加氢，这样可以降低重整预加氢反应系统的压力和氢油比。对于重整原料不足的企业，重整原料预处理系统不需要改造就可以大比例的掺炼催化裂化汽油。缺点是由于处理了催化裂化汽油而占用了加工其他油品的生产能力，有时还会对中压加氢精制装置的操作带来影响。 2．2催化汽油直接进入预加氢系统
常规的重整预加氢反应的压力在2.5MPa(g)左右,目前大港石化公司重整装置已经成功的掺炼了18%的催化裂化汽油。在掺炼比例很大时必须采用合适的催化剂和较高的反应压力来处理硫、氮和烯烃含量高的催化裂化汽油。对于现有的重整装置来说，为了扩大重整的原料来源，掺炼催化裂化汽油的比例应控制在20%以内。
对于掺炼比例较大的重整装置，为了保证重整进料的杂质含量合格，一般需要提高预加氢反应的压力（通常为4MPa(g)）和氢油比。由于催化汽油的烯烃含量较高，应密切注意反应器的温升。据美国UOP公司介绍，温升小于28℃时，不需要冷氢。当温升大于28℃时，应考虑注入冷氢措施。
催化裂化汽油直接进入重整预加氢精制的优点是加工流程短，装置操作灵活，可以控制催化裂化汽油的掺炼比例。此外，由于操作压力比中压加氢低，减少芳烃的饱和，从而减少了原料中环烷烃的损失。
这种流程的缺点是掺炼催化裂化汽油后装置的投资增加，在处理直馏汽油原料时，装置的能耗与常规相比较大。
对于新建或改造的重整原料预处理反应系统来说，建议采用这种加工流程。目前大连石化、锦西石化（重整改造）和广西石化都采用这种加工流程。 3预加氢反应系统设计条件的选择
华北石化公司重整原料预处理反应系统加工50%催化裂化汽油和50%直馏石脑油的混合原料，其设计规模为100万吨/年，加氢产物经汽提和分馏后为连续催化重整装置提供馏程和杂质含量合格的精制油原料。 3．1原料
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表-1混合石脑油原料性质
原料 混合比(wt%) 密度 (20C), g/cc 硫, ppmw 氮, ppmw 溴价, gBr/100g 砷含量, ppb 馏程（ASTM D 86）, C oo直馏汽油 50 0.734 15 3 - 38 86 121 163 167 FCC 稳定汽油 50 0.735 373 51 55 70 98 123 164 168 混合汽油 100 0.735 211 27 28 60 39 87 122 164 168 IBP 10% 50% 90% FBP 3．2催化剂
根据加工原料的实际情况，标准催化剂亚太公司推荐具有两个反应器的预加氢反应系统。在第一反应器进行脱砷并于低温下将烯烃和二烯烃饱和。Arsenix脱砷催化剂装填在第一反应器顶部用于脱除原料油中的砷化合物。在第一反应器的底部装填DN3110催化剂，用于烯烃饱和和脱除硫、氮。
第二反应器主要用于脱除硫和氮，装填DN3110催化剂。除加氢精制催化剂和脱砷催化剂外，标准公司同时要求使用834-HC/815-HC级配装填材料以使烯烃在饱和反应过程中的速度由缓至快并减少压力降。
催化剂床层顶部级配装填材料/催化剂的特点： 1） 级配装填材料
标准公司 834-HC是一种具有活性的铁保护剂，为一种具有捕获颗粒能力的中空圆柱体。该保护剂的设计使其拥有大孔径以便颗粒进入保护剂本身而不致于积聚在下面的催化剂的更小的孔隙中，具有优良的抗压碎强度和高的磨损指数。与球形和挤条形相比中空圆柱体具有更大的孔隙率，可为铁、焦粉、聚合物和垢类提供更大储存空间。另外，与惰性支撑物相比，这种保护剂的催化活性减缓了结焦和结垢的生成速率，保护了主催化剂床并延长了催化剂的总寿命周期。
标准公司815-HC在设计上是用于催化剂床层顶部以减缓反应器压力降增加
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