重整装置流程叙述1.docx

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重整装置流程叙述1

催化重整装置概况

SORALCHIN炼油厂催化重整装置由中国石油集团公司华东勘探设计研究院设计，由中油吉林化建股份公司建设。

重整装置是以炼油厂常压装置生产的直馏石脑油为原料，进行二次加工，加工能力为10万吨/年。

产品主要为96号高级汽油组分及普通汽油组分，同时副产氢气、干气、液化石油气产品。

装置的预处理部分采用先分馏后加氢工艺流程。

重整采用半再生固定床重整工艺，催化剂分段装填及两段混氢技术，装置采用了RIPP的粗汽油制氢技术。

催化重整装置属新建工程，位于厂生产区工艺装置区最南端，北靠常压-气体分馏联合装置。

装置布置大致分为四个区块：

（1）装置的压缩机厂房位于装置北侧，采用厂房内二层布置〔敞开式〕，内设一台电动防爆桥式起重机用于安装、检修压缩机及电机用。

（2）压缩机厂房南侧为塔、容器等设备及冷换框架，冷换框架共三层，分别布置回流罐、换热器等。

（3）装置的南侧为管带，工艺管道由装置西端进出装置，公用工程管道由装置东端进出装置。

装置的管带上方布置空冷器,泵布置在管带下。

（4）装置东端的管带北侧集中布置加热炉、反应器、立式换热器等，反应器框架上设有一台电动葫芦。

各个区块用消防、检修通道间隔开。

装置不单独设配电室、仪表控制室、现场操作室〔与其它装置共用〕。

装置东西长118m，南北长66m，占地面积为7788m2。

生产工艺过程

工艺技术特点

〔1〕预加氢采用一次通过流程，即部分重整产氢经过预加氢氢气压缩机增压后一次通过预加氢系统，从预加氢气液别离器送往燃料气管网；

〔2〕剩余部分重整产氢从重整气液别离器排放到燃料气管网；

〔3〕预加氢催化剂选用RIPP新开发的高效、高空速RS-1预加氢催化剂，空速可由常规的体积空速2h-1提高到6h-1，降低了预加氢系统的设备和催化剂的投资费用；

〔4〕重整部分采用两段混氢、固定床半再生式工艺技术，设有四台反应器。

其中第一反、第二应器为轴向反应器，第三、第四反应器为径向反应器。

重整催化剂采用分段装填工艺，一反、二反装填PRT-C催化剂，在高空速、低氢油比条件下操作；三、四反装填PRT-D催化剂，在低空速、高氢油比条件下操作。

该工艺技术可充分发挥不同催化剂在各自反应区内的活性、选择性、稳定性特点，提高了重整液体产品收率，延长了生产操作周期，并降低了装置能耗。

〔5〕采用两台逆流立式换热器（重整进料换热器、二段混氢换热器〕，提高了换热强度并降低了重整部分临氢系统的压降；

〔6〕重整加热炉采用“四合一”高效加热炉，对流段加热热载体，然后预热空气，以提高热效率；

〔7〕各塔底重沸器均以热载体为热源，正常工作时，大部分热载体通过“四合一”加热炉对流段加热，少部分由热载体炉补充供热；

〔8〕为提高预加氢催化剂的活性，开工时预加氢催化剂需预硫化，并设预硫化设施；

〔9〕重整部分设立分子筛干燥循环氢系统，供开工时脱掉系统内水分。

工艺原理及主要操作分析

预处理系统

预分馏系统

预分馏是采用分馏的方法，将常压装置来的直馏石脑油中的初馏点至65℃的拔头油馏分别离出去，切割出重整反应需要的馏分油，同时还可以脱除一部分水。

预加氢系统

预加氢系统是对预分馏塔底的馏分油进行加氢精制，将馏分油中的金属和非金属等毒物除掉，同时使烯烃饱和，以满足重整催化剂对原料油杂质含量的严格要求，使重整催化剂不被污染。

