石脑油芳构化操作规程.doc

32芳构化操作规程第一章 概述第一节本装置生产任务及特点随着我国淘汰70汽油、2000年全面实现汽油无铅化进程的加快，对于加工流程简单的炼油厂，如何解决低辛烷值汽油组份的深加工问题必将成为技术改造的重点。轻烃芳构化技术是近十年来发展起来的一种新的石油化工工艺技术，其特点是利用非贵金属改性的沸石催化剂将低分子烃类直接转化为苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃。与目前炼油厂采用的催化重整工艺相比，该技术具有以下几种特征：（1）使用的沸石催化剂具有一定的抗硫、抗氮能力，原料不需要深度精制。（2）其芳烃准备产率不受到原料芳烃潜含量限制。（3）低压、非临氢操作，其操作费用低，基本建设投资少，因而，芳构化技术的开发应用即将成为继催化重整技术以后的又一项生产石油芳烃或高辛烷值汽油组份的新工艺。多年来，中国石化集团公司洛阳石化工程公司炼制研究所在轻烃芳构化生产芳烃或高辛烷值汽油等方面作了大量的研究开发工作，形成了自己的专有技术，并拥有两项发明专利（ZL93102129.4）。由洛阳石化工程公司炼制研究所等单位共同研究开发的劣质汽油芳构化改质技术已于1998年1月通过了中国石化集团公司（原中国石化总公司）组织的技术鉴定。该技术利用专有催化剂，将诸如焦化汽油、直馏汽油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油、裂解汽油等轻烃转化为芳烃，用于生产芳烃或高辛烷值汽油。1998年8月，以直馏汽油为原料的1.0104t/a芳构化改质工业示范装置在沈阳新民蜡化学品实验厂投入运行。该装置的运转结果达到了预期的目的（即液化石油气+汽油90%(wt);汽油ROM90），证实芳构化改质技术的可靠和可行性，具备了工业应用的条件。目前，广西田东石油化工总厂是一个加工原油18万吨的小型炼厂。在国家强制取消70汽油的生产和销售后，该厂将有2万吨的直馏汽油无法作为汽油调和组分出厂，因此，采用洛阳石化工程公司开发的劣质汽油调和组分出的劣质汽油芳构化改质技术就能很好地解决这一问题。第二节 生产基本原理及技术概述2.1 轻烃芳构化的化学反应机理轻烃分子在HZSM5分子筛催化剂上的反应较为复杂，一般认为包括裂化、齐聚、环化和脱氢四个主要步骤。烃分子首先裂化成低分子“碎片”再经过正碳离子机理“连接”成环，通过脱氢转移生成芳烃。由于受到分子在HZSM5沸石上的芳构化产品分布相近。烃分子在HZSM5沸石孔道内的裂化反应遵循正碳离子反应，但由于HZSM5沸石上的芳构化反应是一个择形催化过程，烃分子在这种沸石上的裂化不同于一般的裂化规律。由于孔道开口及孔道内扩散空间的约束，直链更容易接近内表面酸性中心而优先裂化。如不同结构烷烃的裂化速率的大小顺序为：直链烷烃单侧链烷烃双侧链烷烃烃分子首先裂化成低分子烯烃，进而生成BTX的反应历程，可以描述为图1所示的过程。+ CH3CH2CHCH3+CH3CH2CHCH2 CH3-CH2-CH-CH3 CH3-CH2-CH-CH2CH3-CH2-CH-CH3CH3-C6H4-CH3CH3-CH-CH2-CH2 环化脱氢图1低分子烃类芳构化反应历程2.2原料对芳构化反应性能的影响HZSM5催化剂对各种轻烃原料的芳构化均有很好的适应性，但是原料组成对芳构化过程仍存在一定的影响，主要表现在以下几个方面。原料组成愈不饱和以及碳数愈多，则愈容易转化为芳烃。碳数相同的烃类转化为芳烃时，芳构化反应所需要的强度按下列顺序增加：双烯烯烃环烷烃4803448043.8490.281.044.089.0122.5157.0202.0 表5生产控制分析样品名称分析项目分析次数备注直镏汽油比重、镏程三天一次反应中间油、粗汽油折光率、芳烃含量每班二次稳定汽油比重、镏程、蒸汽压折光率、芳烃含量辛烷值每天一次每班二次三天一次辛烷值开工初级每班一次富气组成分析每天一次再生烟气组成分析每班一次再生周期采样露点每周期一次再生周期采样第五节 主要操作条件1. 