石油加工工艺第7章 催化重整装置.docx

7. 5催化重整1. 1概述“重整”是指烧类分子重新排列成新的分子结构催化重整装置是用直慎汽油（即石脑油）或二次加工汽油的混合油作原料，在催化 剂（钳或多金属）的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等反应，使炷类分子 重新排列成新的分子结构，以生产C6〜C9芳炷产品或高辛烷值汽油为主要目的,并 利用重整副产氢气供二次加工的热裂化、延迟焦化的汽油或柴油加氢精制1.2重整原料的要求对重整原料的选择主要有三个方面的要求：即馅分组成、族组成和很低的毒 物及杂质含量1. 儒分组成对重整原料儒分的组成的要求根据生产目的来确定，其儒分组成一般可分为 两个儒程范围■生产高辛烷值汽油时，采用80~180*C的饵分；■生产苯、甲苯、二甲苯等芳炷时，采用60~145*C的饵分；■而同时生产芳短和高辛烷值汽油时，可采用60~180P的宽饵分■以生产芳烧为目的时，因为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯的碳原子数分别为6、7、8、 9,所以要求原料油尽可能是相应碳数的炷类，而C6~C9炷类的沸点范围大致在 60~145°C■结论：若以生产芳炷为目的，重整原料一般应切取C6~C9tS分■以生产高辛烷值汽油为目的时，原料油的初儒点不宜过低，因为CWC6的烷炷本身 己有较高的辛烷值，不需要重整。

至于原料油的终儒点一般取180°C终馅点过高时, 焦炭、气体产率将上升，而液体收率将下降，且生产周期将缩短■结论：以生产高辛烷值汽油为目的时，重整原料一般应切取大于C6馋分2. 族组成含较多环烷炷的原料是良好的重整原料，环烷炷含量高的原料不仅在重整时 可以得到较高的芳炷产率和氢气产率，而且可以采用较大的空速（每小时进入反 应器的原料量与反应器内催化剂藏量的比值），催化剂积炭少，运行周期较长芳炷转化率（重整转化率）：重油生成油中的实际芳炷含量/原料的芳炷潜含量: »芳炷潜含量：原料中C6〜C9的环烷炷全转化为芳炷时所能生产的芳炷量3. 杂质含量»重整原料中的少量杂质如砰、铅、铜、硫、氮等会使催化剂丧失活性，原料中的 水和氯含量不恰当也会使催化剂失活或减活为了使重整催化剂能长期维持高活性，必须严格限制重整原料中杂质的含量»若采用双金属及多金属重整工艺，往往要求其原料中的W 硫

0 ~ 0 + g2. 脱氢环化反应烷炷经过脱氢转变为环烷炷，环烷炷进一步脱氢成为芳炷CH」—CHTH：—CH?—CHTHa -► W上述两种反应为催化重整的主要反应，所以，重整产物中含有大量的芳烷，重整汽 油的辛烷值高；同时，可得到大量的副产氢气尤其对伯铢双金属和多金属催化剂 而言，芳炷的转化率是很高的3.异构化反应正构烷烷变成异构烷烷，异构烷妗的增多也提高了汽油的辛烷值CHTH2YHTH2YH2TH2YH3—- CHaC2Hs CHs4.加氢裂化反应 R — C&H18 + H2 * 21 - C4H］正辛烷 异丁烷■加氢裂化反应生成较小的炷分子，而且在催化重整条件下的加氢裂化还包含有异 构化反应，因此加氢裂化有利于提高辛烷值■但是过多的加氢裂化反应会使液体产物收率降低，因此，对加氢裂化反应要适当 控制■由于重整反应有氢气存在，所以，裂解生成的烯炷可立即加氢成饱和炷这样汽 油的安定性就较好■由于裂化反应的存在，重整催化剂表面上也会结焦但因为存在加氢反应，它能 抑制结焦，所以结焦量远较催化裂化的少视所用催化剂的不同，一般经1~3年才进 行烧焦再生1.4催化重整工业装置的类型》按照不同的分类方法，催化重整有多种类型：»(i)按原料儒程分，可分为窄馅分重整和宽馅分重整两类。

