催化重整的案例
芳烴重整必讀│連續重整催化劑種類、功能及優勢分析
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編 輯 | 化工活動家
作 者 | 齊景麗等
來 源 | 化學工業
關鍵詞 | 連續重整 催化劑 UOP Axens
共 2464 字 | 建議閱讀時間 11 分鐘
導 讀
催化重整在煉油化工行業中地位日益重要，催化重整技術是煉油生產結構調整和產品升級換代、生產超清潔燃料的核心技術之一。催化重整汽油無硫、無烯烴、高辛烷值，是國Ⅳ、國Ⅴ汽油不可或缺的調和組分，還可為煉廠加氫裝置廉價提供所必須的氫源，特別是全球芳烴產品的60%~70%來自催化重整。
連續重整技術水平主要取決于連續重整工藝和連續重整催化劑的技術進步。根據科學的發展規律，催化材料的技術進步始終是帶動反應工藝與工程技術進步的源泉。連續重整催化劑作為連續重整技術的核心部分，一直影響著連續重整工藝與工程的技術進步，是連續重整技術進步的關鍵因素。
連續重整商業催化劑一直沿用Pt-Sn金屬為主要金屬組元，Al2O3為催化劑載體。依據重整反應熱力學及動力學特征，連續重整工藝條件不斷向超低壓、高苛刻度方向發展，同時積炭速率迅速增加導致了再生周期的縮短，催化劑頻繁再生會加劇載體的微孔結構改變、比表面積下降、鉑晶粒燒結。對此，新型催化劑需要具備以下特點：高水熱穩定性、高持氯能力、高選擇性、低磨耗、低積炭速率。連續重整催化劑的研發與生產由UOP等少數幾家公司壟斷。
展開 催化重整和輕烴芳構化兩種工藝在芳烴生產領域深度對比分析
02
輕烴芳構化
輕烴芳構化催化劑為金屬元素改性的HZSM-5分子篩催化劑。研究表明，M/ZSM-5型芳構化催化劑對丙烷芳構化活性和選擇性有積極的影響，活性的作用順序為：Pt＞H＞Zn＞Th＞Ni＞Co≈V＞Ga＞Pd＞Ru＞Mn；對芳烴選擇性的作用順序為：Zn＞Ga＞Ni＞Pt＞Th＞Cr＞Co＞V＞Ru＞Mn＞H＞Pd。從研究結果可以得出PtZSM-5、ZnZSM-5和GaZSM-5改性催化劑都具有較高的活性和選擇性、綜合催化劑性能和單金屬的價格，研究主要集中在Ga和Zn改性的HZSM-5分子篩催化劑上，并取得了較好的效果。由于催化重整采用Pt等貴金屬作為催化劑主要活性組分，因此對催化劑的保護顯得非常重要，從而使其對原料的要求進一步提高，所以催化重整的原料一般要進行預處理，而且再生過程比較復雜，要求非常嚴格；而輕烴芳構化催化劑主要活性材料HZSM-5分子篩以及Zn等改性金屬都比較便宜，同時該催化劑具有良好的抗硫、抗氮能力，原料不需要深度精制，再生過程只是簡單的燒焦再生。
芳構化和重整催化劑對比見下表。
在工藝過程上，兩種反應有什么不同？
01
催化重整主要工藝
催化重整按催化劑再生方式分為半再生的固定床催化重整和連續再生的移動床連續重整。隨著煉油規模的大型化，2000年以后我國基本上不再建設半再生重整裝置。催化重整典型流程如下圖所示。
展開 大慶石化│催化重整裝置工控參數調節實現效益提升
實際操作及效果
催化重整車間于2020年8月13日按計劃進行抽提單元停工，具體操作調整如下：
（1）提高預分餾塔T101底溫度，由157℃提至172℃，提高預加氫進料初餾點至95.5℃；
（2）提高T201底溫度，由198℃提至210℃，提高重整進料初餾點至95.5℃；
（3）重整生成油中苯含量由4.3%下降至1.94%，經過重整反應生成的苯減少10t/d。
京博石化│催化重整生成油加氫脫烯烴技術的工業應用
加氫脫烯烴技術介紹
01
工藝流程
圖1為連續重整生成油加氫脫烯烴工藝原則流程示意。
