{安全生產(chǎn)管理}化工安全催化重整工藝生產(chǎn)過(guò)程目錄1.概論..........................................................................................51.1催化重整簡(jiǎn)介.....................................................................................51.2催化重整在石油加工中的地位.........................................................51.3催化重整發(fā)展史.................................................................................51.4催化重整工藝過(guò)程.............................................................................61.4.11.4.2生產(chǎn)芳烴方案................................................................................82.催化重整化學(xué)反應(yīng)機(jī)理.........................................................82.1芳構(gòu)化反應(yīng).........................................................................................82.1.12.1.2五員環(huán)烷烴異構(gòu)化成六員環(huán)烷烴.................................................82.1.3烷烴的脫氫環(huán)化反應(yīng).....................................................................92.1.4.芳構(gòu)化反應(yīng)特點(diǎn).............................................................................92.2異構(gòu)化反應(yīng)..........................................................................................92.3加氫裂化反應(yīng).....................................................................................102.4積炭反應(yīng).............................................................................................103.催化重整催化劑.....................................................................103.1催化重整催化劑類型及組成............................................................103.1.1活性組分.......................................................................................103.1.2助催化劑.......................................................................................113.1.3載體................................................................................................123.2.催化重整催化劑評(píng)價(jià).........................................................................123.2.1化學(xué)組成........................................................................................123.2.2物理性質(zhì)........................................................................................123.2.3使用性能........................................................................................123.3催化重整催化劑使用.........................................................................143.3.1開工技術(shù)........................................................................................143.3.2反應(yīng)系統(tǒng)中水氯平衡的控制........................................................153.3.3催化劑的失活控制與再生............................................................164.催化重整原料選擇及處理.....................................................194.1原料的選擇.........................................................................................194.1.1餾分組成........................................................................................194.1.2族組成............................................................................................194.1.3雜質(zhì)含量........................................................................................194.2重整原料的預(yù)處理.............................................................................204.2.1預(yù)分餾............................................................................................204.2.2預(yù)加氫............................................................................................204.2.3預(yù)脫砷............................................................................................204.2.4脫金屬.............................................................................................214.2.5脫氯..............................................................................................215.