反应再生部分操作条件见表6、表7、表8表6反应再生部分操作条件表项目反应再生反应温度400-530530压力Mpa(绝)0.550.55空速h-1进料重量空速0.52、加热炉部分操作条件表7加热炉操作条件表条件项目入口出口温度压力（表）MPa温度压力（表）原料加热炉F1012250.65300.45中间产物加热炉F1024700.45300.35再生加热炉F1034200.465300.363、氮气压缩机操作条件表8氮气压缩机操作条件表排气量（标）m3/h温度压力（表）Mpa3200入口出口入口出口400.150.45第六节 设备明细表能耗表38能耗表（计算方法按SYJ102983规定）序号项目消耗量燃料低热值或能耗指标总能耗 104MJ/a单位能耗MJ/a单位耗量小时耗量年耗量单位数量单位数量单位数量单位数量1234567891011121循环水T/t20T/h50104t/a40MJ/t4.19167.683.32电Kwh/t22Kwh/t55104kwh/a44MJ/kwh12.56552.64276.3230.8MpaT/t0.12T/h0.3104t/a0.24MJ/t3181.97763.67381.844净化压缩空气M3/t20M3/h50M3n/a40MJ/M3n1.6783.533.45燃料气M3/t63.2M3/h158M3n/a126.4MJ/M3n27.053419.121709.56小计2484.92(59.35104kcal/t)设备明细表一、 主要工艺设备表表10反应器设备表序号设备名称设备编号设备规格介质名称操作条件数量总重t材质温度压力Mpa(A)1芳构化反应器R101A，B12003950（切线距）内装芳构化催化剂10.88m3直镏汽油，干气，液化石油气，粗汽油5300.55313.515CrMoR2再生气脱硫器D10112004400（切线距）内装脱硫剂氮气，空气，二氧化硫400.2512.420R3再生气干燥器D10212005400（切线距）内装干燥剂4.75M3氮气，空气2300.3512.820R小计5表12加热炉设备表（采用三台合一形式）序号设备名称设备编号设备规格介质名称操作条件数量总重t材质温度压力Mpa(A)1原料加热炉F101Q590kw直镏汽油5300.5512中间反应产物加热炉F102Q=115kw反应产物5300.5512再生气加热炉F103Q=162kw再生气5300.551小计33压缩机类表12主要设备表序号设备名称设备编号设备规格流量m3n/h介质名称操作温度操作压Mpa(A)数量轴功率KW电机功率KW入口出口入口出口1气体压缩机C101A，B原催化压缩机2100富气400.150.151.352851102再生气压缩机C1023200再生气400.250.250.551110132表13容器类设备表序号设备名称设备编号设备规格介质名称操作条件数量总重t材质温度压力Mpa1原料油缓冲罐V10112003000（切线距）卧式直镏汽油40常压12.0Q235A2气液分离罐V1028003000（切线距）卧式液化气，汽油400.3511.2Q235A3再生气分液罐V10310003000（切线距）卧式再生气400.2511.520R4再生气压机出口缓冲罐V10410003000（切线距）卧式再生气1460.5511.520R5燃料气分液罐V10550029006（切线距）立式燃料气400.710.5Q235B6放空分液罐V10610003000（切线距）卧式汽油2300.2011.520R7污油罐V1075002000（切线距）卧式污油2400.410.820R80.8Mpa蒸汽分水V1085001720立式蒸汽3000.810.520R9净化空气罐V1091200410010立式空气400.611.820R9表14冷换设