重整装置作业流程叙述

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企业华东勘探设计研究院设计，由中油吉林化建股份企业建设。重整装置是以炼油厂常压装置生产直馏石脑油为原料，进行二次加工，加工能力为10万吨/年。产品关键为96号高级汽油组分及一般汽油组分，同时副产氢气、干气、液化石油气产品。装置预处理部分采取先分馏后加氢工艺步骤。重整采取半再生固定床重整工艺，催化剂分段装填及两段混氢技术，装置采取了RIPP粗汽油制氢技术。催化重整装置属新建工程，在厂生产区工艺装置区最南端，北靠常压-气体分馏联合装置。装置部署大致分为四个区块：(1)装置压缩机厂房在装置北侧，采取厂房内二层部署（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，分别部署回流罐、换热器等。(3)装置南侧为管带，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。装置管带上方部署空冷器,泵部署在管带下。(4)装置东端管带北侧集中部署加热炉、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（和其它装置共用）。装置东西长118m，南北长66m，占地面积为生产工艺过程工艺技术特点（1）预加氢采取一次经过步骤，即部分重整产氢经过预加氢氢气压缩机增压后一次经过预加氢系统，从预加氢气液分离器送往燃料气管网；（2）剩下部分重整产氢从重整气液分离器排放到燃料气管网；（3）预加氢催化剂选择RIPP新开发高效、高空速RS-1预加氢催化剂，空速可由常规体积空速2h-1提升到6h-1，降低了预加氢系统设备和催化剂投资费用；（4）重整部分采取两段混氢、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。重整催化剂采取分段装填工艺，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。该工艺技术可充足发挥不一样催化剂在各自反应区内活性、选择性、稳定性特点，提升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）采取两台逆流立式换热器(重整进料换热器、二段混氢换热器），提升了换热强度并降低了重整部分临氢系统压降；（6）重整加热炉采取“四合一”高效加热炉，对流段加热热载体，然后预热空气，以提升热效率；（7）各塔底重沸器均以热载体为热源，正常工作时，大部分热载体经过“四合一”加热炉对流段加热，少部分由热载体炉补充供热；（8）为提升预加氢催化剂活性，开工时预加氢催化剂需预硫化，并设预硫化设施；（9）重整部分设置分子筛干燥循环氢系统，供开工时脱掉系统内水分。工艺原理及关键操作分析3.2.1预处理系统预分馏系统预分馏是采取分馏方法，将常压装置来直馏石脑油中初馏点至65℃拔头油馏分分离出去，切割出预加氢系统预加氢系统是对预分馏塔底馏分油进行加氢精制，将馏分油中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关键进行脱硫、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。预加氢关键化学反应脱硫为了确保重整催化剂含有很好选择性和稳定性，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。因为脱硫反应速度较快，加氢脱硫较加氢脱氮、烯烃饱和轻易。以硫化物状态存在于原料中硫，经加氢反应后生成烃类和易脱除硫化氢。硫、氮等非金属只能造成重整催化剂临时性失活，不过长时间非金属杂质污染也会造成重整催化剂永久性失活。在操作中需常常性监控加氢催化剂床层有没有硫穿透现象。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氮，经加氢反应转化成氨和对应烃，但脱氮比脱硫困难多。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脱氧原料油中氧脱除：在加氢条件下，使含氧化合物和氢生成水及对应烃分子。原料中含氧化合物，关键是环烷酸，如不除去，当进入重整后加氢生成水，会使系统存水过多，首先会造成催化剂上氯流失，其次会造成催化剂晶粒聚积。酚酸脱卤素有机卤化物经加氢能够生成对应烃类及卤化氢，有机卤化物脱卤比脱硫更困难部分。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。原料中因为烯烃存在，会增加催化剂上积碳，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。其中以砷危害最大，砷可吸附在重整催化剂上，而且可和重整催化剂活性组分铂、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石油馏份，经重整催化剂作用，并在氢气环境和一定温度、压力等反应条件下，发生芳构化反应和其它反应，使原来含少许芳烃原料发生分子结构重排，生成富含芳烃和异构烷烃反应过程。