催化重整的具體工藝工程...................................................225.1世界有兩種工業(yè)化連續(xù)重整技術(shù)..................................................225.1.1美國(guó)環(huán)球油品公司（UOP）.....................................................225.1.2法國(guó)石油研究院（IFP）...........................................................235.2原料及產(chǎn)品.....................................................................................245.2.1原料.............................................................................................245.2.2產(chǎn)品.............................................................................................245.3工藝流程..........................................................................................255.3.1生產(chǎn)高辛烷值汽油流程.............................................................255.3.2生產(chǎn)芳烴流程.............................................................................255.4原料預(yù)處理......................................................................................255.4.1預(yù)分餾.........................................................................................265.4.2預(yù)加氫.........................................................................................265.4.3預(yù)脫砷.........................................................................................265.5催化重整..........................................................................................265.5.1固定床半再生式工藝流程.........................................................265.5.2移動(dòng)床連續(xù)再生式工藝流程.....................................................275.5.3催化重整反應(yīng)器.........................................................................285.6芳烴抽提工藝流程..........................................................................285.7芳烴精餾工藝流程..........................................................................295.8麥格納重整工藝流程......................................................................295.9重整反應(yīng)的主要操作參數(shù)..............................................................295.9.1反應(yīng)溫度.....................................................................................295.9.2反應(yīng)壓力.....................................................................................305.9.3空速.............................................................................................305.9.4氫油比.........................................................................................305.10催化重整工藝特點(diǎn)........................................................................306.催化重整的重要部位及設(shè)備...............................................316.1重要部位...........................................................................................316.2重要設(shè)備...........................................................................................316.2.1反應(yīng)器..........................................................................................316.2.2高壓分離器..................................................................................316.2.3氫氣壓縮機(jī)..................................................................................316.2.4進(jìn)料換熱器..................................................................................326.2.5多流路四合一加熱爐..................................................................326.2.6在生器..........................................................................................326.2.7重整反應(yīng)器..................................................................................327.