20万吨每年催化重整重整部分工艺设计Word文档下载推荐.docx
《20万吨每年催化重整重整部分工艺设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《20万吨每年催化重整重整部分工艺设计Word文档下载推荐.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
catalyticreforming，C-B6catalyst，fixedbedreactor，furnace
前言
1.1选题目的和意义
以辛烷值较低的石脑油为原料的催化重整是炼油工业中生产高辛烷值（RON93~102）的汽油和芳烃产物，以及副产氢气和液化石油气的主要工艺。
催化重整过程是在一定的温度、压力、以及一定量的氢气和贵金属多功能催化剂（如铂铼、铂锡）存在的条件下，原料中的环烷烃以及部分烷烃在含铂催化剂上发生脱氢环化、烷烃异构化、裂化反应。
其中六员环烷烃的脱氢反应、五员环烷的异构脱氢反应、烷烃的环化脱氢反应对于无论是生产芳烃为主还是以生产高辛烷值汽油为主都是有利的，尤其是正构烷烃的环化脱氢反应会使辛烷值大幅度地提高。
这是因为这些反应产生大量的芳烃和异构烃，从而提高了辛烷值【1】。
尽管该工艺已经相当成熟，但结合当前社会对燃料、芳烃原料、廉价氢源的需求不断增大，以及面临的环境挑战日益严峻，催化重整不仅在炼油和石化工业中有着重要的地位和作用，而且还会在人们日常生活中扮演越来越重要的角色，该工艺仍然会持续发展，因此对催化重整的研究有着十分重大的意义。
由于催化重整汽油芳烃含量高，辛烷值高，硫和烯烃含量少，是车用无铅汽油的主要调和组分，是生产清洁燃料的主要方法之一。
随着生态环境的恶化，人们的生产、生活面临着严重的威胁，中国共产党站在中华名族永续发展的高度，为建设美丽中国，十八大总体布局中新增了生态文明建设，以及提出的建设环境友好型社会，结合宏观结构背后的衍生需求我们知道在未来对清洁汽油在硫含量和烃类组成方面提出了更高的要求，国家会更加重视低硫、低烯烃和高辛烷值的清洁汽油的生产，以减少有害物质的排放，为实现零排放、零污染而努力奋斗。
因此在这方面会加大相关的投入，对于相关的研究人员和炼油厂来说既是机会也是挑战，开发新的工艺，增强科技创新能力，生产环境友好型产品将会成为炼油企业的发展宗旨。
与欧美国家车用汽油组分构成相对比，见表1.1【1】，可以看出欧美国家在1990~1997年催化重整汽油已经占到全部汽油的30%以上，而我国1995年催化重整汽油仅占车用汽油的6.5%，即使现在也只占到13%左右，好多的指标还达不到国家新近颁布的汽油质量标准，预计在今后很长一段时间催化重整汽油所占的比例会快速增长。
此外随着汽车数量的快速增加，世界汽油需求量的年平均增长率为2.1%，预计2020年轿车量为9.5×
108辆,汽油消费量约为1000Mt【3】，因此我国的催化重整加工能力也会增强，2011年我国（不含台湾）催化重整加工能力为7.65Mt/a，占原油加工能力的2.25%，这一数据还会有很大的提升。
随着人口的增长，人们的衣食住行对各种需求也不断增加，又因好多产品的原料都来自于石油化工，比如生活中处处可见的合成树脂、合成纤维、合成橡胶这三大合成材料，它们的基本组成都是芳烃（BTX：
苯、甲苯、二甲苯），因此各国对芳烃的需求量也会急剧上升，世界芳烃需求量将按每年5%的速率增加【2】。
伴随着石油化工和石油炼制的发展以及社会的需求，石油芳烃的加工已占主导地位。
全世界所需的石油芳烃60%~70%主要来源于煤化工和石油加工工业中的催化重整，以及高温裂解汽油，重整汽油中甲苯和C8芳烃较多苯较少，而高温裂解汽油中的甲苯、苯较多，C8芳烃比较少【1】。
由表相关的数据我们可以看出催化重整是近代工业中芳烃生产的主要来源【2-4】。
借助对芳烃的大量需求，而芳烃的生产在很大程度上依赖于催化重整，今后很长一段时间各炼油厂都会在增大催化重整装置处理能力，改善重整工艺流程提高产品收率等方面投入资金。
表1.1美国和欧洲车用汽油构成
组分构成/%（体积）
1990
1997
美
国
FCC汽油
催化重整油
