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芳烴重整必讀│連續(xù)重整催化劑種類、功能及優(yōu)勢分析
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編 輯 | 化工活動家
作 者 | 齊景麗等
來 源 | 化學(xué)工業(yè)
關(guān)鍵詞 | 連續(xù)重整 催化劑 UOP Axens
共 2464 字 | 建議閱讀時間 11 分鐘
導(dǎo) 讀
催化重整在煉油化工行業(yè)中地位日益重要,催化重整技術(shù)是煉油生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品升級換代、生產(chǎn)超清潔燃料的核心技術(shù)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(diào)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(chǎn)品的60%~70%來自催化重整。
連續(xù)重整技術(shù)水平主要取決于連續(xù)重整工藝和連續(xù)重整催化劑的技術(shù)進步。根據(jù)科學(xué)的發(fā)展規(guī)律,催化材料的技術(shù)進步始終是帶動反應(yīng)工藝與工程技術(shù)進步的源泉。連續(xù)重整催化劑作為連續(xù)重整技術(shù)的核心部分,一直影響著連續(xù)重整工藝與工程的技術(shù)進步,是連續(xù)重整技術(shù)進步的關(guān)鍵因素。
連續(xù)重整商業(yè)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(jù)重整反應(yīng)熱力學(xué)及動力學(xué)特征,連續(xù)重整工藝條件不斷向超低壓、高苛刻度方向發(fā)展,同時積炭速率迅速增加導(dǎo)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(jié)構(gòu)改變、比表面積下降、鉑晶粒燒結(jié)。對此,新型催化劑需要具備以下特點:高水熱穩(wěn)定性、高持氯能力、高選擇性、低磨耗、低積炭速率。連續(xù)重整催化劑的研發(fā)與生產(chǎn)由UOP等少數(shù)幾家公司壟斷。
展開 連續(xù)重整裝置實現(xiàn)長周期運行技術(shù)改造,十分有借鑒意義
編 輯 | 化工活動家
作 者 | 韓瑞杰
等
來 源 | 化學(xué)工程與裝備
關(guān)鍵詞 | 連續(xù)重整 技改
共 2354 字 | 建議閱讀時間 7 分鐘
導(dǎo)讀
某煉廠1.0Mt/a連續(xù)重整裝置以常壓直餾石腦油、DCC裂解輕油加氫石腦油為原料,連續(xù)重整單元采用UOP的超低壓連續(xù)重整工藝分離出混合二甲苯和重整汽油,同時副產(chǎn)含氫氣體及液化氣,切割C6餾分作苯抽提單元原料,苯抽提單元采用撫研院的環(huán)丁砜抽提蒸餾技術(shù)生產(chǎn)苯產(chǎn)品,催化劑再生單元是采用UOP的“CycleMax”,實現(xiàn)催化劑連續(xù)循環(huán),重整循環(huán)氫壓縮機與重整增壓機采用3.5MPa凝汽式透平驅(qū)動的離心式壓縮機。
1
加熱爐火嘴堵塞
該連續(xù)重整裝置自投運以來,先后出現(xiàn)過10次加熱爐火嘴堵塞問題,經(jīng)分析調(diào)查,主要原因為:重整單元內(nèi)管網(wǎng)燃料氣和還原尾氫含氯、含水量較高,對重整循環(huán)氫微水指標(biāo)控制及系統(tǒng)腐蝕均影響較大,同時該部分燃料氣、氫氣回收至燃料氣管網(wǎng),所以容易對加熱爐火嘴產(chǎn)生堵塞。
因此針對以上問題,采取以下改造措施:
新增燃料氣脫氯設(shè)施,選用停用裝置脫硫罐、過濾器及其附屬管線,選擇合適的脫氯劑,確定裝填數(shù)量,同時根據(jù)技改流程,選擇現(xiàn)場位置、管線等,完成技改配置,將還原尾氫和裝置內(nèi)燃料氣引至脫氯罐進行脫氯后,回收至D-501(燃料氣分液罐),進行利用。
展開 為何連續(xù)重整裝置都要“脫氯”?