重整裝置能耗分析...............................................................337.1半再生重整裝置能耗分析.............................................................337.2連續(xù)重整裝置能耗分析...................................................................357.3兩種重整工藝能耗對(duì)比分析........................................................368.降低重整能耗的措施..........................................................378.1提高加熱爐熱效率.........................................................................378.1.1余熱回收....................................................................................378.1.2提高加熱爐熱效率....................................................................378.2降低循環(huán)氫壓縮機(jī)功率.................................................................378.3優(yōu)化工藝流程.................................................................................378.3.1降低臨氫系統(tǒng)壓力降................................................................378.3.2.加熱爐增加并聯(lián)流路................................................................388.4選用高效設(shè)備.................................................................................388.5能耗總結(jié)........................................................................................389.安全設(shè)施設(shè)置的考慮..........................................................389.1重整循環(huán)氫低流量的聯(lián)鎖.............................................................389.1.1重整循環(huán)氫主要作用................................................................389.1.2重整循環(huán)氫斷流或流量過(guò)低對(duì)裝置造成的危害....................399.1.3重整循環(huán)氫壓縮機(jī)保護(hù)措施....................................................399.2離心式重整循環(huán)氫壓縮機(jī)防喘震系統(tǒng)的考慮............................399.3重沸爐的多流路控制與低流量保護(hù)............................................399.4安全環(huán)保系統(tǒng)的考慮....................................................................4010.催化重整危險(xiǎn)因素分析及其防范措施............................4010.1開停工時(shí)危險(xiǎn)因素及其防范.......................................................4010.1.1停工過(guò)程中危險(xiǎn)因素及其防范..............................................4010.1.2開工過(guò)程中危險(xiǎn)因素及其防范..............................................4110.2正常生產(chǎn)中危險(xiǎn)因素及其防范...................................................4110.2.1設(shè)備防腐..................................................................................4110.2.2催化重整裝置常見(jiàn)事故處理原則..........................................4210.3裝置易發(fā)生的事故及其處理.......................................................4210.3.1重整單元常見(jiàn)事故處理方法..................................................4210.3.2抽提單元常見(jiàn)事故處理..........................................................4310.3.3精餾單元常見(jiàn)事故處理..........................................................431．概論1.1催化重整簡(jiǎn)介煉廠加氫裝置（如加氫精制、加氫裂化）用氫的重要來(lái)源。1.2催化重整在石油加工中的地位構(gòu)的工藝過(guò)程。其主要目的：一是生產(chǎn)高辛烷值汽油組分；二是為化纖、橡膠、塑料和精細(xì)化工提供原料（苯、甲苯、二甲苯，簡(jiǎn)稱BTX等芳烴）。除此之外，75%～95%）和民用燃料液化氣等副產(chǎn)品。達(dá)國(guó)家的車用汽油組分中，催化重整汽油約占25％～30％。我國(guó)已在2000年實(shí)現(xiàn)了汽油無(wú)鉛化，汽油辛烷值在90(RON)以上，汽油中有害物質(zhì)的控制指標(biāo)為：烯烴含量≯35％，芳烴含量≯40％，苯含量≯2.5％．硫含量≯0.08％。而目前中催化重整將發(fā)揮重要作用。目前最重要的發(fā)展方向，BTX是一級(jí)基本化工原料，全世界所需的BTX有一半以上是來(lái)自催化重整。2004年世界主要國(guó)家和地區(qū)原油總加工能力為4090Mt／a，其中催化重整處理能力488Mt／a，約占原油加工能力的13.7％。1.3催化重整發(fā)展史1940(MoO3-AI2O3)催化劑，以重汽油為原料，在480～530℃、1～2MPa(氫壓)的條件下，通過(guò)環(huán)烷烴油的辛烷值可高達(dá)80左右，這一過(guò)程也稱為臨氫重整。但是這個(gè)過(guò)程有較大的臨氫重整停止發(fā)展。