重整原料油预脱砷工艺.docx

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重整原料油预脱砷工艺

重整原料油预脱砷工艺

作者：

王袁隆（0743083006）

工艺背景介绍：

重整原料的预处理包括预分馏、预脱砷、预加氢和脱水脱硫四部分；而对油这种原料的预脱砷处理是此次工艺过程的重点。

“重整”是指对烃类分子结构进行重新排列，“催化重整”就是利用催化剂对烃类分子结构进行重新排列。

催化重整是石油加工过程中重要的二次加工手段，它旨在生产高辛烷值汽油、或者苯、甲苯以及二甲苯等化工原料，并副产大量氢气。

预脱砷即通过吸附、加氢、化学氧化等方法脱除原料中的绝大部分砷，延缓催化剂的中毒失活。

原料油中若存在砷、铅、铜、铁、硫等杂质会使重整过程中使用的催化剂失去活性，而且还会使仪器设备有所损坏。

故应首先把原料油中的这些杂质除去，而此次工艺重于对砷元素的脱去处理。

工艺原理及催化剂：

重整原料的预处理包括预脱砷、预分馏和预加氢三部分。

目的是将原料切割成重整要求的馏程和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分。

预脱砷的过程就是原料中的砷化物被吸附在脱砷剂上的过程。

较有效的脱砷济剂是含5—10%硫酸铜的硅铝小球和含5-10%硫酸铜-0.1%氯化汞的硅铝小球两种，后者脱砷效果和寿命较为前者佳，但设备复杂，成本高，因此通常用硫酸铜-硅铝小球做脱砷剂的较多。

但当原料油含水较多时，水将硫酸铜溶解后带入油中，造成脱砷油含铜较高。

经研究发现，采用白土、硅胶和硫酸铜的硅铝小球混合吸附剂脱砷的措施，既充分利用了硫酸铜的硅铝小球的脱砷效用，又可防止铜的析出，取得了较好的脱砷效果。

预脱砷在常温常压下进行。

其空速可根据原料含砷量大小，可用1-4h

。

预脱砷是一个吸附过程，随着吸附使用时间的延长，脱砷效果变差，当效果降到要求以下时，更换新脱砷剂。

废脱砷剂在500摄氏度下煅烧再生，活性可基本恢复。

目前国内有的工厂将废脱砷剂用非芳香烃进行循环洗涤是脱砷吸附的方法进行再生，可使活性恢复到新脱砷剂的水平。

这种方法便于再生。

脱砷通常在原料油罐中进行，重要设备是脱砷罐。

脱砷罐内装混合吸附剂（见图所示）。

脱砷

流程可采用一次通过脱砷罐地方法，也可用原料油罐与脱砷罐之间循环脱砷流程，直至油中含砷量达到要求（小于100ppb），否则经加氢后不能达到要求。

如果原料油中含砷量小于100ppb可不进行预脱砷。

催化重整原料的选择

   催化重整对原料的要求比较严格，一般包括以下三方面的要求：

馏程、族组成和杂质含量。

1对馏程的要求。

根据生成目的不同，重整原料也不一样。

即当生产高辛烷值汽油时，一般采用80～180℃馏分；以生产苯、甲苯和二甲苯为目的时，宜分别采用60～85℃、85～110℃和110～145℃的馏分；生产苯－甲苯－二甲苯时，宜采用60～145℃的馏分；当生产轻质芳香烃－汽油时，宜采用60～180℃的馏分。