» (2)按反应床层状态分，可分为固定床重整、移动床重整和流化床重整» (3)按催化剂类型分，可分为钳重整、双金属重整和多金属重整» (4)按催化剂的再生形式分，可分为半再生式、循环再生式和连续再生式等工艺 类型》目前工业应用的催化重整工艺主要有两大类型，一类是固定床重整工艺，另一类 是移动床重整工艺》我国现有的催化重整装置，就装置数量而论，大部分是固定床半再生式重整过程,但就加工能力来讲，新建的连续再生式重整已经超过了半再生式重整装置的加工能 力截止到2002年初，我国催化重整装置共有57套，其加工能力为18. 20Mt/a,其中 半再生装置为41套，加工能力为8.01Mt/a,连续再生式重整装置16套，加工能力为 10. 19Mt/So连续再生式重整加工能力超过半再生式重整的加工能力2、催化重整原理与流程一套完整的重整工业装置大都包括原料预处理和催化重整两部分以生产芳 烧为目的的重整装置还包括芳炷抽提和芳炷精馅两部分［原料预处理以高辛烷值汽油为主重整反应重整原料+ | 副产氧气＞原料预处理 ►t I I 「高辛烷值重整循环氢 汽油组分重整循环氢r原料预处理 以生产芳炷为主」重整反应芳炷梅是I芳粒精惬（分离）重整―程―二魅拔头油：直儒汽油在蒸馅时所得到的沸点低于60'C的轻质饿分.石油炼厂中为了提 高直馅汽油中的辛烷值或将其用于催化重整以生产芳炷，要求除去重整原料中的拔 头油。

其组成主要是C5炷类,收率约为原油处理量的百分之零点四到零点六，可做 为石油化工原料,用于炷类裂解，或直接做为工业溶剂等o2.1工作原理i.原料预处理■为了满足对重整原料的要求，必须对重整原料油进行预处理■预处理包括：预脱碑、预分馆、预加氢三部分■目的：将原料切割成适合重整要求的馅程范围和脱去对催化剂有害的杂质1）预脱砰»碑能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入重整反应器的原料油中碑含量不得高于1. OOppbo，相关数据表明，我国大庆与新疆原油（特别是常压塔顶油）中的坤含量高，仅仅依•靠常规的预加氢难于达到脱砰要求，必须经过预脱砰若从常压塔顶来的原料油含 砰量较低，例如＜lppb,则可不经预脱砰，只需经过预加氢便可达到要求＞预脱碑通常设在原料油罐区常用的预脱砰方法有：① 吸附预脱神＞以硅酸铝小球裂化催化剂作为吸附剂，原料油在常温常压下一次或循环通过吸附 剂床层，大部分砰化合物吸附在硅铝小球催化剂上而被脱除，然后再进行预加氢脱 砰，使砰含量达到要求的标准② 加氢预脱碑»加氢预脱砰的原理是将含砰化合物加氢分解出金属砰，然后砰吸附在催化剂上被 除去»预脱砰所用催化剂是钥酸镣加氢催化剂，该催化剂对有机砰具有很强的吸附力， 其砰容量可达4.5%。

»加氢预脱砰是在预加氢反应器之前加一台以脱砰为主要目的的前置加氢反应器， 两台反应器串联操作在一定条件下，可将原料油中的砰由lOOOppb脱至小于Ippb ，此法具有工艺流程简单、操作方便等优点③ 化学氧化脱神A原料油与氧化剂接触，神化合物被氧化后经分儒或水洗被分离出去＞常用的氧化剂有过氧化氢异丙苯和高铉酸钾2) 预分tS目的：根据重整装置产品要求，切割成一定馋程的馅分作为原料一般切除原料中 小于C6的轻组分，同时脱除原料油中的部分水分，为重整准备符合儒分要求的原 料»例如，生产芳炷时，切除＜60°C的馋分；生产高辛烷值汽油时，切除＜80°C的儒分3) 预加氢目的：脱除原料油中的杂质》将预分饵所得的原料，经钮酸镣(或钮酸钻)催化剂，在压力1.5〜L8MPa,温度 280〜360C,氢油比70〜150品/蛆，体积空速2〜4h“条件下加氢精制，烯炷被饱和, 硫化物、氮化物、氧化物等转变成易于除掉的气体、硫化氢、氨和水；原料中的砰、 铅、铜、汞、铁等金属毒物被催化剂吸附除掉，满足重整催化剂对原料油中杂质含 量的严格要求》通常原料油含砰量在100~200ppb时，经预加氢后砰含量可降至P2ppb以下。