预加氢原料油在预加氢反应器中主要进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、烯烃饱和等反应。

预加氢反应特点是消耗氢气，放出热量。

预加氢主要化学反应

脱硫

为了保证重整催化剂具有较好的选择性和稳定性，重整原料中应严格控制硫含量，对于低铂铼催化剂要求少于0.5PPm。

由于脱硫反应速度较快，加氢脱硫较加氢脱氮、烯烃饱和容易。

以硫化物状态存在于原料中的硫，经加氢反应后生成烃类和易脱除的硫化氢。

硫、氮等非金属只能造成重整催化剂暂时性失活，但是长时间非金属杂质污染也会造成重整催化剂永久性失活。

在操作中需经常性监控加氢催化剂床层有无硫穿透现象。

二硫二乙烷乙烷硫化氢

RSH+H2→RH+H2S

硫醇烷烃硫化氢

脱氮

重整原料中氮化物所含的氮，经加氢反应转化成氨和相应的烃，但脱氮比脱硫困难的多。

对于低铂铼催化剂，原料中氮含量应小于1.0PPm。

吡咯丁烷氨

吡啶：

C6H5N+5H2—→C6H12+NH

奎啉：

C9H7N+4H2—→C9H12+NH3

加氢脱除非金属速度比较：

脱硫：

烯烃饱和：

脱氮=70：

40：

1

脱氧

原料油中氧的脱除：

在加氢条件下，使含氧化合物与氢生成水及相应的烃分子。

原料中的含氧化合物，主要是环烷酸，如不除去，当进入重整后加氢生成水，会使系统存水过多，一方面会造成催化剂上氯的流失，另一方面会造成催化剂晶粒聚积。

酚

酸

脱卤素

有机卤化物经加氢可以生成相应的烃类及卤化氢，有机卤化物的脱卤比脱硫更困难一些。

RCl+H2→RH+HCl

烯烃饱合

烯烃饱合生成烷烃，其加氢反应速度比脱硫反应略慢。

原料中由于烯烃的存在，会增加催化剂上的积碳，缩短生产周期。

CnH2n+H2→CnH2n+2

脱金属

原料中含有砷、铜、铅、汞、铁等金属杂质的化合物，进入反应器会使重整催化剂减活或失去活性。

甚至造成重整催化剂永久性失活。

其中以砷的危害最大，砷可吸附在重整催化剂上，并且可与重整催化剂的活性组分铂、铼生成合金，造成重整催化剂永久性失活。

重整反应系统

重整反应原理

催化重整是以一定沸点范围的石油馏份，经重整催化剂的作用，并在氢气环境和一定的温度、压力等反应条件下，发生芳构化反应和其它反应，使原来含少量芳烃的原料发生分子结构的重排，生成富含芳烃和异构烷烃的反应过程。