备表序号设备名称设备编号设备规格介质名称操作条件数量总重t材质备注温度压力Mpa(A)1原料油反应产物换热器E101A，BAES400-2.5-15-3/25-2管程：反应产物4000.412310/16MnR两台串联壳程：原料油1800.82原料油汽化器E102BIU500-4.0/2.5-25-3/25/4管程：反应产物5000.52215CrMo/16MnR壳程：原料油2250.73反应产物冷却器E103A，BBES500-1.0-55-6/25-4管程：循环水400.525.510/16MnR两台串联壳程：反应产物2001.174再生气换热器E1046006000，A90（B600）管程：再生气5300.3514.515CrMo/16MnR壳程：再生气4200.555再生气冷却器E105AES400-1.0-40-6/19-4管程：循环水400.512.110/16MnR壳程：再生气2610.316放空气体冷却器E106BIU400-4.0/4.0-25-3/19-2管程：循环水400.511.810/15CrMoR壳程：放空气体5300.257再生气冷却器E107BUI400-4.0/4.0-25-3/19-2管程：循环水400.511.810/15CrMoR壳程：再生退料5300.5表15机泵设备表序号机泵名称编号进口压力Mpa（A）温度介质密度kg/m3流量m3/h扬程m介质数量泵型号电机型号1原料油泵P101A，B0.1407243.491752XDF5-257YB132S2-2W2粗汽油泵P102A，B0.2407122.082252XDF2-259YB160M1-2W小计4第二章 装置开停工操作第一节 开工准备工作1装置的吹扫、清洗1.1 吹扫、冲洗的目的通过吹扫及冲洗，清除施工过程中进入设备、管道中的焊渣、泥沙等杂物，以及管道口的油污、铁锈。对设备管道中的每对法兰和精密封点进行初步的试漏、试压。贯通流程，熟悉基本操作，暴露有关问题。1.2 吹扫介质装置的芳构化反应器及相应工艺管道、开工管道、燃料系统先用1.0Mpa蒸汽吹扫，然后用净化风进行吹扫、循环水管道、净化风线用各自本身介质吹扫、冲洗。油气分离罐、粗汽油线及富气线用水冲洗。2 热空气试运2.1 热空气试运目的检查全系统设备、仪表、阀门、供电等的性能和质量是否符合设计规范的要求，了解工艺参数能否达到设计要求，充分暴露系统中存在的问题，摸清工序之间的内存联系，为下一步负荷运行打下良好基础，确保装置一次开车成功。赶走系统内设备管线中少量的水，达到干燥的目的。在没有催化剂和反应的情况下，模拟正常操作，培训操作人员，进行事故演习，达到锻炼队伍、提高指挥人员和操作人员的应变能力。2.2 热空气试运程序热空气试运前，就先做好各项准备工作。检查加热炉系统是否正常，燃料气系统是否通畅。准备工作就绪后才可将燃料气引入装置，开始热空气试运，热空气试运程序安排见下表：表16热空气试运程序安排表项目主要操作要求时间h气密试压小时内压降0.05Mpa24建立N2循环压缩机负荷试运出口温度升至580升温速度（1530）/h12加热炉升温空气试运确保人身安全48事故演习确保人身安全24降温降压试运结束降温速度40/h降压速度0.05Mpa/h122.3 热空气试运流程装置反应部分和再生部分并联同时气密试压。气密试压前各岗位人员应准备好检漏工具。气密试压的压力为0.53Mpa。气密试压时先引净化风入装置，系统憋压、进行气密试运。热空气试运流程见图2。F1013、催化剂及脱硫剂性能及填装3.1 催化剂性能简介表9催化剂性能外观白色堆密度/kg.m-3680700比表面/m2.g-1265.8孔容/ml.g-10.24轴向强度N.cm-1100140 3.2、脱硫剂的用途及特点HXZ型常温水解催化脱硫剂是以氧化铁为主要活性成份、用天然纤维类物质为载体、添加多种助催化剂复合而成的高效脱硫剂，它能将液化气、天然气、焦炉气、高炉气、煤气、半不煤气和二氧化碳等各种气源中有毒、有害、有腐蚀性的H2S（硫化氢）、硫醇类有机硫、COS（硫氧化碳）、CS2（二硫化碳）、硫醚、噻吩等硫化物能有效地脱除，对氮氧化物、氰化物也具有明显的效果，是目前国内唯一的综合性脱硫剂。