若含 砰量过高，则必须先经过预脱砰4) 重整原料的脱水及脱硫从预加氢过程得到的生成油中尚溶解有H：S、NH3和H：0等，为了保护重整催化剂， 必须除去这些杂质»脱除的方法有汽提法和蒸馆脱水法以蒸馋脱水法较为常用燃料气拔头油含氢气体燃料气图6-1原料油预处理典型工艺流程1 一预分简塔；2•-加热炉；3—脱砰反应器；4--预加氢反应器；5—油气分离罐；6—汽提塔A用泵将原料油抽入装置，先经换热器与预分馋塔底物料换热，随后进入预分儒塔 进行预分馋预分馋塔一般在0.3MPa左右的压力下操作，塔顶温度60~75°C ,塔底 温度40"80°C -A预分馅塔顶产物经冷凝冷却后进入回流罐回流罐顶部不凝气体送住燃料气管网; 冷凝液体（拔头油）一部分作为塔顶回流，一部分送出装置作为汽油调合组分或化工 原料A预分馅塔底设有重沸器（或重沸炉），塔底物料一部分在重沸器内用蒸汽或热载体 加热后部分气化，气相返回塔底，为预分馅塔提供热量；一部分用泵从塔底抽出， 经与预分馅塔进料换热后，去预加氢部分，与重整反应产生的氢气混合后与预加氢 产物换热，再经加热炉加热后进入预加氢反应器（若原料油需预脱碑，则先经脱砰反 应器再进预加氢反应器）。

有的装置设有循环氢气压缩机，氢气循环使用，大多数装 置氢气采取一次通过方式A预加曷的反应产物从反应器底部流出与预加氢进料换热，再经冷却后进入油气分 离器从油气分离器分出的含氢气体送出装置供其他加氢装置使用液体从分离器 底部流出经换热器进入汽提塔（脱水塔）A汽提塔一般在0.8、0.9MPa压力下操作，塔顶温度85'95笆，塔底温度185”90°C, 塔顶物料经冷凝器冷却后进入回流罐，冷凝液体从回流罐抽出打回塔顶作回流，含 艮S的气体从回流罐分出送入燃料气管网水从回流做底部分水斗排出A汽提塔底设重沸器作为汽提塔的热源'脱除硫化物、氮化物和水分的塔底物料（即精制油），与该塔进料换热后作为重整 反应部分的进料分塔反应器矿厂. I n_JWPT给rtrm r~^H第•苴整 第二里骇'〜菊三重整.后加敏 恤热炉反应番加热炉反应器加巍炉侦应辎反威器 八仇ACA只仄盛炫傩分（汽油慵分）—含氢气体T燃料气、旺汽油绢分2.2催化重整重整任务：将预处理后的精制油采用多金属（钳铢、伯铉、伯锡）催化剂在一 定的温度、压力条件下，将原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构化、 异构化等主要反应，以增产芳炷或提高汽油辛烷值为目的。

»鉴于在常压下操作，催化剂表面容易结焦，因此，重整过程都是在氢气循环及压 力下进行其操作压力一般在1.4-1. 8MPa,» 温度480〜510°C,»氢油比：一段400^600Nm3 / m3,二段 1000^ 1200Nm3 / m3；，其生成油作为抽提原料，副产品为氢气工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分为两大类：固定床反应器半再生 式工艺流程和移动床反应器连续再生式工艺流程1）固定床半再生式重整工艺流程»固定床半再生式重整的特点是当催化剂运转一定时期后，活性下降而不能继续使 用时，需就地停工再生（或换用异地再生好的或新鲜的催化剂），再生后更新开工运 转，因此称为半再生式重整过程典型的舶铢重整工艺流程以生产芳炷为目的的钳铢双金属半再生式重整工艺原理流程如图所示图9-9钳铢触反应原则溺程1. 2. 3, 4-刘热炉；5, 6, 1, 8—重整反应器；9一高压分离器;10—澈定塔经预。