这种重整反应生成物经深入加工处理，可取得高辛烷值汽油组分。对重整原料通常要求是：理想重整原料应该为芳烃潜含量（或重整指数）高原料，环烷基原料为重整装置理想原料，同时生产高辛烷值汽油理想组分为馏程介于65℃---180关键化学反应（1）六元环烷脱氢反应环己烷苯氢气C7H14→C7H8+3H2这类反应速度快，吸收热量大，是生产芳烃关键反应。（2）五元环烷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这类反应速度较慢，反应吸热，是生产芳烃关键反应。这类反应分二步进行，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这类反应速度最慢，反应吸热，反应条件要求苛刻，是生产芳烃关键反应。烷烃环化脱氢，要在较高温度和较低压力，才能进行得比较完全，好催化剂能促进这类反应，显示出其良好性能，这类反应大全部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，全部需要经历艰苦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进行：加氢裂化反应是比较快反应过程，高压和高温全部有利于它进行。在通常情况下，催化重整过程应尽可能降低加氢裂化反应发生，它将使液体收率下降，还消耗重整反应生成氢。（5）异构化反应C7H16(正构)→C7H16(异构)这类反应速度慢，是放热反应（热量不大），即不产氢也不耗氢，对提升辛烷值有利。（6）脱甲基反应在苛刻催化重整反应条件下，遇高温和高压，将会发生脱甲基反应。在某种情况下，在催化剂更新或再生以后开工时更易发生，这种反应关键是由金属功效促进：脱甲基生产中通常不期望发生脱甲基反应，抑制这种反应方法是添加硫或第二金属（双金属催化剂），使金属功效消弱。（7）芳烃脱烷基反应芳烃脱烷基反应，和脱甲基反应很相同，不一样是它脱掉是芳烃侧链一个烷基，而不仅仅是一个甲基：脱烷基假如侧链足够长，在高温和高压条件下就将发生这种脱烷基化学反应。另外还有聚合生焦反应，该反应是不可避免，而且原料烯烃含量越多，聚合生焦越严重。多种毒物对重整催化剂危害砷（As）砷是危害最大重整催化剂毒物，砷和催化剂上珍贵金属有强烈亲协力，它能和铂形成砷化铂合金，使铂永远失去活性，使催化剂永久性失活。另外，砷可和氯合成二氯化砷（AsCl2），从而减弱了酸性组分，破坏了催化剂双功效平衡，砷毒害是沿床层向下部渗透，穿透力不强，通常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、铁等和砷一样全部是永久性毒物，而催化剂永久性中毒是不能经过再生恢复活性。若金属杂质铁长久超标，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，所以停工时必需对顶部催化剂进行撇头处理。硫（S）硫被吸附在催化剂表面上，和铂和铼形成化合物，使催化剂失去活性，它是临时性毒物，其穿透力强，多个反应器内催化剂可同时受害。硫中毒能够用再生及使用低硫原料方法，使催化剂全部或部分恢复活性。H2S关键集中于预加氢高分、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，应亲密注意重整循环氢中H2S含量。停工过程中，应亲密注意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。在反应温度高情况下，催化剂铂晶粒会凝聚增大，降低了铂分散度，从而降低了催化剂活性。另外，水能冲洗掉催化剂上氯，造成重整催化剂氯流失，降低了催化剂酸性组分，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和氢气反应生成NH3，它能和催化剂酸性组分中和，从而破坏了催化剂金属功效和酸性功效之间平衡关系。NH3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、高分气液分离器、压缩机入口管线等处。NH4CL大量聚集，首先会造成压缩机出、入口压差上升、压缩机频繁切换，严重冲击压缩机运行安全；其次NH4CL大量聚集在重整装置冷换设备、高分气液分离器处，易造成系统管线堵塞。重整催化剂性能指标催化剂活性催化剂活性是重整催化剂关键指标。催化剂活性愈强，促进原料转化能力愈大。在相同反应时间会得到更多目标产品，所以，重整催化剂活性往往用芳烃产率高低加以衡量。选择性选择性是指催化剂促进理想反应能力大小指标。稳定性在催化剂运转周期中，伴随时间延长，其活性和选择性全部要下降，这种改变用催化剂稳定性来表示，稳定性数值愈小，其稳定性愈好。催化剂寿命每千克催化剂在运转周期内处理了多少立方米原料油称为催化剂寿命。伴随运转时间延长，因为积炭和污染会使催化剂活性不停下降，到一定程度不能运转，须经再生后才能使用。金属铂和铼作用铂作用：铂是重整催化剂金属活性中心，铂最大特点是它含有强烈吸引氢原子能力，所以，对脱氢芳构化反应含有催化功效。