02
合理控制注氯量
催化劑中氯含量是連續(xù)重整反應(yīng)過程中的一項重要指標(biāo),連續(xù)重整反應(yīng)過程中,催化劑上的氯含量會不斷降低,這與反應(yīng)溫度、反應(yīng)氣中水含量、催化劑比表面積等因素有關(guān)。氯含量是一個重要分析項目,需要定期測定待生催化劑、再生催化劑上的氯含量。如果催化劑中氯含量偏低則會導(dǎo)致重整反應(yīng)溫降逐漸減小、催化劑積炭升高等現(xiàn)象,造成裝置生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)異常,因此掌握催化劑中氯的含量并進行嚴(yán)格控制是十分必要的。
由于催化劑比表面積不斷下降,同時進料中含有微量水,造成催化劑上氯的不斷流失,為保持催化劑的酸性功能,正常情況下需要進行連續(xù)補氯。該裝置通過計量泵P302連續(xù)往再生氯化區(qū)注氯,通過調(diào)整注氯泵行程調(diào)節(jié)注氯量,并對注氯量進行定期標(biāo)定。
03
增加脫氯設(shè)施
預(yù)加氫系統(tǒng)最初設(shè)計只有1臺反應(yīng)器R101,采用FH-40B催化劑,而后檢修期間原料預(yù)處理部分增設(shè)了脫氯反應(yīng)器R102,以適應(yīng)原料性質(zhì)的變化。
重整產(chǎn)氫中含有微量氯化氫,為減小對后部裝置影響,裝置最初設(shè)計采用D205A/B雙罐串聯(lián)脫氯的吸附脫氯技術(shù),當(dāng)前面的脫氯罐A出現(xiàn)穿透跡象時,將A罐切出更換脫氯劑,更換完畢后,通過改變流程,將A罐串聯(lián)于B罐后,待B罐出現(xiàn)穿透跡象時,再對其進行切出和脫氯劑的更換,如此交替進行,保證裝置的連續(xù)性。為改善氫氣脫氯效果,隨后檢修期間增設(shè)脫氯罐D(zhuǎn)205C,增設(shè)脫氯罐后對重整產(chǎn)氫氯化氫含量進行檢測,氫氣中氯化氫的體積分?jǐn)?shù)脫氯前為0.16~0.45μL/L,脫氯后約0.10μL/L,脫氯效果得到改善。
展開 遼河石化│連續(xù)重整裝置增壓機組結(jié)焦分析及對策
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 遼河石化 煉油技術(shù)與工程
作 者 | 潘顯良
關(guān)鍵詞 | 連續(xù)重整 增壓機組 結(jié)焦分析 對策
共 2186 字 | 建議閱讀時間 10 分鐘
裝置概況
中國石油遼河石化公司600kt/a連續(xù)重整裝置于2012年12月開工,重整反應(yīng)再生部分采用UOP Cyclemax氯吸附工藝技術(shù)。再接觸單元采用二級逆流再接觸工藝,配置3臺往復(fù)式增壓機,正常運行兩開一備。自2018年以來,增壓機結(jié)焦問題持續(xù)存在影響裝置平穩(wěn)運行,嚴(yán)重制約裝置機組的長周期運行。
01
裝置再接觸工藝流程
重整反應(yīng)產(chǎn)物分離罐(D1201)頂一部分富氫氣體先經(jīng)增壓機一級壓縮冷卻后與2號再接觸罐底油混合后進入1號再接觸罐,在罐內(nèi)氣液分離后,罐底油經(jīng)液相脫氯送入脫戊烷塔進行精餾。1號再接觸罐頂氣體再經(jīng)二級壓縮冷卻后與D1201罐底油混合后送入2號再接觸罐,在罐內(nèi)進行氣液分離,罐底油送入1號再接觸罐,2號再接觸罐頂氣體脫氯后送入PSA氫氣提純單元。
02
增壓機組簡介
重整氫增壓機K1202A/B/C是4M型兩級壓縮往復(fù)活塞壓縮機。其額定功率1996kW,排氣量22dam3/h,一級吸氣壓力0.80MPa,一級排氣壓力0.85MPa,二級吸氣壓力0.85MPa,二級排氣壓力2.30MPa。氣缸和填料采用有油潤滑方式,注油器為單獨電機驅(qū)動。
展開 
連續(xù)重整裝置有哪些易腐蝕關(guān)鍵部位?該如何進行檢查與防護?