自重整再接觸系統來的重整生成油經液相脫氯、脫戊烷塔進料換熱器換熱至反應溫度后進入加氫脫烯烴反應器底部。氫氣經過濾器去除鐵屑等顆粒雜質后進入反應器底部，混合物料自下向上流經反應器內TORH-1催化劑床層，在催化劑的作用下發生選擇性加氫反應。反應產物經反應器出口調節閥控制流量和壓力，與脫戊烷塔塔底油換熱后進入脫戊烷塔，反應過剩氫氣及輕烴由脫戊烷塔塔頂排入氫氣回收系統，塔底精制生成油進入芳烴裝置生產芳烴產品。
02
脫烯烴催化劑
重整生成油選擇性加氫脫烯烴TORH-1催化劑的主要物化性質見表1。
TORH-1催化劑載體為采用新型的催化材料制備、具有特殊孔道的氧化鋁，載體的比表面積和孔體積明顯高于現有的脫烯烴催化劑，催化劑獨特的孔結構性質不僅有利于脫烯烴反應內擴散過程，而且還有利于催化劑再生的燒炭過程。TORH-1催化劑具有積炭速率低、選擇性高、活性穩定性好等特點。催化劑開工時不需要額外預硫化，開工方法更簡便（節省開工時間）、安全（降低開工風險）和綠色環保，能產生良好的社會效益和經濟效益。
展開 
超級石化推薦：國內煉化一體化產業最新科技進展！
加氫裂化技術助力煉化一體化
2.1 最大量生產催化重整原料加氫裂化技術
國內重石腦油資源匱乏，蒸汽裂解制乙烯裝置、催化重整裝置與高辛烷值汽油的調合爭奪石腦油的情況日益嚴峻。加氫裂化裝置可將減壓蠟油、焦化蠟油、頁巖油以及費托合成油等低附加值原料部分轉化為重石腦油餾分，該重石腦油產品芳烴潛含量高，硫、氮含量低，是優質的催化重整裝置原料。
科研機構研究了裂化溫度、系統壓力、工藝流程對于加氫裂化裝置生產重石腦油的影響，分別見圖1～3。由圖1可知，隨裂化溫度的提高，加氫裂化轉化率顯著升高，裂化溫度每升高1 ℃，重石腦油收率提高1.16%，重石腦油產品選擇性降低0.29%。對于單程通過加氫裂化工藝，提高裂化溫度雖能一定程度地提高重石腦油產品收率，但低附加值產品收率也隨之增加，且重石腦油芳烴潛含量也隨之降低，因此通過單一提高裂化溫度來提高催化重整原料收率是不經濟的。由圖2可知，氫分壓對于加氫裂化增產催化重整原料的影響明顯小于裂化溫度的影響，體系壓力每增加1 MPa，重石腦油收率提高0.32%，重石腦油產品選擇性降低0.35%，同時重石腦油產品的芳烴潛含量有所降低，工藝化學氫耗相應增加。通過提高系統壓力來增加加氫裂化重石腦油產品收率是不可行的。圖3對比了全循環加氫裂化工藝與單程通過加氫裂化工藝增產催化重整原料的生產效果，全循環模式下重石腦油的收率可達68%左右，較單程通過模式重石腦油產品收率增加 99.21%，采用全循環工藝模式進行加氫裂化可以實現增產催化重整原料。
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設計氣固換熱，化學反應。
其中氣固換熱使用UDS方法實現，請參考： http://www.cfluid.com/forum.php? ... d=111720&extra=
化學反應使用文獻中的宏觀反應速度，通過UDF添加。
計算模型及結果如下：
變化過程見視頻：變化過程見視頻：
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七大煉化工藝，從原油到成品油
7催化重整
1.主要原料:
石腦油（輕汽油、化工輕油、穩定輕油），其一般在煉油廠進行生產，有時在采油廠的穩定站也能產出該項產品。質量好的石腦油含硫低，顏色接近于無色。
2.主要產品:
高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等產品（這些產品是生產合成塑料、合成橡膠、合成纖維等的主要原料）、還有大量副產品氫氣。