重整催化剂上铂关键功效是促进脱氢—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。铼作用：改善了催化剂稳定性，抑制了铂晶粒聚集，使催化剂容碳能力比纯铂催化剂提升了3--4倍，从而提升了催化剂稳定性，但未提升催化剂活性。水和氯作用水--氯存在关键是促进催化剂酸性功效：异构化、环化、裂化作用。重整催化剂金属功效（脱氢作用）和酸性功效是相互匹配、相互影响，所以，搞好水--氯平衡对充足发挥重整催化剂性能十分关键。这一点，对原料中芳烃潜含量较低重整装置尤为关键。氯（水）过少或过多对催化剂全部是十分有害。因为注氯，往往对临氢系统低温部位及下游装置造成严重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。尤其是开停工阶段严格实施注氯方案，不要造成氯流失，不然可能造成氯含量不足，影响整个周期优化运行。另外生产期间一定要针对两段混氢进行两段注氯，不能相互替换。工艺步骤预处理部分自原料罐区来直馏石脑油(馏程：初馏～165℃)进入预分馏塔进料换热器（E-202101/1～3）和预加氢产物换热后，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，和经预加氢压缩机（K-202101/1，2）增压重整氢混合，进入E-202103/1～3和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），进行原料脱硫、脱氮、脱金属反应。反应产物进入E-202103/1～3和预加氢进料换热，然后进入E-202101/1～3和预分馏塔进料换热，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，进入预加氢气液分离器（D-202103）气液分离。从D-202103分出气体，经压控后送入燃料气管网。D-202103底部液相物流经蒸发塔进料换热器（E-202104/1～3）和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热量。为提升预加氢催化剂稳定性和活性，在开工早期P-202104入口设有自P-202210来注硫线，方便对催化剂进行预硫化。为愈加好地保护重整催化剂免受硫污染，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精制石脑油经重整进料泵（P-202201/1，2）升压后，和经重整循环氢压缩机（K-202201/1～3）升压后循环氢混合（一段混氢）进入重整进料换热器（E-202201）管程和重整反应产物换热，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），然后和经K-202201/1～3升压后另一股循环氢混合（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反应产物分成两路：一路经E-202201壳程和重整进料换热，另一路经E-202202壳程和二段混氢换热，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分离器（D-202201）。从D-202201顶分出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；剩下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），和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水氯平衡。开工早期，为抑制新鲜（或再生）催化剂裂解活性，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内硫化物分别压入R-202201、R-202202、R-202203、R-202204反应器入口。在开工早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。干燥步骤为K2201/1,2出来含氢气体进D-202204/1，2将循环氢中水份吸附在分子筛上；分子筛再生系统步骤为:自管网来氮气进入F-202202加热后，进入D-202204/1，2将分子筛中水带出，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，重整原料罐包含3台1000m3重整原料罐、1台1000m常压蒸馏装置来初馏点～165℃石脑油进入重整原料罐(T-30202～T-30204),另外因为重整开工需要，专门设置精制油储罐T-30201和专设精制油泵（P-30207）及管线，以确保精制油不被污染。辅助系统风系统包含净化风和非净化风，二者自装置外系统管网来，净化风进入D-202219，从其顶部出来净化风分别做为预加氢催化剂再生用风、仪表气动调整阀等用风部位、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、E2