重整產(chǎn)物冷凝與分餾系統(tǒng)
01
主要腐蝕問題
重整產(chǎn)物冷凝與分餾系統(tǒng)包括重整產(chǎn)物分離單元、脫戊烷塔單元和脫丁烷塔單元。
(1)重整產(chǎn)物分離罐D(zhuǎn)-202、重整氫增壓機入口分液罐D(zhuǎn)-203、一級再接觸罐D(zhuǎn)-204和二級再接觸罐D(zhuǎn)-205的材質(zhì)均為碳鋼(16MnR或20R),腐蝕形貌相同。罐內(nèi)表面覆蓋一層難清除的黃褐色垢層,清除垢物后發(fā)現(xiàn)表面存在輕微腐蝕,罐壁的焊縫無腐蝕,內(nèi)構(gòu)件無變形破損,各部位測厚數(shù)據(jù)正常。
(2)脫戊烷塔頂空冷器運行期間出現(xiàn)過腐蝕泄漏,發(fā)生在a-205中下部3根管子,管束材質(zhì)為10號碳鋼。脫戊烷塔C-201筒體和封頭材質(zhì)為16MnR,塔盤為0CR13,檢查發(fā)現(xiàn):塔壁和塔盤表面覆著一層易清除的紅褐色垢層,清除后表面光亮,塔壁焊縫無腐蝕;C-201整體腐蝕輕微,各部位測厚數(shù)據(jù)正常。
脫戊烷塔進料/塔底油換熱器E-204a/B/C為串聯(lián)流程,殼體和管束材質(zhì)分別為16MnR和10號鋼,檢查發(fā)現(xiàn):管束外表面及筒體內(nèi)表面均覆蓋一層灰黑色垢物,質(zhì)地疏松易清除,垢物清除后表面光亮;管板和管箱內(nèi)表面覆蓋一層紅色的垢物,質(zhì)地疏松易清除,清除后管板及管箱存在輕微腐蝕。
(3)脫丁烷塔單元屬于油品精制系統(tǒng),工藝條件決定了精制油中含有微量的硫化物、氯化物等介質(zhì),腐蝕檢查發(fā)現(xiàn),相關(guān)設(shè)備腐蝕輕微。
02
腐蝕分析
(1)對重整產(chǎn)物分離罐D(zhuǎn)-202的垢層進行能譜分析(EDS)和X射線衍射分析(XRD)物性分析。
可以看出,垢物中主要元素為FE和o,還有少量的CL和aL元素。
展開 中石油PPT│130萬噸/年連續(xù)重整裝置工藝技術(shù)培訓(xùn)
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 中石油
懇請各位同行,不要不打招呼就“拿走”發(fā)到貴公眾號上,感謝!
浙石化│3.8Mt/a重整“一拖三”增壓機的應(yīng)用及控制策略探討
針對以上情況,浙江石化重整“一拖三”增壓機取消工藝專利商給定的Triconex三分程控制,改由增壓機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、氣液分離器放火炬控制、出入口壓力高限控制。現(xiàn)就浙江石化3.8Mt/a連續(xù)重整裝置工藝流程及系統(tǒng)壓力控制方案進行說明。
重整工藝流程選型
01
機組工藝選型
連續(xù)重整裝置為煉油廠主要產(chǎn)氫裝置,精制石腦油在低壓、高溫條件下,在催化劑表面發(fā)生一系列脫氫反應(yīng)后,副產(chǎn)大量氫氣。一部分氫氣通過循環(huán)氫壓縮機為重整反應(yīng)系統(tǒng)提供氫氣環(huán)境,起到稀釋物料、抑制催化劑生焦和熱載體的作用;另一部分氫氣經(jīng)增壓機提壓后輸送至煉油廠管網(wǎng),供給全廠耗氫裝置。目前重整裝置氫氣的工藝流程,按循環(huán)機和增壓機介質(zhì)引入點不同,分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式,圖1為串聯(lián)形式。圖2為并聯(lián)形式。
圖2為并聯(lián)形式。
從工藝參數(shù)方面來看,循環(huán)機和增壓機的入口流量決定著機組工藝流程的選型。當(dāng)重整裝置產(chǎn)氫量較小時,循環(huán)機和增壓機采用串聯(lián)的組合形式;反之,兩臺機組采用并聯(lián)的形式。但是,也要綜合考慮壓縮機組的制造技術(shù)水平和設(shè)備制造、使用成本。例如鎮(zhèn)海煉化1.2Mt/a重整裝置設(shè)計循環(huán)氫和產(chǎn)氫總量64320m3/h,工藝流程采用重整機組并聯(lián)的形式;而寧波中金石化3.2Mt/a重整設(shè)計循環(huán)氫和產(chǎn)氫量501000m3/h,工藝流程采用重整機組串聯(lián)的形式。表1列出了鎮(zhèn)海煉化、中金石化重整裝置循環(huán)氫壓縮機和增壓機工藝操作參數(shù)及機組類型。
展開 催化重整和輕烴芳構(gòu)化兩種工藝在芳烴生產(chǎn)領(lǐng)域深度對比分析