这种重整反应生成物经进一步加工处理，可获得高辛烷值汽油组分。

对重整原料的一般要求是：

理想的重整原料应该为芳烃潜含量〔或重整指数〕高的原料，环烷基原料为重整装置的理想的原料，同时生产高辛烷值汽油的理想组分为馏程介于65℃---180℃的组分。

主要化学反应

〔1〕六元环烷脱氢反应

环己烷苯氢气

C7H14→C7H8+3H2

此类反应速度快，吸收热量大，是生产芳烃的主要反应。

〔2〕五元环烷的异构脱氢反应

五元环烷烃异构化生成六元环烷烃生成芳烃

C6H12→C6H12→C6H6+3H2

此类反应速度较慢，反应吸热，是生产芳烃的主要反应。

此类反应分二步进行，第一步为异构化，此步骤反应速度慢，是反应的关键步骤。

第二步为环烷脱氢反应，反应速度快。

〔3〕烷烃环化脱氢反应

烷烃脱氢环化反应产物

此类反应速度最慢，反应吸热，反应条件要求苛刻，是生产芳烃的主要反应。

烷烃环化脱氢，要在较高的温度和较低的压力，才能进行得比较完全，好的催化剂能促进此类反应，显示出其良好的性能，此类反应大都在后部反应器中进行。

〔4〕加氢裂化反应

烷烃和烷基环戊烷变成芳烃，都需要经历艰难的脱氢环化或异构化过程，并要有酸性催化剂存在，而这种反应条件，也促成了加氢裂化反应的进行：

加氢裂化反应是比较快的反应过程，高压和高温都有利于它的进行。

在通常情况下，催化重整过程应尽量减少加氢裂化反应发生，它将使液体收率下降，还消耗重整反应生成的氢。

〔5〕异构化反应

C7H16（正构）→C7H16（异构）

此类反应速度慢，是放热反应〔热量不大〕，即不产氢也不耗氢，对提高辛烷值有利。

〔6〕脱甲基反应

在苛刻的催化重整反应条件下，遇高温与高压，将会发生脱甲基的反应。

在某种情况下，在催化剂更新或再生之后开工时更易发生，这种反应主要是由金属功能促进：

脱甲基

生产中通常不希望发生脱甲基反应，抑制这种反应的方法是添加硫或第二金属〔双金属催化剂〕，使金属功能消弱。

〔7〕芳烃的脱烷基反应

芳烃的脱烷基反应，与脱甲基反应很相似，不同的是它脱掉的是芳烃侧链的一个烷基，而不仅仅是一个甲基：

脱烷基

如果侧链足够长，在高温和高压的条件下就将发生这种脱烷基的化学反应。

另外还有聚合生焦反应，该反应是不可防止的，并且原料烯烃含量越多，聚合生焦越严重。

各种毒物对重整催化剂的危害

砷〔As〕

砷是危害最大的重整催化剂毒物，砷和催化剂上的贵重金属有强烈的亲合力，它能与铂形成砷化铂合金，使铂永远失去活性，使催化剂永久性失活。

此外，砷可与氯合成二氯化砷〔AsCl2〕，从而减弱了酸性组分，破坏了催化剂的双功能平衡，砷的毒害是沿床层向下部渗透的，穿透力不强，一般第一反应器催化剂含砷量最大，末反应器最小。

金属杂质铅、铜、汞、铁等和砷一样都是永久性毒物，而催化剂的永久性中毒是不能通过再生恢复活性的。

假设金属杂质铁长期超标，可能造成预加氢反应器顶部硫化铁沉积，预加氢反应器出入口压力降增大，所以停工时必须对顶部催化剂进行撇头处理。

硫〔S〕

硫被吸附在催化剂外表上，与铂和铼形成化合物，使催化剂失去活性，它是暂时性毒物，其穿透力强，几个反应器内的催化剂可同时受害。

硫中毒可以用再生及使用低硫原料的方法，使催化剂全部或部分恢复活性。

H2S主要集中于预加氢高分、重整蒸发脱水塔顶部回流罐、重整脱丁烷塔顶部系统。

正常生产过程中，应密切注意重整循环氢中的H2S含量。

停工过程中，应密切注意FeS2自燃问题。

水〔H2O〕

重整原料中含水量高，会造成反应器内气中水增大。

在反应温度高的情况下，催化剂的铂晶粒会凝聚增大，减少了铂的分散度，从而降低了催化剂的活性。

另外，水能冲洗掉催化剂上的氯，造成重整催化剂氯流失，减少了催化剂的酸性组分，破坏了水--氯平衡。

氮〔N〕

有机氮化合物中氮元素在重整反应条件下能与氢气反应生成NH3，它能与催化剂的酸性组分中和，从而破坏了催化剂的金属功能与酸性功能之间的平衡关系。

NH3的存在不利于重整装置设备运行安全，NH4CL会大量聚集在重整装置冷换设备、高分气液别离器、压缩机入口管线等处。

NH4CL大量聚集，一方面会造成压缩机出、入口压差上升、压缩机频繁切换，严重冲击压缩机运行安全；另一方面NH4CL大量聚集在重整装置冷换设备、高分气液别离器处，易造成系统管线堵塞。

