炼油生产安全技术催化重整的装置类型及工艺流程说明培训课件

炼油生产安全技术—催化重整的装置类型及工艺流程说明培训课件勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01催化重整工艺概述02催化重整化学反应与催化剂03催化重整装置类型04原料预处理工艺CONTENTS目录05催化重整反应系统06产物分离与精制07装置操作安全与环保01催化重整工艺概述

催化重整的定义与作用01催化重整的定义催化重整是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使C6—C11石脑油（主要是直馏汽油）烃类结构发生重新排列，转变为富含芳烃（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX）的重整汽油并副产氢气的过程。

02催化重整的核心目的其主要目的：一是生产高辛烷值汽油组分；二是为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供苯、甲苯、二甲苯等芳烃原料；同时副产高纯度廉价氢气（75%～95%）和民用燃料液化气等。

03催化重整的行业定位催化重整是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要手段，是现代石油炼厂和石油化工联合企业中最常见的装置之一，是燃料-化工型炼厂中的关键二次加工装置。

04催化重整的环保贡献催化重整是我国生产清洁汽油，降低烯烃和硫含量并保持较高辛烷值的关键过程，对满足日益严格的环保法规要求具有重要作用。生产高辛烷值汽油组分催化重整的主要目的与产品

通过环烷烃脱氢、烷烃异构化等反应，将低辛烷值石脑油转化为辛烷值达90-105的重整汽油，是优质汽油调和组分，满足清洁燃油标准对高辛烷值、低烯烃和硫含量的要求。生产芳烃化工原料

生成苯、甲苯、二甲苯（BTX）等基础芳烃，为化纤、塑料、橡胶、染料、农药等下游化工产业提供关键原料，需经芳烃抽提和精馏分离获得纯品。副产高纯度氢气

反应过程中副产纯度75%-95%的氢气，是炼厂加氢精制、加氢裂化等装置的重要廉价氢源，提升炼厂资源循环利用效率与经济效益。副产液化石油气（LPG）

经稳定塔分离获得C3-C4组分的液化气，热值高且清洁，可用作民用燃料或烷基化装置原料，实现副产品的高效利用。

催化重整在炼化产业链中的定位

二次加工核心装置催化重整是炼油工艺中重要的二次加工方法之一，连接常减压蒸馏与油品调和环节，将低辛烷值石脑油转化为高附加值产品，直接影响炼厂经济效益和产品结构。

清洁汽油生产关键工艺在解决降低烯烃和硫含量并保持较高辛烷值的矛盾中发挥重要作用，是我国生产清洁汽油的关键过程，可生产研究法辛烷值90以上的重整汽油。

芳烃产业链原料保障为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供苯、甲苯、二甲苯（BTX）等基础芳烃原料，是芳烃产业链的关键源头，支撑下游化工产业发展。