3.基本概念:
重整：烴類分子重新排列成新的分子結構。
催化重整裝置：用直餾汽油(即石腦油)或二次加工汽油的混合油作原料，在催化劑(鉑或多金屬)的作用下，經過脫氫環化、加氫裂化和異構化等反應，使烴類分子重新排列成新的分子結構，以生產C6～C9芳烴產品或高辛烷值汽油為主要目的,并利用重整副產氫氣供二次加工的熱裂化、延遲焦化的汽油或柴油加氫精制。
4.生產流程:
根據催化重整的基本原理，一套完整的重整工業裝置大都包括原料預處理和催化重整兩部分。以生產芳烴為目的的重整裝置還包括芳烴抽提和芳烴精餾兩部分。
原料預處理
將原料切割成適合重整要求的餾程范圍和脫去對催化劑有害的雜質。
預處理包括：預脫砷、預分餾、預加氫三部分。
催化重整
催化重整是將預處理后的精制油采用多金屬(鉑錸、鉑銥、鉑錫)催化劑在一定的溫度、壓力條件下，將原料油分子進行重新排列，產生環烷脫氫、芳構化、異構化等主要反應，以增產芳烴或提高汽油辛烷值為目的。
工業重整裝置廣泛采用的反應系統流程可分為兩大類：固定床反應器半再生式工藝流程和移動床反應器連續再生式工藝流程。
-END-
文章來源：化工707
展開 七大煉化工藝，從原油到成品油，搞定！
催化重整
催化重整是將預處理后的精制油采用多金屬(鉑錸、鉑銥、鉑錫)催化劑在一定的溫度、壓力條件下，將原料油分子進行重新排列，產生環烷脫氫、芳構化、異構化等主要反應，以增產芳烴或提高汽油辛烷值為目的。
工業重整裝置廣泛采用的反應系統流程可分為兩大類：固定床反應器半再生式工藝流程和移動床反應器連續再生式工藝流程。
煉廠輕烴的來源、組成及其綜合利用
1
輕烴來源
煉油廠輕烴主要來自于常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫處理、加氫裂化和催化重整等裝置。據統計，2017年中石化30余家煉制企業的輕烴(C4及以下)產量達到26 Mt/a以上，約占原油加工總量11%，其中主要裝置的輕烴產量見下表。
催化裂化裝置不僅是煉油廠生產油品的核心裝置，也是煉油廠輕烴的主要來源。為了實現催化裂化干氣(催化干氣)和催化裂化液化石油氣的加工利用，相關的輕烴分離技術及轉化技術相繼開發和應用。煉油廠輕烴的第二主要來源也是重油和蠟油加工裝置，如延遲焦化、加氫裂化和加氫處理等。但隨著煉油廠的清潔化生產和轉型發展需求，未來延遲焦化裝置的加工量將會逐步下降，而加氫類裝置的加工量將逐步提升，煉油廠氣體輕烴中的飽和輕烴比例可達到40%～50%。此外，催化重整裝置也是煉油廠副產輕烴的主要裝置，氣體輕烴產量占全廠輕烴總量的9%～10%。對于以生產芳烴為主的煉油廠，重整芳烴聯合裝置副產的輕烴產量可達到全廠輕烴產量的30%～40%。隨著芳烴市場需求和煉油廠氫氣需求量的增加，煉油廠重整輕烴和芳烴歧化/異構化氣體的產量也將會繼續增加。雖然常減壓蒸餾裝置加工規模龐大，但由于蒸餾過程主要是物理過程，除在加熱過程中發生極少量的熱裂解反應產生少量輕烴外，其余均為被加工原油自身所含輕烴。常減壓裝置的輕烴收率較低(小于1%)，并且與所加工原油性質密切相關。
2
輕烴組成
催化裂化裝置的氣體輕烴組成與工藝技術密切有關。下表列出了國內煉油廠幾種典型催化裂化工藝的輕烴組成。
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展開 氣體傳感器在石油化工行業氣體安全檢測中的應用