重整催化剂的性能指标

催化剂的活性

催化剂活性是重整催化剂的重要指标。

催化剂活性愈强，促进原料转化能力愈大。

在相同的反应时间会得到更多的目的产品，因此，重整催化剂的活性往往用芳烃产率的高低加以衡量。

选择性

选择性是指催化剂促进理想反应能力大小的指标。

稳定性

在催化剂的运转周期中，随着时间的延长，其活性和选择性都要下降，这种变化用催化剂的稳定性来表示，稳定性数值愈小，其稳定性愈好。

催化剂寿命

每公斤催化剂在运转周期内处理了多少立方米的原料油称为催化剂的寿命。

随着运转时间的延长，由于积炭和污染会使催化剂的活性不断下降，到一定程度不能运转，须经再生后才能使用。

金属铂和铼的作用

铂的作用：

铂是重整催化剂的金属活性中心，铂的最大特点是它具有强烈的吸引氢原子的能力，因此，对脱氢芳构化反应具有催化功能。

重整催化剂上的铂主要功能是促进脱氢—加氢反应。

催化剂上铂含量相对较多时，其抗中毒能力也相对较强。

铼的作用：

改善了催化剂的稳定性，抑制了铂晶粒的聚集，使催化剂的容碳能力比纯铂催化剂提高了3--4倍，从而提高了催化剂的稳定性，但未提高催化剂的活性。

水和氯的作用

水--氯的存在主要是促进催化剂的酸性功能：

异构化、环化、裂化作用。

重整催化剂的金属功能〔脱氢作用〕与酸性功能是互相匹配、互相影响的，因此，搞好水--氯平衡对充分发挥重整催化剂的性能十分重要。

这一点，对原料中芳烃潜含量较低的重整装置尤为重要。

氯〔水〕的过少或过多对催化剂都是十分有害的。

由于注氯，往往对临氢系统低温部位及下游装置造成严重的氯腐蚀或氯化铵盐堵塞。

搞好水--氯平衡，关键在于平稳操作，均匀连续注入，注入量不能大起大落。

特别是开停工阶段严格执行注氯方案，不要造成氯的流失，否则可能造成氯含量不足，影响整个周期的优化运行。

另外生产期间一定要针对两段混氢进行两段注氯，不能互相代替。

工艺流程

预处理部分

自原料罐区来的直馏石脑油（馏程：

初馏～165℃）进入预分馏塔进料换热器〔E-202101/1～3〕与预加氢产物换热后，进入预分馏塔〔C-202101〕。

C-202101顶馏出物经预分馏塔空冷器〔A-202101〕预分馏塔水冷器〔E-202107〕冷凝冷却后，进入预分馏塔回流罐〔D-202102〕，D-202102不凝气经压控排入燃料气系统，液相物流〔轻石脑油〕一部分经预分馏塔回流泵升压〔P-202102/1，2〕送回C-202101顶作回流，另一部分送出装置〔也可经轻石脑油泵〔P-202103/1，2〕升压后送至稳定塔进料换热器〔E-202203/1～3〕作为稳定塔的一股进料〕。

C-202101底物流〔65～165℃馏分〕，经预加氢进料泵〔P-202104/1，2〕升压后，与经预加氢压缩机〔K-202101/1，2〕增压的重整氢混合，进入E-202103/1～3与预加氢反应产物换热，再进入预加氢炉〔F-202101〕加热升温至反应温度后，进入预加氢反应器〔R-202101〕，进行原料的脱硫、脱氮、脱金属反应。