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(yù)處理,而且再生過程比較復(fù)雜,要求非常嚴(yán)格;而輕烴芳構(gòu)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(gòu)化和重整催化劑對比見下表。
在工藝過程上,兩種反應(yīng)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(xù)再生的移動床連續(xù)重整。隨著煉油規(guī)模的大型化,2000年以后我國基本上不再建設(shè)半再生重整裝置。催化重整典型流程如下圖所示。
由于重整反應(yīng)產(chǎn)物中存在著相當(dāng)量的沸點相近的非芳烴、苯、甲苯產(chǎn)品,必須采用溶劑抽提工藝將苯、甲苯與非芳烴分離,苯和甲苯混合芳烴再通過精餾分離高純度的苯和甲苯產(chǎn)品。石腦油生產(chǎn)苯、甲苯和混合二甲苯(BTX)典型的流程示意圖見下圖。
芳烴聯(lián)合裝置流程示意圖見下圖。
石油化工生產(chǎn)苯、甲苯和混合二甲苯三種主要芳烴產(chǎn)品都是通過催化重整和芳烴抽提兩個基本的工藝技術(shù)來實現(xiàn)。對二甲苯則是以甲苯和混合二甲苯為原料生產(chǎn)。
02
輕烴芳構(gòu)化工藝過程
輕烴芳構(gòu)化工藝流程比較簡單,如下圖所示。
生產(chǎn)芳烴裝置根據(jù)原料和工藝條件的不同,所需要的操作單元也不盡相同,以最簡單的催化裂化C4餾分生產(chǎn)芳烴為例,該裝置包含反應(yīng)再生、產(chǎn)物分離和芳烴精餾部分。
展開 延長石油│煉化企業(yè)氫氣資源優(yōu)化綜合利用
氫氣綜合利用分析
廠區(qū)1.40Mt/a柴油加氫改質(zhì)裝置、2.40Mt/a柴油精制裝置和1.80Mt/a汽油精制裝置所需氫氣主要來源于1.20Mt/a連續(xù)重整裝置副產(chǎn)的氫氣。若1.20Mt/a連續(xù)重整裝置遇異常停工,上述3套裝置亦需緊急停工,嚴(yán)重影響全廠物料平衡及生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。
此外,200kt/a聚丙烯裝置現(xiàn)用氫氣主要來源于該裝置制氫站單元,制氫站額定電壓為122V,額定電流為4650A,額定氫氣產(chǎn)量為120m3/h,產(chǎn)氫純度(φ)大于99.8%。由于制氫站采用電解水制氫,電解槽的直流電由整流柜提供,屬高電能消耗撬裝設(shè)備,每年消耗大量的電能。
混合脫氫裝置富余氫氣量為1000~16000m3/h,可以滿足2.40Mt/a柴油精制裝置和1.80Mt/a汽油精制裝置運行的最低氫氣需求量(見表1)。
可通過技術(shù)改造,將混合脫氫裝置的富余氫氣進行重新回收后再利用,作為2.40Mt/a柴油精制裝置、1.80Mt/a汽油精制裝置和200kt/a聚丙烯裝置的備用氫源,優(yōu)化生產(chǎn)組織,即1.20Mt/a連續(xù)重整裝置異常停工后,只需要將1.40Mt/a柴油加氫改質(zhì)裝置停車,2.40Mt/a柴油精制裝置和1.80Mt/a汽油精制裝置氫氣來源切至混合脫氫裝置,均能維持低負(fù)荷正常生產(chǎn)運行。另外,由于混合脫氫裝置產(chǎn)氫純度(φ)大于96%,進一步提高純度后,可作為聚丙烯裝置常用氫源,替代制氫站氫源,從而節(jié)約大量的電能。
氮氣對產(chǎn)物壓縮機(REC)干氣密封的影響
REC是混合脫氫裝置的重要設(shè)備,其正常運行與否關(guān)系著整套裝置的安全平穩(wěn)長周期運行。機組分為高、低壓缸,即兩級增壓循環(huán),額定功率分別為6225kW和6101kW,進口流量為123076kg/h。
展開 京博石化│催化重整生成油加氫脫烯烴技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用
導(dǎo) 讀
催化重整生成油富含芳烴組分,既可作為高辛烷值汽油調(diào)合組分,也是生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯的重要原料。京博石化現(xiàn)有連續(xù)重整裝置定位為多產(chǎn)芳烴和氫氣的重要二次加工裝置,因此提高裝置苛刻度,在低壓、高溫下操作是必然的趨勢,但在苛刻的操作條件下會導(dǎo)致重整生成油中的烯烴,特別是二烯烴等性質(zhì)活潑烴類不可避免地增多。重整生成油中烯烴含量增加,不僅會影響芳烴產(chǎn)品的溴指數(shù)、酸洗比色等指標(biāo),而且還會對苯、甲苯、二甲苯的下游利用單元造成不同程度的影響。