石油化工行業氣體安全檢測：石油煉制的過程主要包括了：原油的預處理、常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整、延遲焦化、產品精制；化工生產過程主要包括了：原理處理、化學反應、產品精制；在整個石油化工工業制造過程中，難免會產生許多有毒的氣體比如：胺、硫化氫、二氧化硫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和硫化氫等無機廢氣，還有VOC類：苯、甲苯、二甲苯、丙烯酸、醚類、脂類、醇類、酮類及苯乙烯等有機廢氣。為保證生產、加工、運輸、使用環節的安全，需要對各個環節的氣體壓力、燃氣泄漏防爆、各種毒性泄漏等進行檢測、監控尤為重要。近些年都有不少的石油化工行業氣體安全事故發生，讓人不得不防。
2021年7月3日，嘉興海寧市浙江邁基科新材料有限公司發生一起硫化氫中毒窒息事故，已造成3人死亡、2人受傷。
2022年4月24日凌晨，齊魯分公司勝利煉油廠由于氫氣泄漏，引發了火災事故，所幸的是沒有人員傷亡，也沒有發生危險化學品污染環境事故。
2022年6月8日12時45分，茂名石化化工分部一球罐動力泵泄漏引發爆炸。此次事故造成1人受傷、2人失聯！
遼寧盤山縣在2023年1月15日下午13點，盤錦市盤山縣浩業化工有限公司工人工人在烷基化裝置維修過程中就發生了爆炸起火，起火的“罪魁禍首”就是由于是烷基化泄露。
面對這種石油化工工業環境，工人生命安全已經成為了重中之重的生產安規，除此之外，石油化工工業過程中、運輸過程中排出的廢氣或者泄露的氣體，對環境也會造成極大的污染，排出的廢氣只有經過處理之后的才能排放到環境中。化學品的泄漏也是關乎生命安全的事情，一旦化學品泄漏，可能大面積的土地、植被、人類，都會面臨生命的威脅，必須嚴重這種情況下就需要及時對泄漏進行檢測，第一時間做好預防措施。
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加氫裂化
SHC
技術全稱：單段加氫裂化技術
目標產品：石腦油、中間餾分油、加氫裂化尾油
技術特點：
1、采用單個反應器裝填單個或組合加氫裂化催化劑。
2、對原料油適應性強，可以加工VGO、CGO等一種或幾種混合油。
3、可以生產低硫、高十六烷值的清潔柴油、煙點高的航煤、高芳潛石腦油和BMCI值低的優質蒸汽裂解制乙烯原料（加氫裂化尾油）。
4、包括單程一次通過、加氫裂化尾油部分循環和全循環三種操作模式。
5、催化劑的活性、穩定性好，第一周期使用壽命大于24個月，可再生使用，總壽命大于72個月。
生產工藝：
采用單個反應器裝填單個或組合加氫裂化催化劑，讓重質蠟油原料與氫氣在反應器中發生脫硫、脫氮、芳烴飽和和加氫裂化等反應，再將反應產物分餾得到各種優質產品。
FMN
技術全稱：最大量生產催化重整原料的加氫裂化技術
目標產品：高芳潛的催化重整原料，部分高辛烷值汽油調合組分
技術特點：
1、采用一段串聯、大于177 C的餾分全循環的工藝流程。
2、對原料油適應性強，可以加工VGO或VGO與CGO、DAO混合原料油
3、催化劑的活性、穩定性好，第一周期使用壽命大于48個月，可再生使用，總壽命大于108個月。
生產工藝：
FMN技術采用兩臺反應器，分別加入加氫預處理催化劑和加氫裂化催化劑，兩臺反應器直接串聯。原料油與氫氣首先進入加氫處理反應器，發生加氫脫硫、加氫脫氮、烯烴和芳烴加氫飽和反應，然后進入加氫裂化反應器，發生加氫裂化反應，反應產物經分餾得到各種優質產品，但分餾塔底油全部循環，以使石腦油產率達最大。
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