烷基化油
异构化油
其他
35
32
12
5
16
40
30
6
欧
洲
31
48
4
3
14
38
8
7
表1.21990年世界BTX芳烃生产/（×
103t/a）
地区
BTX产量
芳烃来源/%
高温裂解油
煤焦油
世界
美国
西欧
亚洲
其他地区
41676
11028
9968
10373
10289
53.1
69.1
39.4
51.9
50.5
24.6
12.8
42.0
28.1
18.0
6.2
1.8
4.8
7.0
11.6
15.6
16.3
13.8
13.0
19.o
此外，催化重整装置也生产相当数量的副产氢气，而氢气又是炼油厂加氢过程的重要原料，因此重整反应副产的氢气是现代炼油和石油化工加工工业中加氢工艺所需氢气的主要来源，一般副产氢气的产率为2%~4%（相对于进料的质量分数），通常占到总氢源的50%以上。
我们知道加氢工艺是生产清洁燃料（清洁汽油、清洁柴油）的重要技术之一，尤其是在催化裂化原料预处理、汽油选择性加氢和柴油深度加氢等工艺等方面有着重要地位，正因如此对于氢气的需求量将大幅度上升，而催化重整反应副产氢气正好满足了这一需求。
催化重整的另一副产物C3、C4液化石油气，由于其中的硫和烯烃含量少，是一种优质的燃料。
综上，无论是从市场需求变化、环保的角度还是国家的发展战略方向来讲，在今后相当长的一段时间内，由于催化重整装置都能在很大程度上满足世界对高辛烷值汽油、石油化工原料和氢气的需求，因而催化重整工艺将呈持续发展的态势。
因此加强对新的催化重整工艺的开发，以及开发性能更优良的重整催化剂和对催化重整的各个条件的优化等具有重大意义，这也是我此次选择该课题的原因所在。
1.2国内外文献综述
催化重整的诞生，追溯到1901年法国科学家萨巴切和桑德林发现，在镍、钴催化剂存在下，于300℃，环己烷失去六个氢原子转化成苯。
1911年俄罗斯科学家发现对于环烷脱氢反应，铂、钯催化剂较镍催化剂具有更高的活性，在这些催化剂的作用下，环己烷及其同系物定量的转化为芳烃【1】。
催化重整在工艺和催化剂方面的发展趋势和方向重点是【3】：
最大限度的提高催化剂的寿命和选择性，最大量的生产汽油、芳烃（BTX）、氢气来满足市场需求和提高经济效益。
1.2.1催化重整催化剂的发展
我们知道催化重整发生的反应有六员环脱氢、五员环脱氢异构化、烷烃脱氢环化、烷烃异构化、氢解、加氢裂化和积炭等，重整反应需要两种不同的活性中心：
金属中心和酸性中心，由铂等贵金属提供的金属中心主要发生加氢和脱氢反应，含卤素的氧化铝提供酸性中心主要发生重排反应。
因此可以说重整催化剂是重整工艺的核心技术，就开发的新型催化剂而言不仅稳定性好、活性高容易再生，而且可以提高液体产品收率和氢气产率。
我国对重整催化剂的研究始于20世纪50年代,研究工作主要是针对单金属Pt/Al2O3、双金属Pt-Re/Al2O3和Pt-Sn/Al2O3以及多金属催化剂等【2】，开发出了半再生重整催化剂和连续再生重整催化剂。
1.2.2催化重整工艺的发展
催化重整工艺与重整催化剂的发展与市场需求紧密相连，自1940年第一套临氢重整工业装置建成投产以来，历经70多年的发展，各国结合重整催化剂的开发，先后研究开发了从铂重整到铂铼重整、铂锡重整多种重整工艺技术，国外工艺技术的发展经历了以下发展阶段【3】：
1949年美国UOP公司建成了第一套采用铂-氧化铝双功能催化剂的铂重整固定床反应器装置；
1955年，美国Exxon公司面对铂重整苛刻度的提高，开发了固定床循环重整和半再生强化重整；
1967年，随着铂铼双金属催化剂的开发，美国Chevron公司开发了采用此催化剂的铂铼重整。
1971年UOP公司CCR连续重整工艺实现了工业化生产，采用四个反应器重叠布置，催化剂可连续在生，1973年，法国IFP开发的连续重整工艺也实现了工业化生产。
我国的重整工艺先后由铂重整到铂铼重整，直到20世纪80年代开始引进连续重整装置。
1.3论文研究的内容
由选定的原料性质、操作条件，根据物料衡算、能量衡算对重整反应部分进行了详细的工艺计算，主要是对反应器、加热炉工艺尺寸的计算。
设计任务
2.1设计项目
升级会员 