HXZ型常温水解催化脱硫剂有很高的活性和硫容，并有苛刻条件下具有耐高水汽、少量碳黑和煤焦油之特性，能有常温、常压或加压条件下保持较高活性与硫容，具有阻力降小，适用性广，操作方便，能连续或间隙再生特点。（1）物理性质外观：叶片状或48柱状，黑褐色。堆比重：0.8Kg左右/升空隙率：5060%PH值：811正常工艺条件温度：1040压力：常压2.0Mpa空速：常压：300700h-1加压：7001000h-1装填高度/塔径：3入口H2S量：1002000mg/m3,H2S转化吸收率%：99.9%,工作硫容：3560%(wt)。入口RSH量：1001500mg/m3,RSH转化吸收率%：9599%，工作硫容：3550%(wt)。催化剂及脱硫剂的填装3.2.1催化剂填装的技术要求催化剂填装要求保证催化剂及反应器清洁干燥，要在天气晴朗的情况下进行填装工作。填装现场及用具必须清洁干净。催化剂填装前必须筛选，不得将破碎催化剂及杂物装入反应器内。3.2.2催化剂的填装程序(1)反应器底部先铺15瓷球，填装时高出封头0.10m。(2)底部瓷球上铺不锈钢隔离网。（1214目）。（3）将过磅称好的催化剂装入反应器，催化剂填装尺寸要准备，且填装均匀、平整，保证足够的堆密度。填装时抛洒高度不大于0.5m。（4）在填装好的催化剂上铺不锈钢隔离网（1214目）。（5）在上部隔离网上铺15瓷球，填装高度为0.10m。催化剂填装时应参照反应器结构示意图图1。脱硫剂填装1、硫塔的炉篦板上先铺上两层孔眼1mm的不锈钢丝网。2、在钢丝网上铺上一层100mm的1020的耐火球。3、用专用工具，使脱硫剂能均匀地装填在塔中心和周围，倾倒脱硫剂时，下落高度应尽量低些。4、为了使脱硫剂均匀平整，有时需要人在塔内进行工作，此时须先在脱硫剂上铺上木板，操作人员应踩在木板上操作。5、塔顶脱硫剂表面要铺上两层钢丝网和100mm厚的1020mm耐火球，以防止气流吹散脱硫剂。6、脱硫剂应分层装填，每层以0.71m高度为宜。4、催化剂的活化催化剂的活化剂在使用前必须经过升温活化，脱去吸附杂质及水分。催化剂床层活化升温通过控制加热炉出口温度来实现。活化介质为净化风，活化升温流程与热空气试运流程基本相同，只是在反应器入口温度达到400后再将干燥器切入活化流程。催化剂床温升温也可加热炉熄火，停再生气压缩机，催化剂床层自然降温待用。第二节开工步骤空气循环升温净化风由再生系统流量计FT201处给风，开压缩机建立循环。炉F101、102点火，催化剂床层升温速度为30/h空气循环升温流程如下：当反应器入口温度升至400时，停再生压缩机，加热炉熄火。2、氮气吹扫氮气吹扫时，加热炉E101、102点长明灯，冷凝冷却器适当给上冷却水，防止低温设备及低温管线因超温而毁坏设备。吹扫流程如下：（1）油系统泵P101A/B出口给氮气管P1003E101A/B管P1006E102管P1007F101管P1008R101A管P1011F102管P1009R101B/C管P1018E102管P1020E101A/B管P1012103有A/B管P1022V102管P1024泵P102A/B管P1025阀组前放空阀排空。（2）放火炬系统R101ABC管FLG1004E106管FLG1010V106管FLG1012阀组前放空101管P1029SC101管FLG1007R101B管P1030SC102管FLG1008管FLG1001R101C管P1031SC103管FLG001阀排空。（3）污油系统R101ABC管LSO1001E107管LSO1008V107放空。（4）富气管线V102管P1023阀组前排空阀放空。