反应产物进入E-202103/1～3与预加氢进料换热，然后进入E-202101/1～3与预分馏塔进料换热，再经预加氢产物空冷器〔A-202102〕、预加氢产物水冷器〔E-202108〕冷凝冷却后，进入预加氢气液别离器〔D-202103〕气液别离。

从D-202103分出的气体，经压控后送入燃料气管网。

D-202103底部的液相物流经蒸发塔进料换热器〔E-202104/1～3〕与蒸发塔底物流换热后进入蒸发塔〔C-202102〕。

C-202102顶馏出物经蒸发塔空冷器〔A-202103〕、蒸发塔水冷器〔E-202109〕冷凝冷却后进入蒸发塔回流罐〔D-202104〕。

D-202104不凝气经压控送入催化裂化装置脱硫后排入燃料气管网，D-202104底部的液相物流大部分经蒸发塔回流泵〔P-202105/1，2〕升压后送回C-202102顶作为回流；少部分送至催化裂化装置。

C-202102底物流〔精制石脑油〕经脱硫罐〔D-202105〕和E-202104/1～3后进入重整部分。

C-202102塔底产品部分也可经E-202106冷却后作为精制油，储存于精制石脑油罐中。

预分馏塔重沸器（E-202102）和蒸发塔重沸器（E-202105）所需热量均来自四合一炉对流段所回收的热量。

为提高预加氢催化剂的稳定性和活性，在开工初期P-202104入口设有自P-202210来的注硫线，以便对催化剂进行预硫化。

为更好地保护重整催化剂免受硫的污染，在蒸发脱水塔底〔C-202102〕有一脱硫罐D-202105。

重整部分

从预加氢来的精制石脑油经重整进料泵〔P-202201/1，2〕升压后，与经重整循环氢压缩机〔K-202201/1～3〕升压后的循环氢混合〔一段混氢〕进入重整进料换热器〔E-202201〕管程与重整反应产物换热，然后依次进入第一重整炉〔F-202201/1〕、第一重整反应器〔R-202201〕、第二重整炉〔F-202201/2〕、第二重整反应器〔R-202202〕，然后与经K-202201/1～3升压后的另一股循环氢混合〔二段混氢〕，再依次进入第三重整炉〔F-202201/3〕、第三重整反应器〔R-202203〕、第四重整炉〔F-202201/4〕、第四重整反应器〔R-202204〕。

R-202204的反应产物分成两路：

一路经E-202201壳程与重整进料换热，另一路经E-202202壳程与二段混氢换热，然后两路汇合，再经重整产物空冷器〔A-202201〕、重整产物水冷器〔E-202208〕冷凝冷却后进入重整气液别离器〔D-202201〕。

从D-202201顶分出的含氢气体经压缩机入口分液罐〔D-202202〕分液后，分为两部分：

大部分为重整循环氢，分别经K2201/1，2升压后作为一段混氢和二段混氢；剩余的重整产氢送至预处理部分。

D-202201底部液相〔重整生成油〕经稳定塔进料泵〔P-202202/1，2〕进入稳定塔进料换热器〔E-202203/1～3〕，与稳定塔塔底物流换热后进入稳定塔〔C-202201〕。

C-202201顶C4-馏出物经稳定塔空冷器〔A-202202〕、稳定塔水冷器〔E-202209〕冷凝冷却后，进入稳定塔回流罐〔D-202203〕。

D-202203不凝气经压控进入装置燃料气系统，D-202203底部的液相经稳定塔回流泵〔P-202203/1，2〕升压后一部分送回C-202201顶作回流，一部分作为液化石油气送出装置。

C-202201底物流〔脱丁烷油〕经E-202203/1～3换热后，经重整汽油冷却器〔E-202205〕冷却送出装置，作为高辛烷值汽油调和组分。

重整系统设有注氯注水设施，以保持正常操作中催化剂的水氯平衡。

开工初期，为抑制新鲜〔或再生〕催化剂的裂解活性，在重整各个反应器入口均设有预硫化设施，用高压氮气将D-202207、D-202208、D-202209、D-202210内的硫化物分别压入R-202201、R-202202、R-202203、R-202204反应器入口。