1949作一般可連續(xù)生產(chǎn)半年至一年不需要再生。鉑重整一般是以80～200℃餾分為原料，在450～520℃，1.5～3.0MPa(氫壓)及鉑／氧化鋁催化劑作用下進(jìn)行，汽油收率為909030％～70烴的重要來(lái)源。1952年發(fā)展了二乙二醇醚為溶劑的重整生成油抽提芳烴的工藝，—芳烴抽提聯(lián)合裝置迅速發(fā)展成生產(chǎn)芳烴的重要過(guò)程。1968突破。與鉑催化劑比較，鉑錸催化劑和隨后陸續(xù)出現(xiàn)的各種雙金屬（鉑——積炭達(dá)206或多金屬催化劑有利于烷烴環(huán)化的反應(yīng)，增加芳烴的產(chǎn)率，汽油辛烷值可高達(dá)105(RON)，芳烴轉(zhuǎn)化率可超過(guò)100％，能夠在較高溫度，較低壓力(0.7～1.5MPa)的條件下進(jìn)行操作。換熱器等。業(yè)化，以后陸續(xù)建成不少各種類型的工業(yè)裝置，到九十年代有了更大的進(jìn)展。已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。（1）重整催化劑體從η-Al2O3到高純?chǔ)?Al2O3化劑?，F(xiàn)在我們不僅擁有可與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)的CB-7、CB-8鉑錸催化劑，還擁有世界上少數(shù)公司具有的鉑錫連續(xù)重整催化劑3861-Ⅰ、3861-B。工業(yè)實(shí)踐證明，這些催化劑的性能達(dá)到和超過(guò)了國(guó)外同類型催化劑的水平。（2）原料精制油硫等。1.4催化重整工藝過(guò)程,還包括芳烴抽提和精餾裝置。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的原料進(jìn)入重整工段(見(jiàn)圖)至490～525℃后,在1～2MPa3～4值汽油組分（研究法辛烷值90以上），或送往芳烴抽提裝置生產(chǎn)芳烴。圖：1.4.11.4.2生產(chǎn)芳烴方案圖：2．催化重整化學(xué)反應(yīng)機(jī)理催化重整是以C6～C11石腦油餾分為原料，在一定的操作條件和催化劑的作用下，過(guò)程。催化重整的化學(xué)反應(yīng)主要有下述幾種（式中M為金屬功能，A為酸性功能）。2.1芳構(gòu)化反應(yīng)凡是生成芳烴的反應(yīng)都可以叫芳構(gòu)化反應(yīng)。2.1.12.1.2五員環(huán)烷烴異構(gòu)化成六員環(huán)烷烴2.1.3烷烴的脫氫環(huán)化反應(yīng)。2.1.4.芳構(gòu)化反應(yīng)特點(diǎn)的提高，主要原因是降低了反應(yīng)壓力和提高了反應(yīng)速率。2.2.異構(gòu)化反應(yīng)例如：容易進(jìn)行脫氫環(huán)化反應(yīng)。因此，異構(gòu)化反應(yīng)對(duì)生產(chǎn)汽油和芳烴都有重要意義。2.3加氫裂化反應(yīng)例如：C3的小分子很少。反應(yīng)，這些都有利于提高汽油辛烷值，但同時(shí)由于生成小于C5氣體烴，汽油產(chǎn)率下降，并且芳烴收率也下降，因此，加氫裂化反應(yīng)要適當(dāng)控制。2.4積炭反應(yīng)烴類的深度脫氫，生成烯烴和二烯烴，烯烴進(jìn)一步聚合及環(huán)化，形成稠環(huán)芳烴，吸附在催化劑上，最終轉(zhuǎn)化成積炭，而使催化劑失活。和積炭反應(yīng)是不希望的，應(yīng)盡量減小或避免。3.催化重整催化劑3.1催化重整催化劑類型及組成工業(yè)重整催化劑分為兩大類：非貴金屬和貴金屬催化劑。Cr2O3/Al2O3MoO3/Al2O3汰。Pt-Re/Al2O3Pt-Sn/Al2O3Pt-Ir/Al2O3性組分主要是元素周期表中第Ⅷ族的金屬元素，如鉑、鈀、銥、銠等。貴金屬催化劑由活性組分、助催化劑和載體構(gòu)成。3.1.1活性組分屬功能；由鹵素提供烯烴環(huán)化、五員環(huán)異構(gòu)等異構(gòu)化反應(yīng)功能，也叫酸性功能。在反應(yīng)中是有機(jī)配合的，它們并不是互不相干的，應(yīng)保持一定平衡。（1）．鉑活性組分中所提供的脫氫活性功能，目前應(yīng)用最廣的是貴金屬Pt。一1%時(shí)，繼體上的金屬能夠更加均勻地分散，重整催化劑的鉑含量趨向于降低，一般為0.1~0.7%。（2）．鹵素活性組分中的酸性功能一般由鹵素提供，隨著鹵素含量的增加，催氟和氯約為1%重整催化劑的雙功能合適地配合。一般新鮮全氯型催化劑的氯含量為0.6~1.5%，實(shí)際操作中要求氯穩(wěn)定在0.4~1.0%。3.1.2助催化劑以下三大系列。且容碳能力增強(qiáng)（鉑錸催化劑容碳量可達(dá)20%，鉑催化劑僅為3~6%固定床重整工藝?！ゃK銥系列，在鉑催化劑中引入銥可以大幅度提高催化劑的脫氫環(huán)化能力。銥是三組分作為抑制劑，改善其選擇性和穩(wěn)定性；·鉑錫系列，鉑錫催化劑的低壓穩(wěn)定性非常好，環(huán)化選擇性也好，其較多的應(yīng)用于連續(xù)重整工藝。3.1.3載體其作用，節(jié)省活性組分的用量，同時(shí)也提高催化劑的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。目前，作為重整催化劑的常用載體有η-AI2O3和γ-AI2O3。η-AI2O3的比表面積大，-AI2O3這類催化劑的載體的孔容和孔徑要大一些，這一點(diǎn)從催化劑的堆積密度可看出，鉑催化劑的堆積密度預(yù)約為0.65～0.8g/cm3，多金屬催化劑則為0.45～0.68g/cm3。3.2.催化重整催化劑評(píng)價(jià)重整催化劑評(píng)價(jià)主要從化學(xué)組成、物理性質(zhì)及使用性能三個(gè)方面進(jìn)行。3.2.1化學(xué)組成體的組成和結(jié)構(gòu)。主要指標(biāo)有：金屬含量、鹵素含量、載體類型及含量等。3.2.2物理性質(zhì)性。主要指標(biāo)有：堆積密度、比表面積、孔體積、孔半徑、顆粒直徑等。3.2.3使用性能性能、機(jī)械強(qiáng)度、壽命等。（1）．活性定的反應(yīng)條件下考察芳烴轉(zhuǎn)化率或芳烴產(chǎn)率。（2）．選擇性平行-順序反應(yīng)過(guò)程，因此催化劑的選擇性直接影響目的產(chǎn)物的收率和質(zhì)量。催化劑的選擇性可用目的產(chǎn)物的收率或目的產(chǎn)物收率/非目的產(chǎn)物收率的值進(jìn)行評(píng)/液化氣收率、汽油收率/液化氣收率等表示。（3）.穩(wěn)定性共同作用造成。一般把催化劑活性和選擇性下降叫催化劑失活。造成催化劑失活原因主要有：低、空速低易生焦）、催化劑性能、再生方法和程度等；久性中毒。永久性中毒是指催化劑活性不能恢復(fù)，如砷、鉛、鉬、鐵、鎳、汞、鈉等中毒，其中以砷的危害性最大。砷與鉑有很強(qiáng)的親和力，它與鉑形成合金（PtAs2200ppm時(shí)，催化CO和CO2等破碎及燒融等，這些對(duì)催化劑的活性及選擇性造成不利的影響。劑和反應(yīng)后期催化劑的選擇性變化來(lái)表示。（4）.再生性能生后很難恢復(fù)到新鮮催化劑的水平。這是由于有些失活不能恢復(fù)（永久性的中85％～95它的活性不再滿足要求就需要更換新鮮催化劑。（5）.機(jī)械強(qiáng)度定的機(jī)械強(qiáng)度。工業(yè)上常以耐壓強(qiáng)度（Pa或N/（6）.壽命t原料／kg催化劑或m3原料／kg催化劑表示。3.3催化重整催化劑使用3.3.1開工技術(shù)進(jìn)油等步驟，每個(gè)步驟都會(huì)影響催化劑的性能和反應(yīng)過(guò)程。（1）．催化劑的裝填布不均，產(chǎn)生短路。（2）．催化劑的干燥殘存的烴類燒去，氧濃度可逐步升到5%500之列。（3）．