炼厂氢气重要来源副产纯度75%～95%的廉价氢气，是炼厂加氢裂化、加氢精制等加氢装置的重要氢源，实现炼厂资源优化和循环利用。催化重整技术发展历程技术萌芽阶段（20世纪40年代）20世纪40年代，德国首创催化重整技术，采用氧化钼（或氧化铬）/氧化铝作催化剂，但因活性不高、设备复杂，该技术现已被淘汰。现代重整工艺确立（20世纪40年代末）1949年，美国公布以贵金属铂作催化剂的重整新工艺，并于同年11月在密歇根州建成第一套工业装置，标志着现代重整工艺正式确立。我国自主技术起步（20世纪60年代）1965年，中国自行开发的铂重整装置在大庆炼油厂投产，开启了我国催化重整技术的自主发展之路。双金属催化剂突破（20世纪60年代末）1969年，铂铼双金属催化剂用于催化重整，提高了反应深度，增加了汽油、芳烃和氢气等的产率，使催化重整技术达到新水平。连续再生技术发展（20世纪70年代）1971年，IFP开发连续再生式重整（CCR），实现催化剂在线再生，大幅提升装置运行周期和效率，成为后续发展重要方向。国产技术重大突破（2020年）2020年，中化泉州石化建成260万吨/年连续重整装置，采用国产逆流连续重整工艺，芳烃产率增加1%、C₅+液收提升0.5%、装置能耗降低5%，年减排二氧化碳22.8万吨。02催化重整化学反应与催化剂主要化学反应类型环烷烃脱氢反应环烷烃在催化剂作用下脱氢生成芳烃，是催化重整的核心反应之一，贡献70%以上的芳烃产量，反应为强吸热过程。烷烃脱氢环化反应烷烃通过脱氢并环化生成芳烃，同时产生氢气，该反应也是吸热反应，可显著提升汽油辛烷值和芳烃产率。异构化反应烃分子结构发生重排，将直链烷烃转化为支链烷烃，为放热反应（热效应不大），能提高汽油的辛烷值。加氢裂化反应大分子烷烃断裂成较轻烷烃和低分子气体，反应放热且消耗氢气，会减少液体收率，需通过工艺条件控制其发生程度。催化剂的基本组成催化剂的组成与作用机理近代催化重整催化剂主要由金属组分、酸性组分和载体构成。金属组分以铂为主，提供脱氢活性中心；酸性组分为卤素（氟或氯），提供酸性中心；载体多为氧化铝，起支撑和分散活性组分的作用。双功能催化机理催化剂通过金属活性中心促进脱氢反应，如环烷烃脱氢生成芳烃；酸性载体促进裂化、异构化等反应，实现烃类分子结构的定向调整，二者协同作用完成催化重整过程。多金属催化剂的特性为改善催化剂性能，出现了双金属或多金属催化剂，如铂-铼催化剂。铂提供加氢活性，铼抑制积碳生成，可延长催化剂寿命并维持高芳烃选择性，提升反应效率和稳定性。载体酸性调控氧化铝载体经卤素改性可调节酸性强度，优化裂化与异构化反应平衡。通过控制酸性组分含量，能更好地匹配不同原料和反应条件，提高汽油辛烷值或芳烃产率。常见催化剂类型及特性铂基单金属催化剂以铂为活性组分，酸性组分为卤素（氟或氯），载体为氧化铝。铂构成脱氢活性中心，促进脱氢反应；酸性组分提供酸性中心，促进裂化、异构化等反应。1949年美国首次实现铂催化剂工业化应用。铂铼双金属催化剂在铂的基础上加入铼作为助催化剂，显著提高了重整反应的深度，增加了汽油、芳烃和氢气等的产率，改善了催化剂的稳定性和活性。1969年开始用于催化重整，使催化重整技术达到新水平。铂铱、铂锡等多金属催化剂除铂外，加入铱或锡等金属组分作助催化剂，进一步改进催化剂的性能，如提高选择性、延长寿命等，以适应不同的原料和生产需求，是现代催化重整催化剂发展的重要方向。早期金属氧化物催化剂20世纪40年代在德国使用，以氧化钼（或氧化铬）/氧化铝作催化剂，因催化剂活性不高，设备复杂，现已被淘汰。

催化剂失活与再生催化剂失活原因催化剂失活主要源于积碳覆盖活性中心、金属杂质（如砷、铅）中毒、卤素流失导致酸性功能下降，以及高温引起的金属颗粒烧结等。

半再生技术特点半再生装置需停车进行催化剂再生，通过燃烧去除积碳，补充卤素恢复活性。我国早期装置多采用此方式，如大庆炼油厂1965年投产的铂重整装置。

连续再生技术优势连续再生（CCR）技术实现催化剂在线循环再生，如UOP和IFP专利技术，可维持装置长周期运行，扬子石化139×10⁴t/a连续重整装置采用该技术提升效率。

再生工艺关键参数再生过程需严格控制温度（通常480-530℃）、氧含量及停留时间，防止催化剂烧损。国产逆流连续重整技术通过优化再生参数，使芳烃产率增加1%，能耗降低5%。03催化重整装置类型

按催化剂再生方式分类半再生催化重整装置运行一个周期后需停车，催化剂就地再生。我国初期所建装置多为此类型，如1965年大庆炼油厂投产的首套铂重整装置，年加工能力约15×10⁴t/a。其发展趋势为应用含助剂的双金属催化剂，采用分段装填方式。