在开工初期或生产不正常时系统含水较高，为脱除和降低系统存水，系统设有分子筛干燥系统及分子筛再生系统。

干燥流程为K2201/1,2出来的含氢气体进D-202204/1，2将循环氢中的水份吸附在分子筛上；分子筛再生系统流程为:

自管网来的氮气进入F-202202加热后，进入D-202204/1，2将分子筛中的水带出，再生气进E-202206壳程冷却，然后进D-202206切水，氮气循环使用。

罐区部分

重整原料罐区设在油品罐区内，重整原料罐包括3台1000m3重整原料罐、1台1000m3精制油罐。

常压蒸馏装置来的初馏点～165℃石脑油进入重整原料罐（T-30202～T-30204）,自然沉降脱水后，由设在罐区的预分馏进料泵〔P-202101/1、2〕，抽原料罐中的直馏汽油作为预分馏进料。

另外由于重整开工的需要，专门设置精制油储罐T-30201和专设的精制油泵〔P-30207〕及管线，以保证精制油不被污染。

辅助系统

风系统

包括净化风与非净化风，两者自装置外系统管网来，净化风进入D-202219，从其顶部出来的净化风分别做为预加氢催化剂再生用风、仪表气动调节阀等用风部位、K202101，K202201A-C卸荷器、余隙腔。

非净化风去重整分馏、反应框架区的软管站，作吹扫用风。

新鲜水系统：

新鲜水自装置外来去压缩机房作洗刷用。

进预分馏塔进料换热器〔E-202101/1-3〕入口做为水运介质，去重整反应软管站做洗刷用。

循环水系统

循环水自装置外系统管网来，分别去K202101、K202201、E202106、E202107、E202108、E202109、E202205、E202206、E202207、E202208、E202209、E202210、K202202引风机、各泵冷却水及油样冷却器作循环冷却水，冷却后出装置回循环水场。

另外去反应区采样做临时冷却用。

燃料气系统

装置外来的高压瓦斯〔天然气〕，经瓦斯压力控制阀与重整D202102、D202203、D202104的瓦期一同进入瓦斯分液罐〔D202214〕，底部排凝后，顶部瓦斯分分别进入F202101、F202201〔A-D〕、F202202、F202203做燃料，。

假设D202214的压力超过控制指标，D202214中的瓦斯可回到装置外瓦斯管网，D202214底部有加热盘管，瓦斯中的凝缩液可以被加热汽化，不能被汽化的部分排到污水、污油系统。

氮气系统

自装置外氮气系统管网来的氮气有2.5MPa和0.8MPa两种规格。

2.5MPa主要用于以下部位：

K202101、K202201充氮和置换，D202104补压，D202203补压，预加氢反应区做事故氮气和吹扫用。

0.8Mpa主要用于重整反应区、软管站做事故吹扫和置换用。

1.0MPa蒸汽自加氢装置来，并联供应以下部位用：

〔1〕M202201、M202202抽空。

〔2〕C202101、C202102、C202201吹扫和消防

〔3〕各软管站做临时吹扫

〔4〕F202101、F202201、F202202、F202203炉膛灭火和吹扫消防

〔5〕反应区框架消防、反应区软管站。

〔6〕D202214加热瓦斯用。

除盐水

除盐水自加氢装置来，进入D202106〔注硫罐〕，作为注碱的稀释剂。

热载体系统

热载体自常压装置来进入D202215，经循环升恒温脱水，由P202205/1、2升压送入重整四合一炉对流室和热载体加热炉加热后，分别送往E202102、E202105、E202204做热源，从再沸器出来的热载体加回D202215循环使用，热载体氧化变质可通过污油线送出装置。