催化重整与催化重整的改造探讨.doc

催化重整与催化重整的改造探讨摘要：本文介绍了催化重整的基本概述，包括其工艺流程、技术条件等内容，并 对催化重整技术的改造进行了探讨如果装置改扩建规模适当，固定床重整技术 凭借其成熟的工艺，在装置改造的技术选择中仍具优势关键词：催化重整、技术改造1催化重整概述1.1定义重整是指坯类分子经过反应重新组成新的结构催化重整是在催化剂作用下从石油轻憎 分生产高辛烷值汽油组分或芳香坯的工艺过程，副产氢气则是加氢装置的重要氢源1.2历史沿革催化重整20世纪40年代在德国建成了以氧化钮（或氧化縮）/氧化铝作催化剂的催 化重整工业装置，因催化剂活性不高，设备复杂，现已被淘汰1949年美国公布以贵金属 钳作催化剂的重整新工艺，同年11月在密歇根州建成第一套工业装置，其后在原料预处理、 催化剂性能、工艺流程和反应器结构等方面不断有所改进1965年，中国自行开发的钳重整装置在大庆炼油厂投产1969年，钳铢双金属催化剂 用于催化重整，提高了重整反应的深度，增加了汽油、芳坯和氢气等的产率，使催化重整技 术达到了一个新的水平1.3化学反应包括以下四种主要反应：①环烷坯脱氢；②烷桂脱氢环化；③异构化；④加氢裂化 反应①、②生成芳姪，同时产生氢气，反应是吸热的；反应③将姪分子结构重排，为一放热 反应（热效应不大）；反应④使大分子烷姪断裂成较轻的烷坯和低分子气体，会减少液体收 率，并消耗氢，反应是放热的。

除以上反应外，还有烯坯的饱和及生焦等反应，各类反应进行 的程度取决于操作条件、原料性质以及所用催化剂的类型反应①、②生成芳坯，同时产生氢气，反应是吸热的；反应③将姪分子结构重排，为一 放热反应（热效应不大）；反应④使大分子烷姪断裂成较轻的烷坯和低分子气体，会减少液 体收率，并消耗氢，反应是放热的除以上反应外，还有烯坯的饱和及生焦等反应，各类反应 进行的程度取决于操作条件、原料性质以及所用催化剂的类型1 ■ 4催化剂近代催化重整催化剂的金属组分主要是钳，酸性组分为卤素（氟或氯），载体为氧化铝 其中钳构成脱氢活性中心，促进脱氢反应；而酸性组分提供酸性中心，促进裂化、异构化等 反应改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调节其酸性功能为了改善催化剂的稳定性和 活性，自60年代末以来出现了各种双金属或多金属催化剂这些催化剂中除钳外，还加入 铢、钺或锡等金属组分作助催化剂，以改进催化剂的性能1.5过程条件原料为石脑油或低质量汽油，其中含有烷怪、环烷姪和芳怪含较多环烷姪的原料是良 好的重整原料催化重整用于生产高辛烷值汽油时，进料为宽憾分，沸点范围一般为80〜 180°C；用于生产芳怪时,进料为窄憎分，沸点范围一般为60〜165°C。

重整原料中的烯怪、水 及碑、铅、铜、硫、氮等杂质会使催化剂中毒而丧失活性，需要在进入重整反应器之前除去 对该过程的影响因素除了原料性质和催化剂类型以外，还有温度、压力、空速和氢油比温 度高、压力低、空速小和低氢油比对生成芳姪有利，但为了抑制生焦反应，需要使这些参数 保持在一定的范围内此外，为了取得最好的催化活性和催化剂选择性，有时在操作中还注 入适当的氯化物以维持催化剂的氯含量稳定1. 6工艺流程主要包括原料预处理和重整两个工序，在以生产芳姪为目的时，还包括芳坯抽提和精馆 装置经过预处理后的原料进入重整工段（见图），与循环氢混合并加热至490〜525°C后，在 1~2MPa下进入反应器反应器由3〜4个串联，其间设有加热炉，以补偿反应所吸收的热 量离开反应器的物料进入分离器分离出富氢循环气（多余部分排出），所得液体由稳定塔 脱去轻组分后作为重整汽油，是高辛烷值汽油组分（研究法辛烷值90以上），或送往芳怪抽 提装置生产芳怪1.7应用和发展催化重整是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要手段,是现代石油炼厂和石油化工 联合企业中最常见的装置之一（见彩图）据统计，1984年全世界催化重整装置的年处理能 力已超过350Mt,其中大部分用于生产高辛烷值汽油组分。