连续再生催化重整催化剂可在反应器与再生器之间流动，实现在线连续再生。20世纪80年代起我国开始建设，目前最大一套为扬子石化芳烃厂139×10⁴t/a装置。大多数新建装置采用UOP和IFP的连续再生专利技术，随着催化剂循环量增大，再生器成为研发重点。

循环再生催化重整设多个反应器，可在不影响装置连续生产的情况下，将单个反应器脱离反应系统进行再生。该类型在实际应用中相对较少，是催化剂再生技术的一种中间发展形式。01按生产目的分类生产高辛烷值汽油方案以生产高辛烷值汽油为目的的重整过程，主要由原料预处理、重整反应和反应产物分离三部分构成，其进料为宽馏分，沸点范围一般为80～180℃，产出的重整汽油研究法辛烷值可达90以上，是优质的汽油调和组分。02生产芳烃方案以生产轻芳烃（苯、甲苯、二甲苯等BTX）为主要目的时，工艺流程包括原料预处理、重整反应和芳烃分离。芳烃分离单元涵盖反应产物加氢饱和烯烃、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精馏分离等过程，进料为窄馏分，沸点范围一般为60～165℃。03兼顾生产方案此类装置兼顾生产高辛烷值汽油组分和芳烃，可根据市场需求灵活调整产品比例，在优化炼厂产品结构、提高经济效益方面具有较强的适应性，是燃料-化工型炼厂中常见的装置类型之一。

各类装置特点与应用场景半再生催化重整装置特点采用固定床反应器，催化剂需装置停工后就地再生；初期装置规模多为15×10⁴t/a左右，技术成熟且投资较低；催化剂应用含助剂的双金属催化剂，常采用分段装填方式以优化反应效率。

连续再生催化重整装置特点催化剂可在反应器与再生器间流动实现连续再生，无需停工；处理能力大，如扬子石化芳烃厂装置达139×10⁴t/a；再生器是技术研发重点，多数新建装置采用UOP和IFP的连续再生专利技术，可提高装置运行周期和效率。

生产高辛烷值汽油型装置应用以直馏石脑油等为原料，通过原料预处理、重整反应和产物分离工艺，生产辛烷值90以上的汽油调和组分；适应清洁汽油需求，可降低烯烃和硫含量，是炼厂提升汽油质量的关键装置。

生产芳烃型装置应用以窄馏分石脑油（沸点60-165℃）为原料，流程包含原料预处理、重整反应及芳烃分离单元（加氢饱和、溶剂抽提、精馏分离）；主要产出苯、甲苯、二甲苯（BTX），为化纤、塑料等化工行业提供基础原料。国内装置发展现状国内外装置发展现状与趋势

我国催化重整装置始于20世纪50年代研究，1965年大庆炼油厂首套半再生装置投产。截至2000年底，国内共55套催化重整装置，总加工能力1700×10⁴t/a，其中半再生装置41套（801×10⁴t/a），连续再生装置14套（899×10⁴t/a）。2020年中化泉州石化建成260万吨/年连续重整装置，采用国产逆流连续重整工艺，芳烃产率增加1%，C₅+液收提升0.5%，能耗降低5%，年减排二氧化碳22.8万吨。国外装置发展现状

国外催化重整技术起步较早，1949年美国实现铂催化剂工业化应用。UOP和IFP的催化剂连续再生专利技术在国际上占据主导地位，大多数新建装置采用其技术。国外在高效催化剂研发、反应器设计优化及工艺集成方面具有明显优势，装置大型化、高效化特征显著。半再生装置技术发展趋势

半再生催化重整装置发展趋势为应用含助剂的双金属催化剂，如铂铼、铂铱、铂锡等，采用分段装填方式，以提高催化剂活性、选择性和稳定性，延长运行周期，优化反应效率。连续重整装置技术发展趋势