催化劑的還原分離器排出，以吹掃系統(tǒng)中的氮?dú)狻Ｈ缓笥脷鋵⑾到y(tǒng)充壓到05～07MPa進(jìn)行循環(huán)，并以30～50℃／h的速度升溫，當(dāng)溫度升到480～500℃時(shí)保持lh，結(jié)束子篩干燥設(shè)施的裝置上，必要時(shí)可投用分子篩干燥設(shè)施。（4）．催化劑預(yù)硫化油后發(fā)生劇烈的氫解反應(yīng)。硫化溫度為370℃左右，硫化劑（硫醇或二硫化碳）在lh內(nèi)注完，新裝置注硫量要多些。注硫量不同，進(jìn)油催化劑床層溫度和氫濃0.06～0.15出來(lái)，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能將循環(huán)氣中硫含量降到2ppm以下，在此期間不能將反應(yīng)溫度提高到所需溫度，只能在480℃較低溫條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，否則會(huì)加速催化劑失活。（5）．重整進(jìn)油及調(diào)整操作水氯平衡的調(diào)節(jié)。3.3.2反應(yīng)系統(tǒng)中水氯平衡的控制化劑有適宜的氯含量。調(diào)節(jié)方法在開工初期和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有所不同。（1）.開工初期整。量為催化劑的0.2％（重）左右。480200ppm量小于2ppm0.5ppm49050ppm一氯平衡調(diào)節(jié)。（2）．正常運(yùn)轉(zhuǎn)15~50ppml5~30ppm化鋁，并使氯分布均勻。循環(huán)氣中氯含最在l~3ppm之間，過(guò)高的氯表明催化劑上氯過(guò)量。催化劑上的氯含量是反應(yīng)系統(tǒng)中水和氯摩爾比的函數(shù)。3.3.3催化劑的失活控制與再生的極限，或液體收率大幅度下降時(shí)，催化劑必須停工再生。（1）.催化劑的失活控制·抑制積炭生成入了第二金屬和制備技術(shù)的改進(jìn)，催化劑上鉑含量從0.6％降到0.3％，甚至更低，而催化劑的穩(wěn)定性和容炭能力卻大為提高。壓力可抑制積炭的生成，但壓力加大后，烷烴和環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化成芳烴的速度減慢。對(duì)鉑-錸及鉑-銥雙金屬催化劑在進(jìn)油前進(jìn)行預(yù)硫化，以抑制催化劑的氫解活性，也可減少積炭?！ひ种平饘倬奂趦?yōu)良的新鮮催化劑中，鉑金屬粒子分散很好，大小在10nm左右，而且分布均量，觀察催化劑活性是否上升，在此基礎(chǔ)上再?zèng)Q定是否提溫。散。-Al2O3金屬聚集。·防止催化劑污染中毒及有機(jī)氧化物的存在。的原因，加以排除。爐管和熱交換器內(nèi)的硫化鐵與氧作用生成二氧化硫和三氧化硫進(jìn)入催化劑床層，抑制金屬的再分散，活性變差，并難于氯化更新。l000ppb400應(yīng)器為2℃，第三反應(yīng)器為7℃，鉑催化劑已完全喪失活性。后分析催化劑上砷0.15(m)%0.082(m)0.04(m)％，都已超過(guò)催化劑所允許的砷含量0.02(m)％。將失活催化劑進(jìn)行再生前后的金屬如Pb、Cu等的含量，以防止催化劑發(fā)生永久性中毒。（2）．催化劑的再生恢復(fù)活性，則必須更換催化劑。例如：某重整裝置用鉑錸雙金屬催化劑(Pt0.3Re0.3％)中的氫氣，加壓燒炭及氯化更新進(jìn)行再生，效果良好。催化劑再生包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)?！扛邷厝紵龝r(shí)間。燒炭時(shí)若采用高壓，則可加快燒炭速度。提高再生氣的循環(huán)量，度不宜超過(guò)4600.3～0.8在此基礎(chǔ)上將溫度升到480℃，同時(shí)提高氣中氧含量至1.0～5.0％，燒去殘?zhí)??！ぢ然乱猿^(guò)新鮮催化劑的水平。重整催化劑在使用過(guò)程中，特別是在燒焦時(shí)。鉑晶粒會(huì)逐漸長(zhǎng)大，分散度降低。氯氣體在一定溫度下處理催化劑，使鉑晶粒重新分散，從而提高催化劑的活性，高溫下使金屬充分氧化，在聚集的鉑金屬表面上形成Pt-O-Cl，而自由移動(dòng)，使>8%（mol），水氯摩爾比為20/1，溫度490～510℃，時(shí)間6～8h。氯化時(shí)需注意床層溫度的變化，因在高溫時(shí)，如注氯過(guò)快，或催化劑上殘?zhí)刻啵瑫?huì)引起燃燒，將損害催化劑，氯化更新時(shí)要防止烴類和硫的污染?！け涣蛭廴竞蟮脑偕懈邷?zé)釟溲h(huán)脫硫及氧化脫硫法。510℃，循環(huán)氣中氫在高溫下與硫及硫化鐵作用生成硫化氫．并通過(guò)分子篩吸附除去，當(dāng)油氣分離器出口氣中H2S小于1ppm時(shí)．熱氫循環(huán)即行結(jié)束。爐管中通入含氧的氮?dú)?，在高溫下一次通過(guò)，將硫化鐵氧化成二氧化硫而排出。氣中氧含量為0.5～1.0(v)%0.5MPa420ppm500℃。當(dāng)氣中二氧化硫低于l0ppm時(shí)，將氧濃度提高到5％，再氧化兩小時(shí)即行結(jié)束。4.催化重整原料選擇及處理由于催化重整生產(chǎn)方案、選用催化劑不同及重整催化劑本身又比較昂貴和“嬌嫩，易被多種金屬及非金屬雜質(zhì)反應(yīng)，而失去催化活性。為了提高重整裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期和目的產(chǎn)品收率，則必須選擇適當(dāng)?shù)闹卣喜⒂枰跃铺幚怼?.1原料的選擇4.1.1餾分組成生產(chǎn)各種芳烴時(shí)的適宜餾程目的產(chǎn)物適宜餾程/℃苯60-85甲苯85-110二甲苯110-145苯-甲苯-二甲苯60-1454.1.2族組成芳烴潛含量是指將重整原料中的環(huán)烷烴全部轉(zhuǎn)化為芳烴的芳烴量與原料中原有芳烴量之和占原料百分?jǐn)?shù)(m％)。其計(jì)算方法如下：芳烴潛含量(％)=苯潛含量+甲苯潛含量+C8芳烴潛含量苯潛含量(％)=C6環(huán)烷(％)×78／84+苯(％)甲苯潛含量(％)=C7環(huán)烷(％)×92／98+甲苯(％)C8芳烴潛含量(％)=C8環(huán)烷(％)×106／112+C8芳烴(％)重整芳烴轉(zhuǎn)化率（m％）=芳烴產(chǎn)率（m％）/芳烴潛含量（m％）4.1.3.雜質(zhì)含量中雜質(zhì)含量(m)一般要求如下：硫＜0.5ppm氮＜0.5ppm氯＜1ppm水＜5ppm砷＜1ppb鉛、銅等＜205ppb在1000ppb以上。4.2重整原料的預(yù)處理重整原料的預(yù)處理的目的是切取符合重整要求的餾分和脫除對(duì)重整催化劑有害處理由預(yù)分餾、預(yù)加氫、預(yù)脫砷和脫水等單元組成.4.2.1.預(yù)分餾在預(yù)分餾部分，原料油經(jīng)過(guò)精餾以切除其輕組分(拔頭油)切＜65℃餾分。而生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，切＜80℃的餾分。4.2.2.預(yù)加氫預(yù)加氫的作用是脫除原料油中對(duì)催化劑有害的雜質(zhì)，使雜質(zhì)含量達(dá)到限制要求。同時(shí)也使烯烴飽和以減少催化劑的積炭，從而延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。我國(guó)主要原油的直餾重整原料在未精制以前，氮、鉛、銅的含量都能符合要求，因此加氫精制的目的主要是脫硫，同時(shí)通過(guò)汽提塔脫水。對(duì)于大慶油和新疆油，脫砷也是預(yù)處理的重要任務(wù)。烯烴飽和和脫氮主要針對(duì)二次加工原料。1).預(yù)加氫的作用原理預(yù)加氫是在催化劑和氫壓的條件下，將原料中的雜質(zhì)脫除。