一、催化重整装置简介
二十世纪四十年代初期,世上初套催化重整装置在美国炼厂投产。二战期间,重整装置主要用来生产TNT原料甲苯、航空汽油,二战后主要被用来生产高辛烷值汽油和芳烃。目前催化重整是炼化1体化项目中的重要装置,催化重整即可生产汽油调和组分又可生产BTX并副产廉价氢气。催化重整是适宜的石脑油馏分在一定温度、压力、临氢条件下,在催化剂作用下发生六元环脱氢、甲基环戊烷脱氢异构、烷烃异构、烷烃脱氢环化、加氢裂化、脱甲基、芳烃脱烷基、缩合生焦等反应的工艺过程。根据催化剂再生方式分为固定床半再生重整、组合床重整、连续重整几种类型。重整装置一般由预处理、重整反应及再生部分、分馏等部分构成。连续重整装置感官外形如下(UOP连续重整工艺)。
二、催化重整原料及产品
催化重整装置可加工的原料主要有直馏石脑油、加氢裂化石脑油、加氢精制的热加工石脑油、裂解抽余油等。根据原料芳潜含量不同,原料可分为富料和贫料。产品方案不同时,催化重整进料切取的馏分段不同。当生产汽油组分时一般选取80-180°C馏分段,当生产芳烃时一般选取60-145°C馏分段。重整装置的主要产品为氢气、干气、液化气、C5+富芳烃液体产品。
三、催化重整加工流程
催化重整加工流程一般由预加氢、重整反应部分、催化剂再生部分及分馏部分构成。预加氢流程原有两种:先分馏后加氢与先加氢后分馏。先分馏后加氢通常会造成含硫较高原料经切分后,轻端馏分不好处理,因此采用先加氢后分馏流程较多。
重整部分工艺分为固定床半再生、组合床重整、连续重整几种类型。装置规模较小或对辛烷值(芳烃收率)要求不高时可采用固定床半再生工艺;
老旧装置扩能改造情况下,可考虑组合床工艺;
如对重整装置辛烷值、液体收率、氢气纯度要求较高,需采用连续重整工艺。
四、催化重整生产控制
催化重整的生产控制主要为通用和独特的过程控制,主要有反应系统压力控制、加热炉控制、催化剂再生隔离系统差压控制、还原区料位控制、再生器氧含量控制、产汽系统三冲量控制等,此外还设有SIS和ESD系统。安'全和连锁系统主要有:循环氢压缩机安'全联锁系统、重整氢增压机安'全联锁系统、进料油泵安'全联锁系统、重整反应部分四合一加热炉安'全联锁系统、催化剂再生控制及安'全保护系统、(可燃气体、有毒气体、火灾检测)报警系统等。
参考连续重整装置主要操作条件如下:
4.1 预加氢
4.1.1反应条件
反应压力 2.0MPa(表)
反应器入口温度 280--320℃
反应空速 8.0 h-1(体)
氢油体积比 90:1
4.1.2汽提塔
塔顶压力 0.55 MPa(g)
塔顶温度 92 ℃
塔底温度 180 ℃
回流比(R/F) 0.3
4.1.3石脑油分馏塔
塔顶压力 0.4 MPa(g)
塔顶温度 96 ℃
塔底温度 171 ℃
回流比(R/F) 0.3
4.2重整部分操作条件
4.2.1重整反应条件
反应器入口温度 533℃
平均反应压力 0.35 MPa(表)
高分压力 0.25 MPa(表)
空速(LHSV) 2.0 h-1
氢油分子比 2.2
4.2.2再接触罐条件
操作温度 4℃
操作压力 2.45 MPa(g)
4.2.3 稳定塔
塔顶压力 0.93 MPa(g)
塔顶温度 67 ℃
塔底温度 216 ℃
回流比(R/F) 0.25
4.3再生部分操作条件
再生温度
烧焦区入口温度 477℃
干燥区入口温度 565℃
还原区入口温度 377℃ / 482℃
再生压力 0.25 MPa(g)
催化剂循环周期 4天
4.4后分馏部分操作条件
4.4.1脱己烷塔
塔顶压力 0.06 MPa(g)
塔顶温度 80 ℃
塔底温度 158 ℃
回流比(R/F) 1.75
4.4.2脱戊烷塔
塔顶压力 0.5 MPa(g)
塔顶温度 100 ℃
塔底温度 125 ℃
回流比(R/F) 3.5
连续重整装置动设备主要包括:预加氢循环压缩机、重整循环压缩机、重整增压机、氨压机、再生风机、再生空冷风机、除尘风机、提升气压缩机、机泵检修用起重设备及其它用途的辅助设备等。
六、催化重整腐蚀控制
催化重整装置是在高温高压和含氢介质中操作,且在工艺流体中含有H2S、HCl等腐蚀介质,抽提溶剂降解产物腐蚀等。工艺防腐主要是控制原料氯含量、预加氢注水、分馏部分注缓蚀剂及中和剂、控制重整部分水氯平衡、抽提部分注单乙醇胺等等,设备防腐蚀选材是关键,可参考相关石化标准要求。
七、催化重整发展趋势
如前文所述,催化重整是炼化企业汽油调和组分、BTX、氢气的重要来源,是炼化企业重要生产工艺装置之一。提高芳烃转化率、提高液收降低结炭、提高催化剂选择性和稳定性、节能降耗提高经济效率依然是催化重整工艺不断发展的方向。
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