（5）再生系统氮气吹扫流量计FT201处给氮气TPN21002V103管N21004D102管N21003D104管N21007E104管N21008F103管N21009R101ABC管N21014E104管N2015E105排空。3、在反应器出口、V102、再生烟气取样处采样分析氧含量，当系统氧含量小于0.5%时，启动再生气压机建立氮气升温循环，反应加热炉升温。4、正式进料，生产转入正常（1）当R101AB床温的最低温度高于250时，切料V104至E101跨线（切断后加盲板），启动原料泵进料，把初始进料量控制在105t/h左右，原料油经E101、E102进F101，富气放火炬稍开，以防系统憋压。(2)当F101出口温度及R101床层温度出现明显下降时，此时停C102，迅速切断E104后至F101前跨线及V101至C102入口跨线（切断后加盲板），开大富气放火炬阀。（3）启动P101压控，调整F101、F102操作，使R101AB入口温度达400。（4）当V1002有液位时，启动泵P102AB将粗汽油经循环线返回罐区，待化验分析粗汽油送至催化联系，将富气送至催化装置。（5）缓慢将进料量提至2.5t/h，待操作平衡时，同催化联系，将富气送到催化装置，切断富气放火炬阀。第三节停工步骤停工目的工艺管线和各种设备经过长期运行，都存在有腐蚀、疲劳、结垢、泄漏以及暗藏的隐患问题，直接影响装置的生产效率和安全，因此需要停工检查、检修和清扫。1、停工要求（1）坚持安全第一，服从统一指挥，各部门，周密组织，密切配合。(2) 在停工前和停工过程中装置暴露的问题应进行统计、挂牌。（3）停工退油必须干净，吹扫蒸汽务必彻底，不留死角盲肠。（4）反应部分及气压机必须用氮气吹扫，吹扫干净后应将反应器切断，严防吹扫管道时蒸汽串入反应器内，破坏催化剂活性。其它部分吹扫时遵循常规吹扫原则。2、停工程序（1）反应系统停原料油泵，切断进料。由泵出口给氮气向反应器内吹扫。（2）芳构化富气改放火炬线。V102料位抽空后，停粗汽油泵P102。（3）反应器内的油气赶尽后，将反应器分别切入再生系统再生，以备开工时用，（4）反应系统加热炉熄火降温。（5）冷换设备及相应工艺管道吹扫。（6）反应器催化剂再生完毕后，装置进入全面检修。第三章 反应再生岗位操作法第一节 开工操作1、2、3、4、（见第二章开工步骤）5、当反应器R101A、B床层入口温度达到460时，将R101A切出反应回路，同时将原料油改进R101B，且将R101C切入反应回路，使之作为第二反应器与R101B串联，此时应及时调整F102的炉出口温度，使得R101C的床层入口温度为400。正常反应及切换时操作状态如下：aR101A为前反应器，的R101B为后反应器，R101C处于等待状态时阀的开关情况。（1） R101A中A02、A05、A09、A11、A12、A13开，A01、A03、A04、A06、A08、A10、A14、A15、A16、A17关。（2） R101B中B01、B04、B08、B09、B10、B12、B13开，B02、B03、B05、B06、B07、B11、B14、B15、B16、B17关。（3） R101C中工C07、C08、C09、C10、C11、C12、C13开，其他阀门处于关闭状态。B R101A 切出反应回路，R101C切入反应回路时操作转换情况。（1） 关C07、C11，开C01、C04，将的R101C切入反应回路。（2） 关B10，开B05，关B04，开了B11，将R101B与R101C串联。（3） 关B08，开B02，关B01，开B07。（4） 关A02，开A08关A05，开A10，将R101A切出反应回路。（5） 关A13，开A14，将R101A内油气减压放尽，然后R101A入口给氮吹扫，开A15、A16。（6） 赶尽R101A内油气后，关闭A15，A16，A14，开A13，然后将其切入再生系统，关A09，开A03，关A12，开A06，R101A进行再生。