經(jīng)預(yù)加氫汽提塔或脫水塔分離出去?！はN通過(guò)加氫生成飽和烴。烯烴飽和程度用溴價(jià)或碘價(jià)表示，一般要求重整原料的溴價(jià)或碘價(jià)＜1g/100g油?！ど椤U、銅等金屬化合物先在預(yù)加氫條件下分解成單質(zhì)金屬，然后吸附在催化劑表面。2).預(yù)加氫催化劑10％～15含量為2％～5％。3）.預(yù)加氫操作條件化，典型預(yù)加氫操作條件見(jiàn)表。操作條件直餾原料二次加工原料壓力,MPa2.02.5溫度,℃280-340<400氫油比,Nm^3/m^空速,h^-1424.2.3.預(yù)脫砷砷不僅是重整催化劑最嚴(yán)重的毒物，也是各種預(yù)加氫精制催化劑的毒物。因lppb以下。如果原料油的含砷量<100ppb，可不經(jīng)過(guò)單獨(dú)脫砷，經(jīng)過(guò)預(yù)加氫就可符合要求。目前，工業(yè)上使用的預(yù)脫砷方法主要有三種：吸附法、氧化法和加氫法。1).吸附法砷劑是浸漬有5％～10％硫酸銅的硅鋁小球。2).氧化法經(jīng)蒸餾或水洗除去。常用的氧化劑是過(guò)氧化氫異丙苯，也有用高錳酸鉀的。3).加氫法度、壓力及氫油比基本相同。預(yù)脫砷所用的催化劑是四鉬酸鎳加氧精制催化劑。4.2.4脫金屬石腦油餾分中的金屬含量一般以μg/kg透預(yù)精制催化劑床層而不能滿足重整催化劑要求時(shí)，則預(yù)精制催化劑必須更換，若石腦油在預(yù)精制催化劑床層中，因某些原因出現(xiàn)“短路現(xiàn)象尤其是冷壁反應(yīng)器則必須停工處理。4.2.5脫氯0.5mg/kg化氫（HCl比相同條件下，與高溫脫氯劑發(fā)生化學(xué)吸附反應(yīng)將精制油中的氯化氫脫除。重整預(yù)加氫反應(yīng)器出口物流的溫度較高（280-320℃）脫氯劑在該溫度下使用時(shí)，HCl對(duì)整個(gè)工藝流程設(shè)備的腐蝕隱患。高溫脫氯劑床層發(fā)生穿透飽和后，需及時(shí)更換新的脫氯劑。5.催化重整的具體工藝工程5.1世界有兩種工業(yè)化連續(xù)重整技術(shù)5.1.1UOP環(huán)。（1）UOP連續(xù)重整裝置的工藝流程-重整反應(yīng)部分部分：（2）UOP連續(xù)重整裝置的工藝流程--cyclemax催化劑連續(xù)再生流程5.1.2IFP（1）IFP連續(xù)重整裝置的工藝流程--反再部分（2）IFP連續(xù)重整裝置的工藝流程—第二代連續(xù)重整再生流程（3）IFP連續(xù)重整裝置的工藝流程—第三代（RegenC）再生流程5.2原料及產(chǎn)品5.2.1原料汽油切取相應(yīng)餾分而得。（1）.如果催化重整的產(chǎn)品為芳烴（簡(jiǎn)稱BTX70-145℃餾分，稱為輕石腦油。（2）.如果產(chǎn)品為高辛烷值汽油，則采用70-180℃餾分，稱為重石腦油。5.2.2產(chǎn)品（1）.催化重整汽油是無(wú)鉛高辛烷值汽油的重要組分，發(fā)達(dá)國(guó)家占車用汽油的25～30%（2）.BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的BTX來(lái)自催化重整（3）.氫氣是煉廠加氫過(guò)程的重要原料，重整副產(chǎn)氫氣是比較廉價(jià)的氫氣來(lái)源（PS:由于石腦油市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)低于車用無(wú)鉛汽油，使用石腦油和石化助劑調(diào)配車汽油，長(zhǎng)期使用會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞車輛發(fā)動(dòng)機(jī)。）5.3工藝流程目的的重整裝置還包括芳烴抽提和芳烴精餾兩部分。5.3.1生產(chǎn)高辛烷值汽油流程：原料預(yù)處理→重整反應(yīng)5.3.2生產(chǎn)芳烴流程：原料預(yù)處理→重整反應(yīng)→芳烴抽提→芳烴精餾（分離）5.4原料預(yù)處理為了滿足對(duì)重整原料的要求，必須對(duì)重整原料油進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理包括：預(yù)分餾、預(yù)加氫、預(yù)脫砷三部分。目的：將原料切割成適合重整要求的餾程范圍和脫去對(duì)催化劑有害的雜質(zhì)。5.4.1預(yù)分餾目的：根據(jù)重整裝置產(chǎn)品要求，切割成一定餾程的餾分作為原料。原料油經(jīng)過(guò)精餾以切除其輕組分(拔頭油)。生產(chǎn)芳烴時(shí)，一般只切＜60℃餾分；90整準(zhǔn)備符合餾分要求的原料。5.4.2預(yù)加氫目的：脫除原料油中的雜質(zhì)。氧化物等轉(zhuǎn)變成易于除掉的氣體、硫化氫、氨和水；原料中的砷、鉛、銅、汞、求。通常原料油含砷量在100~200ppb1~2ppb含砷量過(guò)高，則必須先經(jīng)過(guò)預(yù)脫砷。5.4.3預(yù)脫砷含量不得高于1ppb。（1）.加氫法度、壓力及氫油比基本相同。預(yù)脫砷所用的催化劑是四鉬酸鎳加氫精制催化劑。在一定條件下，可將原料油中的砷由1000ppb脫至小于1ppb（2）.吸附法砷劑是浸漬有5％~10％硫酸銅的硅鋁小球。（3）.氧化法經(jīng)蒸餾或水洗除去。常用的氧化劑是過(guò)氧化氫異丙苯，也有用高錳酸鉀的。5.5催化重整將預(yù)處理后的精制油采用多金屬()應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴或提高汽油辛烷值為目的。式工藝流程和移動(dòng)床反應(yīng)器連續(xù)再生式工藝流程。5.5.1固定床半再生式工藝流程(或換用異地再生好的或新鮮的催化劑)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此稱為半再生式重整過(guò)程。全部催化劑就地再生一次。5.5.2移動(dòng)床連續(xù)再生式工藝流程3~7天全部催化劑再生一遍。流程中有4油氣經(jīng)中間加熱爐加熱后進(jìn)入第四反應(yīng)器。為減小床層壓降，采用徑向反應(yīng)器。5.5.3催化重整反應(yīng)器向兩種結(jié)構(gòu)形式。1.軸向反應(yīng)器催化劑床層厚，物料通過(guò)后床層壓降較大；2.徑向反應(yīng)器催化劑床層薄，物料通過(guò)后床層壓降小5.6芳烴抽提工藝流程用精餾的方法分離。目前仍然采用溶劑抽提法從重整產(chǎn)物中分離芳烴?；驹恚?1)抽提：利用芳烴與非芳烴在溶劑中溶解度的差異，將兩者分離。(2)汽提：然后根據(jù)芳烴與溶劑的沸點(diǎn)差，將芳烴從溶劑中分離出來(lái)，從而得到高純度的混合芳烴。5.7芳烴精餾工藝流程芳烴精餾是將混合芳烴分離為苯、甲苯、二甲苯等單體芳烴的過(guò)程。行傳質(zhì)傳熱，將各組分加以分離。5.8麥格納重整工藝流程1個(gè)或2個(gè)反應(yīng)床半再生式重整裝置多采用此種工藝流程，也稱作分段混氫流程。更運(yùn)轉(zhuǎn)條件(主要是反應(yīng)溫度)(多)條件下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)。5.9重整反應(yīng)的主要操作參數(shù)5.9.1反應(yīng)溫度反應(yīng)器的入口溫度一般為480～520℃。在反應(yīng)器入口溫度的分布上曾經(jīng)有過(guò)幾種不同方法：（1）.由前往后逐個(gè)遞減。（2）.由前往后逐個(gè)遞增。（3）.幾個(gè)反應(yīng)器的入口溫度都相同。高的由前往后逐個(gè)遞增方案。5.9.2反應(yīng)壓力半再生式鉑重整采用2～3MPa，鉑錸重整一般采用1.8MPa左右的反應(yīng)壓力。連續(xù)再生式重整裝置的壓力可低至約0.8MPa力已降低到0.35MPa。