脫烯烴工藝主要有顆粒白土、分子篩精制和選擇性加氫3種。京博石化原有芳烴精制工藝采用常規(guī)工業(yè)顆粒白土,對混合芳烴及C8+混合餾分進行處理,以確保芳烴產(chǎn)品的指標(biāo)滿足下游裝置的使用要求。在裝置運行過程中,出現(xiàn)白土失活快,需要頻繁更換的問題,不僅增加了崗位人員的勞動強度,而且也增加了白土消耗和危廢處理等棘手問題。鑒于此突出問題,京博石化于2020年檢修期間進行了技術(shù)改造,采用中國石化石油化工科學(xué)研究院(簡稱石科院)和盤錦浩業(yè)化工有限公司聯(lián)合開發(fā)的HER加氫脫烯烴技術(shù),該技術(shù)采用盤錦浩業(yè)化工有限公司生產(chǎn)的的專有反應(yīng)器,裝填石科院開發(fā)的重整生成油選擇性加氫脫烯烴TORH-1催化劑。HER技術(shù)可以在較為緩和的工藝條件下,對重整生成油進行深度選擇性加氫脫烯烴,替代原有白土工藝,提高裝置運行的平穩(wěn)度,節(jié)約裝卸劑產(chǎn)生的購買新劑、施工、能耗投入、危廢處理等費用,同時大幅度降低崗位人員的勞動強度。
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展開 芳烴聯(lián)合裝置靜設(shè)備特點及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
編 輯 | 化工活動家
來 源 | SEI 石油化工安全環(huán)保技術(shù)
作 者 | 許偉
關(guān)鍵詞 | 芳烴聯(lián)合裝置 靜設(shè)備 特點 節(jié)能
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連續(xù)重整和芳烴裝置是煉化企業(yè)的重要生產(chǎn)裝置之一,由于重整可為芳烴裝置提供原料,一般作為聯(lián)合裝置建設(shè)。連續(xù)重整裝置以精制石腦油、加氫裂化重石腦油為原料,生產(chǎn)高辛烷值汽油調(diào)和組分,副產(chǎn)氫氣,一般包括原料預(yù)處理、連續(xù)重整、催化劑再生單元。芳烴裝置以重整生成油或外購混合二甲苯為原料,生產(chǎn)苯、甲苯、對二甲苯和鄰二甲苯等產(chǎn)品。吸附分離工藝技術(shù)的芳烴裝置一般包括芳烴抽提、歧化、吸附分離、異構(gòu)化、二甲苯分餾及公用工程單元。
芳烴聯(lián)合裝置靜設(shè)備具有臺位數(shù)多、規(guī)格大、材料和結(jié)構(gòu)特殊、內(nèi)構(gòu)件復(fù)雜等特點。下表為某100萬t/a芳烴項目靜設(shè)備統(tǒng)計,主要靜設(shè)備數(shù)量433臺,各工藝包方設(shè)備種類和結(jié)構(gòu)雖有區(qū)別,但大致數(shù)量和功能類似。
隨著裝置大型化和煉化工程技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,為節(jié)省投資、節(jié)能降耗和安穩(wěn)長滿優(yōu)運行,越來越多的靜設(shè)備新材料、新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)得到了應(yīng)用。
一、主要靜設(shè)備特點
1 反應(yīng)器類
1.1.1 原料預(yù)處理單元反應(yīng)器
根據(jù)原料組成,設(shè)置預(yù)加氫、脫氯或脫烯烴反應(yīng)器等,其原理是在催化劑和氫氣作用下,脫去原料油中含硫、氮、氯、砷、烯烴等雜質(zhì),以避免重整催化劑發(fā)生不同程度的中毒而影響其性能和壽命。反應(yīng)器一般為高溫、高壓、臨氫操作的軸向熱壁反應(yīng)器,殼體材質(zhì)一般為奧氏體不銹鋼+鉻鉬鋼的復(fù)合鋼板,內(nèi)裝入口分配器、去垢籃和出口收集器等不銹鋼內(nèi)構(gòu)件,結(jié)構(gòu)相對簡單。
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整理: 化工活動家
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展開 化工工藝流程圖詳細說明
連續(xù)重整預(yù)加氫分餾部分流程圖
連續(xù)重整反應(yīng)部分流程圖
連續(xù)重整再接觸部分流程圖
連續(xù)重整后分餾部分流程圖