中国现有装置则多用于生产芳坯, 生产高辛烷值汽油组分的装置也正在发展为了解决因强化操作而引起的催化剂结焦的问 题，除改进催化剂的性能外，在催化剂再生方式上开辟了以下三种途径：①半再生，即经过 一个周期的运转后，把重整装置停下，催化剂就地进行再生②循环再生，设几个反应器， 每一个反应器都可在不影响装置连续生产的情况下脱离反应系统进行再生③连续再生，催 化剂可在反应器与再生器之间流动，在催化重整正常操作的条件下，一部分催化剂被送入专 门的再生器中进行再生再生后的催化剂再返回反应器2催化重整技术改造主要措施2. 1设备利旧充分利用原有设备，是改造过程中降低装置投资的前提，主要应从以下几方面进行考 虑1） 采用新型高效催化剂近年来，我国开发出了一批高空速、低氢油比的高效催化剂，为装置改造中反应器及压 缩机的利旧提供了可能以预加氢催化剂为例，我国不少现有装置中使用的预加氢催化剂空 速较低（多为2h-l）,因此预加氢反应器偏大若采用石油化工科学研究院开发的RS-1, RS-20 催化剂或抚顺石油化工研究院研制的FDS-4A预加氢催化剂，空速都可以提高到4~8h-l即 使处理量提高2~4倍，预加氢反应器也无须加大。

2） 采用高效传热及传质构件采用高效传热、传质构件，对于设备挖潜具有重要意义以塔的改造为例：处理量增加 造成塔内汽液相负荷的增加，如果原塔已无法满足分馆要求时,也可以通过将原浮阀塔板更 换为高性能塔板的办法，尽量利用原塔壳体这样可以节省部分投资，而且方便施工3） 对原有设备进行合理调配在重整装置串联的几台重整反应器中所进行的反应并不完全相同，在第一反应器中主 要进行较易发生的环烷脱氢反应，往后加氢裂解和烷姪的异构化反应逐步增加，较难进行 的烷怪芳构化反应则主要在后部反应器中进行在反应器的设计中，催化剂的装填量依次增 加，反应器的尺寸也相应逐次放大这就为装置规模增加后，反应器的利旧调整创造了空 间因此装置扩能改造可考虑将后部规格较大的反应器（如三反、四反）利旧,移作前部反应 器（如一反、二反）4）对原有设备进行改造对原有设备进行合理改造也是装置扩能改造中降低投资的一种主要手段以加热炉的改 造为例：加热炉是催化重整装置中的投资及能耗大户，对于加热炉的改造，情况又比较复 杂，同时要受到增加热负荷、压降要求和设备原有情况等因素的限制2. 2工艺优化锦州石化分公司0.3Mt/a催化重整装置改造前，据车间反映预分馆塔进料换热器偏小, 换热效果不好：预分憾塔进料温度偏低（仅为85°C）。

经过研究发现是因为该处换热流程存在 问题，因此对该处流程进行了修改改后换热效果很好，装置规模扩大为0. 4Mt/a后，虽然原 换热器没有更换，标定数据显示预分馆塔进料温度仍达到了 140°C2.3节能降耗根据能耗分析，催化重整装置的节能途径主要应当是：提高加热炉热效率，降低循环氢压缩机功率，选定适当的氢气压送压力，优化工艺流程, 选用高效设备应通过强化换热，提高反应进料和分馆塔进料温度，同时降低分馆塔的回流 比，以降低加热炉的热负荷结合反应条件的优化，降低预加氢循环氢和重整循环氢的氢油 比并减少重整氢增压机压力平衡的返回量等措施达到节能降耗的目的，尽量利用装置的低温 热在保证提高装置处理能力的同时应考虑节能降耗，以降低操作成本，提高装置的经济效 益预加氢及重整反应均需要在临氢环境下进行，氢气压缩机在装置中占有重要地位，随着 新催化剂的应用，反应氢油比的降低，增加了压缩机利旧的可能性3结语对固定床催化重整装置的改造，如果装置改扩建规模适当，对产品研究法辛烷值要求 在95左右，固定床重整技术凭借其成熟的工艺，在装置改造的技术选择中仍具优势实践证 明，采用固定床重整工艺可实现对现有设备最大限度的利用，不但改造投资较少，而且完全 可以利用装置大检修期间在2个月之内完成装置的改造工作。

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