映重整技術(shù)水平高低的重要指標(biāo)。5.9.3空速通常在生產(chǎn)芳烴時(shí)，采用較高的空速；生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，采用較低的空速，以增加反應(yīng)深度，使汽油辛烷值提高。焦增加。5.9.4氫油比通入循環(huán)氫起如下作用：（1）.為了抑制生焦反應(yīng)，減少催化劑上積炭，起到保護(hù)催化劑的作用。（2）.起到熱載體的作用，減小反應(yīng)床層的溫降，使反應(yīng)溫度不致降得太低。（3）.稀釋原料，使原料更均勻地分布于催化劑床層。鉑重整裝置采用的氫油摩爾比一般為5～8，使用鉑錸催化劑時(shí)一般＜5，新的連續(xù)再生式重整進(jìn)步下降到1～3。5.10催化重整工藝特點(diǎn)（1）重整反應(yīng)部分采用法國(guó)IFP二代超低壓連續(xù)重整專利技術(shù)，反應(yīng)平均壓力為0．35Mpa，反應(yīng)壓力低，氫烴比小，產(chǎn)物液收高，脫戊烷油芳烴含量可達(dá)80%，辛烷值（RON）超過(guò)100。（2）重整反應(yīng)器為移動(dòng)床，并列布置。（3）再生器為移動(dòng)床，催化劑在再生器內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行再生。（4）反應(yīng)器之間的催化劑提升用氫氣作為提升動(dòng)力，反應(yīng)器與再生器之間的催化劑提升用氮?dú)庾鳛樘嵘齽?dòng)力。（5）催化劑循環(huán)回路中使用閉鎖料斗控制系統(tǒng)來(lái)控制催化劑的循環(huán)速率，催化劑循環(huán)和再生操作采用自動(dòng)控制程序。（6）催化劑循環(huán)回路中反應(yīng)器與再生器之間，再生器與反應(yīng)器之間的安全聯(lián)鎖生器中的氧氣不會(huì)進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。（7（8）采用了一系列新型設(shè)備：*采用表面蒸發(fā)空冷器冷卻重整產(chǎn)物，以防止由于重整反應(yīng)壓力太低而使水漏至重整產(chǎn)物中去。*采用橢圓形翅片管空冷器，減少占地面積及投資，提高傳熱效率。*采用新型高效換熱器、外螺紋管束，強(qiáng)化傳熱系數(shù)，減少換熱面積。*采用雙殼程換熱器，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)和占地面積。*采用高效低壓降的單管殼程立式換熱器和新型的低壓降多流路箱式加熱爐。6.催化重整的重要部位及設(shè)備6.1重要部位措施。6.2重要設(shè)備6.2.1反應(yīng)器勵(lì)n壓力的變化，定期對(duì)溫度自保系統(tǒng)，自動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)行校驗(yàn)。6.2.2高壓分離器因此應(yīng)經(jīng)常檢查、定期校驗(yàn)高壓分離器安全附件，如安全線、液位計(jì)、壓力表、調(diào)節(jié)線等。6.2.3氫氣壓縮機(jī)環(huán)氫一般采用離心式壓縮機(jī)，增壓氫采用往復(fù)式壓縮機(jī)。氫壓機(jī)是重整的“心臟，是裝置的重要設(shè)備，如操作不當(dāng)要引發(fā)停車，會(huì)造成催化劑嚴(yán)重積炭，為此必須加強(qiáng)檢查，精心維護(hù)和操作，關(guān)鍵注意事項(xiàng)如下：(1)往復(fù)式壓縮機(jī)在正常操作中壓縮比不能超過(guò)額定值。(2)重整高分壓力變化會(huì)造成氫壓機(jī)人口壓力波動(dòng)，因此要確保重整高分罐壓控閥靈敏可靠。(3)在重整開停工或催化劑燒焦時(shí)，向重整系統(tǒng)補(bǔ)氫氣時(shí)要緩慢補(bǔ)氣，盡量做到連續(xù)補(bǔ)氣，保持氫壓機(jī)人口壓力平穩(wěn)。(4)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，開車前一定要檢查壓縮機(jī)人口分液罐液面，及時(shí)切油，以防氫氣帶油竄進(jìn)汽缸，發(fā)生危險(xiǎn)。6.2.4進(jìn)料換熱器我國(guó)早期重整裝置中進(jìn)料換熱器都是采用U設(shè)備。近年來(lái)催化重整設(shè)備方面另一個(gè)引人注目的進(jìn)展就是采用焊板式換熱器代替原來(lái)的純逆流單管程立式換熱器作重整進(jìn)料換熱器。6.2.5多流路四合一加熱爐壓力降小，因此存在著一個(gè)多流路爐管的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并聯(lián)流路有時(shí)高達(dá)幾十路，合在一起，成為一個(gè)四合一爐，爐管采用U下）。6.2.6在生器程。（1UOP連續(xù)重整再生器結(jié)構(gòu):再生器自上而下分為4同心筒結(jié)構(gòu)。（2）IFP再生器結(jié)構(gòu):再生器自上而下分為4個(gè)區(qū)：一段燒焦區(qū)、二段燒焦區(qū)、氧氯化區(qū)和焙燒區(qū)。一段和二段燒焦區(qū)為徑向床結(jié)構(gòu)；氧氯化區(qū)為軸向床結(jié)構(gòu)、焙燒區(qū)為同心筒結(jié)構(gòu)。6.2.7重整反應(yīng)器有兩種基本型式：（1）軸向反應(yīng)器：物料自上而下軸向流動(dòng)，反應(yīng)器內(nèi)部是一個(gè)空筒，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；（2）徑向反應(yīng)器：物料進(jìn)反應(yīng)器后分布到四周分氣管內(nèi)，然后徑向流過(guò)催化劑比較復(fù)雜。1.速度不斷減小，即W1>W2，因而P2>P1，靜壓力下大上小。2.對(duì)于中心集氣管，由于氣量自上而下不斷增加，速度也不斷增加，即W1'<W2',因而P2'<P1'壓力下小上大是，P2-P2'>P1-P1'，即分氣管與集氣管的壓力差下部大于上部。3.為了克服以上不均勻流動(dòng)的現(xiàn)象，可以考慮以下幾個(gè)措施：（1）.小，從而使氣流分布均勻些。（2）.小管內(nèi)靜壓力的變化。（3）.變化。（4）.增加小孔阻力，使其大大超過(guò)分氣管和集氣管內(nèi)的壓力變化。7.重整裝置能耗分析*重整裝置因所采用的原料種類和性質(zhì)、要求的產(chǎn)品方案以及裝置規(guī)模的不同其能耗差別很大。*一般規(guī)模越小、原料越差、要求的產(chǎn)品辛烷值越高、外送氫氣的純度的壓力越高其能耗越大。*生產(chǎn)高辛烷值汽油與生產(chǎn)芳烴的重整裝置能耗相差很大*一般半再生重整裝置能耗為80-90萬(wàn)大卡/噸進(jìn)料左右*連續(xù)重整為100-110萬(wàn)大卡/噸進(jìn)料左右。7.1半再生重整裝置能耗分析以一套半再生重整裝置為例：原料：大慶53%的直餾和47%的加氫石腦油處理量：20萬(wàn)噸/年產(chǎn)品：RON95的高辛烷值汽油平均反應(yīng)壓力：1.4MPa氫油比：600：1（一段）和1200：1（二段）典型的半再生重整裝置公用工程消耗典型的半再生重整裝置各部分能耗（1）.重整反應(yīng)部分的能耗最高，約占全裝置能耗的53.6%左右；（2）.預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的34.6%左右；（3）.產(chǎn)物分離部分的能耗最小，占全裝置能耗的11.8%;（4）.在單項(xiàng)公用工程消耗中，燃料能耗占比例最大：1）.其中重整反應(yīng)部分燃料消耗量最大。主要是重整反應(yīng)熱。2）.預(yù)處理和產(chǎn)物分離燃料能耗分別占各自能耗的73%和79%。（5）.