   ②对族组成的要求。

含环烷烃较多的环烷基原料是良好的重整原料，重整生成油的芳香烃含量高，辛烷值也高。

含烷烃较多的混合基原料也是比较好的重整原料，但是其生成油的质量要比环烷基原料的低。

重整原料中的烯烃含量不能太高，因为它会增加催化剂上的积炭，缩短生产周期。

加氢裂化汽油和抽余油的烯烃含量很低，加氢裂化重汽油是良好的重整原料，而抽余油虽然也可作为重整原料，但是收益不会很大。

③对原料杂质含量的要求。

重整催化剂对一些杂质特别敏感，砷、铅、铜、硫、氮等都会使催化剂中毒，氯化物和水的含量不恰当也会使催化剂中毒。

其中砷、铅、铜等重金属会使催化剂永久中毒。

目前工业上广泛使用的催化剂有铂（Pt）、铼（Re）或同时使用铂和铼。

人们根据所使用的催化剂不同，分别称它们为铂重整、铼重整或铂铼重整。

直馏汽油经催化重整后，不仅可以制得芳香烃，同时还可以有效地提高燃料汽油的质量。

TAs-11型脱砷剂

在聚丙烯的生产过程中，原料丙烯中含有S、O2、CO、H2O、As等微量杂质，这些杂质易使催化剂活性降低，甚至中毒失去活性，影响正常生产。

特别是随着聚丙烯工业高效催化剂的开发与应用，对丙烯原料中的砷含量要求更加严格，要求在30PPb以下才不易使催化剂中毒。

因此需要采用脱砷剂将丙烯原料中的砷杂质除掉以保护聚合催化剂。

TAs-11型脱砷剂属铜系脱砷剂，主要用于聚丙烯工业生产中脱除液相丙烯中的微量砷。

也可用于其它烯烃类原料脱砷，具有脱砷效果好、脱砷容量大、使用方便等特点。

TAs-11型脱砷剂的脱砷原理：

  液态丙烯中的砷化氢（AsH3）与氧化铜反应生成砷化亚铜、单质砷，一部分生成新的铜、砷合金，而达到脱除原料中AsH3的目的。

3CuO+2AsH3→Cu3As+As+3H2O

3CuO+2AsH3→3Cu+2As+3H2O

重整原料的预处理包括预脱砷、预分馏和预加氢三部分。

目的是将原料切割成重整要求的馏程和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分。

工艺流程图及工艺描述：

重整原料的操作流程包括四个部分，即原料油预处理、反应（再生）、芳香抽提和芳香精馏。

其中反应再生部分按反应催化系统的催化剂再生方式不同可分为三种类型：

固定床半再生、固定床循环再生和移动床连续再生。

其中固定床半再生的工艺流程如下：

其流程图如下：

预脱砷的脱砷方法有吸附法、氧化法（用强氧化剂如过氧化氢、异丙苯等）和加氢预脱砷法（以銇酸镍为催化剂，可将原料中的含砷量由1000ppb降至100ppb）。

在重要设备脱砷罐中脱砷剂的填装图如下所示：

工艺条件及关键设备：

在原料与处理过程中，要严格控制流程中的各项操作参数，并且考虑安全因素，在尽量提高催化效率的基础上，降低能源的消耗，做到热量的循环利用。

而在原料油的预脱砷处理中，采用的TAs-11型脱砷剂的技术指标及应用条件如下：

外观黑褐色圆柱体

规格，mmΦ5×（5～7）

堆积密度，g/ml1.20-1.35

抗压强度，N/cm≥120

脱砷容量，%（m/m）≥10

工艺介质丙烯、乙烯

使用压力，MPa常压-6.0

使用温度，℃常温

使用空速，h-1气相2000-5000，液相3-7

床层高径比，L/D≥3.5

原料砷含量，ppb1000-3000

处理后砷含量，ppb≤30

脱砷过程常在原料油罐中进行，主要设备是脱砷罐，脱砷罐内装的是混合吸附剂即是脱砷剂。

其图如上面所示。

本人对工艺的评价：

一项合理科学的工艺流程要考虑各个方面的因素，包括技术水平、经济科学性等，而这个重整原料油的预脱砷工艺属于石油工业的一部分，在能源方面更应考虑到效率的问题。

对原料油重整是为了获得高辛烷值的化工产品，也可以说的上市能源的高效获得“手段吧”;而对原料油的预脱砷是为了脱去原油中的砷等有害元素，避免对后续的加工方面的催化剂的催化效率造成不利影响。

这项工艺给我们这些学习化工方面的人提了一个醒，那就是要宏观全面地看待一个工艺流程乃至一项操作，因为要考虑多方面因素的影响，不能顾此失彼造成不必要的浪费，而且有时候一项工艺的安全性要放在至关重要的位置上，必须加以重视，以免造成工艺操作中的危险事件和损失。

我通过查阅有关重整原料油的预脱砷刚面的知识，对这项工艺的理解有了很深的认识，不再那么只停留在书面理论的层面上了。

我认识到催化剂在提高效率方面的重要性，以及催化剂的保护措施，还有如果催化剂长久使用活性下降时应该进行怎样的操作使其恢复原有的活性。

这项工艺是一个石油化工方面的一个缩影，也是一个重要的操作程序。

对设备的选取，对催化剂的活性的提高，对工艺的条件的控制，监控等，这是一个整体。

而且选设备时要讲究，怎样才能既提高了原料处理的大概条件，又要考虑经济科学安全的因素。

如在工艺流程中要实时监测设备中的各项物理参数，包括压力，流体流速，酸碱性等，对设备的损耗要及时检测更换，以免发生意外。