（7） R101A再生完全后，关A03，开A09，开A12，将R101A切出再生系统。（8） R101A入口给氮，开A15、A16，同时开A17，将反应器和管道内的含氧氮气赶尽，使氮气中含氧0.5%，关闭A15、A16、同时关闭高点放空阀A17。（9） R101A处于等待状态。C当R101B需要进行再生时，按b中的步骤逐步切入的R101B，切入R101A，然后切入反应回路中进行下一周期。R101C切入反应回路时，升温方案有两种：（1）切入反应回路建立氮气循环，利用热氮气升温至400。在实际操作中，应以实施后者为宜。第三节 正常操作1、反应部分操作原则反应岗位是装置的核心，对装置的生产平稳和产品质量影响很大。因而反应岗位操作员一定要保证操作平稳，确保产品质量。平稳操作应遵循以下几个原则：（1） 正常操作状态下，保证进料量稳定。（2） 严格控制反应器的入口温度，波动范围应不超过2。前反应器入口温度的升温范围为460530；后反应器入口温度的升温范围为400460。（3） 及时监测中间液体产物及粗汽油的芳烃含量，根据分析结果调整操作。中间液体产物芳烃含量的控制指标为23+2m%，若达不到指标则提高前反应器的入口温度。粗汽油的芳烃含量控制指标为4044m%，若达不到指标则提高后反应器入口温度。前后反应器的入口温度每次提高35为宜。（芳烃含量的控制指标最终以汽油辛烷值为依据）。（4） 当前后反应器的入口温度达到530和460时，若所得粗汽油的芳烃含量达不到控制指标，则认为一个操作周期结束。此时，反应系统应切换程序见装置开工一节。（5） 控制好气液分离罐液位及V102压力，保证吸收稳定系统的平稳操作和产品质量。2、再生岗位操作应遵循以下几个原则：（1） 反应器内的催化剂经过一段时期的运转，表面生焦积炭而失活，需要通过烧焦再生以恢复催化剂的活性。催化剂再生是一个高温过程，再生温度由再生加热炉控制。再生过程是在一定氧含量的N2闭路循环中进行的。（反应器入口温度）为400，起始氧含量为0.5%。催化剂再生时，床层热点温度不得超过530。随再生时间的延长，若催化剂床层无热点出现提高入口温度及入口气体的氧含量。操作时应先提温，稳定一定时间后再提高再生气氧含量。每次提温幅度为10，氧含量每次提高0.5个百分点。（2） 再生时应密切监控床层温度，严禁再生时发生超温事故，损坏设备及催化剂。若发生床层超温应迅速停止补入空气，必要时再生加热炉降温。（3） 定时分析反应器入口和出口气体氧含量一致且保持不变时，认为催化剂再生完全。（4） 催化剂再生完全后，须将反应器内含氧气体置换为氮气，而后切出再生系统备用，停再生加热炉、再生气压缩机。（5） 催化剂再生期间，必须将脱硫器，干燥器切入再生回路，且注意定时检查再生气分液罐液位，及时排水，以防将水带入反应器内，损坏催化剂。3、脱硫器的操作（一） 主要影响脱硫剂的因素（1） 进口气含氧量HXZ脱硫剂的脱硫过程与气体中氧含量有关，一般要求气体中有0.05%以上含量的氧气，如气体中不含氧，可在气体中补加0.10.3%r氧气。（2） 进口气含硫量为了延长脱硫剂的使用寿命，要求硫醚、硫茂、噻吩等有机硫越少越好。（3） 进口气水份含量脱硫剂中水份起介质作用，其用量以1015%为宜。使用中要求气体中带有少量的H2O蒸汽，以抑制气流将脱硫剂中水份带走，但不宜使用大量H2O蒸汽在床层冷凝而造成微孔堵塞。（二） 投运（1） 用原料气置换系统，待出口气与进口气成份相同后认为合格。（2） 若脱硫剂用在加压系统中，应进行逐步升压，升压速率应控制在每分钟0.05Mpa左右，直至达到操作压力。（3） 升压结束后，先进行12hrs半负荷生产，以调整压力和空速，待操作稳定后，再逐步加大负荷，转入正常生产。（三）、停运（1） 临时停车关闭进、出口阀，切断原料气，保压，为了防止系统漏气，必要时可用氮气保压。（2） 更换脱硫剂停车用原料气降压至常压，关闭脱硫塔进、出口阀，使之与生产系统隔离。3、干燥剂再生操作（1）