重整煙氣余熱鍋爐發(fā)生蒸汽為裝置貢獻(xiàn)能量，占全裝置能耗的21.6%（6）.半再生重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶”1）.加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的76%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。2）.壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的11%。兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的87%。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行。7.2連續(xù)重整裝置能耗分析典型的UOP連續(xù)重整裝置能耗典型的IFP連續(xù)重整裝置能耗（1）.重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分的能耗比較高，約占全裝置能耗的75%左右；（2）.預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的20%左右；（3）.催化劑再生部分的能耗僅占全裝置能耗的2-5%。（4）.油的雜質(zhì)含量及C6烷烴以下的輕石腦油的比例。（5）.工藝的能耗差別對(duì)全裝置能耗的影響不大。（6）.7）.離等部分的能耗基本相同，只是催化劑再生和循環(huán)方式不同使催化劑再生部分的能耗有所差別（8）.連續(xù)重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶”1）.加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的67.3%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。2）.壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的21.6%。兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的88.9%7.3兩種重整工藝能耗對(duì)比分析（1）.1）.苛刻度（產(chǎn)品的辛烷值）決定反應(yīng)條件。2）.苛刻度高==溫度高、壓力低、氫/烴比大==能耗高。3）.不同的反應(yīng)苛刻度，其能耗差別較大。（2）.半再生重整的反應(yīng)苛刻度小于連續(xù)重整，需要的反應(yīng)熱比連續(xù)重整少。（3）.半再生重整的反應(yīng)壓力（約1.4MPa(約0.24MPa)，循環(huán)氫壓縮機(jī)及產(chǎn)氫增壓機(jī)的功率小于連續(xù)重整。（4）.對(duì)重整能耗影響最大的是反應(yīng)爐和循環(huán)氫壓縮機(jī)1).半再生重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的76%11%。2).連續(xù)重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的67.3%最大。壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的21.6%。8.降低重整能耗的措施根據(jù)能耗分析，催化重整裝置的節(jié)能途徑主要應(yīng)當(dāng)是：（1）.提高加熱爐熱效率（2）.降低循環(huán)氫壓縮機(jī)功率（3）.優(yōu)化工藝流程（4）.選用高效設(shè)備8.1提高加熱爐熱效率8.1.1余熱回收一套典型的催化重整裝置設(shè)有加熱爐8臺(tái)，（1臺(tái)預(yù)加氫進(jìn)料爐，4臺(tái)重整反應(yīng)爐，3臺(tái)重沸爐），爐子多，熱負(fù)荷大，是裝置節(jié)能的重點(diǎn)。加熱爐有效熱負(fù)荷的熱效率。8.1.2提高加熱爐熱效率（1）.新型高效爐型--四合一爐（2）.采用高效火嘴（3）.多流路并聯(lián)爐管--降低壓降（4）.加熱爐總熱效率>90%。8.2降低循環(huán)氫壓縮機(jī)功率適當(dāng)選定循環(huán)氣量降低循環(huán)壓縮機(jī)功率比的大小直接影響催化劑上的積碳量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)反應(yīng)的苛刻度正確地加以選定。8.3優(yōu)化工藝流程8.3.1降低臨氫系統(tǒng)壓力降系統(tǒng)的壓力降進(jìn)一步減小。為了降低臨氫系統(tǒng)的壓力降，應(yīng)采取的措施是：(1）.采用徑向反應(yīng)器代替軸向反應(yīng)器；(2）.采用大型單管程立式換熱器或焊接板式換熱器代替多個(gè)串聯(lián)的U型管換熱器；(3）.加熱爐增加并聯(lián)流路；(4）.空冷器改用單管程，水冷器增加并聯(lián)流路；(5）.布置緊湊，以盡量減少管線長(zhǎng)度，同時(shí)適當(dāng)增大管徑；(6）.改進(jìn)流程，如采用兩段混氫，取消后加氫等。8.3.2.加熱爐增加并聯(lián)流路，降低壓降：U型管式和倒U型管式。正U型管式的進(jìn)出兩個(gè)集合管在爐頂部，多根爐管呈正UU型管式的進(jìn)出兩個(gè)集合管在爐底部部，多根爐管呈倒U形與兩個(gè)集合管相連接。這兩種形式的爐型爐管排列的數(shù)目都很多，主要目的是降低流速，減少壓降。8.4.選用高效設(shè)備采用新型塔板，提高分離效率，優(yōu)化操作條件：加熱爐和塔頂空冷器及水冷器的負(fù)荷，降低裝置的能耗。8.5能耗總結(jié)（1）.重整工藝為高溫催化反應(yīng)工藝，能耗較高；（2）.反應(yīng)苛刻度大其能耗高，連續(xù)重整的能耗高于半再生重整；（3）.外送氫的最終壓力有關(guān)，（4）.因此，重整裝置的能耗不能一概而論；重整裝置的兩個(gè)能耗大戶是加熱爐和循環(huán)氫壓縮機(jī)，節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)在這兩部分；應(yīng)采用一些高效節(jié)能的新型設(shè)備，如焊板式進(jìn)料/反應(yīng)產(chǎn)物換熱器等。9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮9.1重整循環(huán)氫低流量的聯(lián)鎖9.1.1重整循環(huán)氫主要作用：(1）.熱載體的作用，使反應(yīng)加熱爐提供的熱量均勻地分布于反應(yīng)器床層并帶離化劑。(2）.(3）.循環(huán)氫的存在可以抑制反應(yīng)物料的熱裂解以阻止焦碳的生成。9.1.2重整循環(huán)氫斷流或流量過(guò)低對(duì)裝置造成的危害：(1）.催化劑床層超溫并且在催化劑上和反應(yīng)系統(tǒng)中積碳，使催化劑失活。(2）.催化劑床層易短路。(3）.爐管偏流，局部超溫，嚴(yán)重時(shí)燒穿爐管，造成惡性事故發(fā)生。(4）.反應(yīng)進(jìn)料可能倒入循環(huán)氫管線直至壓縮機(jī)，造成管線震動(dòng)或損害壓縮機(jī)。(5）.多流路加熱爐管排布，流量降低容易偏流、超溫、積碳。(6）.積碳形成后，爐管中的介質(zhì)流量進(jìn)一步降低，帶走的熱量就會(huì)減少，爐管死，造成該爐管斷流。(7）.斷流將很快使?fàn)t管局部超溫變紅，嚴(yán)重時(shí)燒穿爐管造成惡性事故發(fā)生(8）.U型排列的爐管，灰狀的積碳會(huì)堆積在U管切開進(jìn)行處理(9）.循環(huán)氫斷流或者流量降低導(dǎo)致壓力降低，反應(yīng)進(jìn)料可能倒入循環(huán)氫管線直至壓縮機(jī)，造成