连续重整装置因能实现催化剂在线再生，大幅提升运行周期和效率，成为当今重整工艺发展的主要方向。随着催化剂循环量的增大，再生器成为工艺研制及开发者的研究重点，同时向高效、低能耗、环保方向发展，如集成热能耦合节能技术、低温热驱动压缩机组设计等。04原料预处理工艺原料油性质要求馏程范围控制原料初馏点应控制在60-80℃，终馏点不超过180℃。过重组分易导致结焦，影响装置长周期运行。生产高辛烷值汽油时进料为宽馏分，沸点范围一般为80～180℃；生产芳烃时进料为窄馏分，沸点范围一般为60～165℃。烃类组成要求原料主要为直馏石脑油，需含C6-C11烃类组分，芳烃潜含量需高于40%，环烷烃含量需达30%以上，以确保高效芳构化反应。烯烃含量需低于5%，过高烯烃会加速催化剂积碳失活。杂质含量限制原料中硫、氮含量需分别低于0.5ppm和1ppm，重金属如砷、铅需小于1ppb，水含量小于0.1%，盐含量需低于3mg/L，避免催化剂中毒失活和设备腐蚀。预分馏系统预分馏系统的作用预分馏系统是催化重整原料预处理的重要环节，通过蒸馏塔切割原料油中的轻重组分，分离出适宜重整反应的石脑油馏分，确保原料馏程符合工艺要求。馏程范围控制根据生产目的不同，预分馏后原料的沸程通常控制在60-180℃范围内。用于生产芳烃时多为窄馏分（60-165℃），生产高辛烷值汽油时可为宽馏分（80-180℃），以避免过重组分导致结焦。关键控制参数操作中需严格控制塔顶温度、压力及塔底温度，确保分离精度。典型控制指标包括塔顶压力0.1-0.3MPa，塔顶温度根据目标馏分调整，以保证轻组分（C5以下）和过重馏分有效脱除。与后续工序的衔接预分馏后的合格石脑油将进入加氢精制单元，进一步脱除硫、氮等杂质。该系统的稳定运行直接影响原料纯度，进而保障重整催化剂活性和反应效率。预加氢精制单元

预加氢精制的核心作用预加氢精制是催化重整原料预处理的关键环节，主要作用是脱除原料中的硫、氮、氧等杂质及金属元素，避免重整催化剂中毒，同时饱和烯烃，为后续重整反应提供合格原料。

主要反应过程在催化剂作用下，发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧等反应，将原料中的有害杂质转化为易于脱除的H₂S、NH₃、H₂O等，同时使烯烃加氢饱和，反应温度通常控制在280-340℃。

关键控制指标预处理后原料中硫含量需低于0.5ppm，氮含量低于1ppm，重金属如砷、铅含量小于1ppb，烯烃含量低于5%，以确保重整催化剂的活性和稳定性。

典型设备组成主要包括预加氢反应器、换热器、汽提塔等设备。反应器内装填加氢催化剂，通过高温高压临氢环境实现杂质脱除；汽提塔用于分离反应生成的硫化氢等气体，进一步净化原料。

脱水塔操作脱水塔的作用脱水塔是直馏汽油预处理过程的最后一道工序，其核心作用是深度脱除原料中的水分，直接影响后续重整反应催化剂的寿命和水/氯平衡，是重整装置极为重要的预处理单元。

脱水塔操作控制要点操作中需严格控制塔内温度、压力及回流比等参数，确保原料水含量脱至合格值，防止水分进入重整反应器导致催化剂活性下降或中毒。

脱水效果对后续工艺的影响脱水效果直接关系到重整催化剂的性能稳定性，若脱水不彻底，原料中的水分会破坏催化剂的水/氯平衡，降低催化活性，缩短催化剂使用寿命，影响重整反应的效率和产品质量。05催化重整反应系统反应原理与影响因素

主要化学反应类型催化重整主要包括四类反应：环烷烃脱氢（吸热，贡献70%以上芳烃产量）、烷烃脱氢环化（吸热）、异构化（放热，热效应小）和加氢裂化（放热，消耗氢并减少液体收率）。双功能催化剂作用机理催化剂以铂等贵金属为脱氢活性中心，促进脱氢反应；以卤素（氟或氯）改性的氧化铝为酸性载体，提供酸性中心促进裂化、异构化反应，双功能协同实现烃类分子重构。关键工艺条件影响温度：480-530℃，高温利于芳烃生成但加速结焦；压力：0.8-2.5MPa，低压促进脱氢但需平衡结焦风险；空速与氢油比：低空速、低氢油比利于芳烃生成，需控制在合理范围抑制生焦。原料性质的影响原料以C6-C11石脑油为主，芳烃潜含量需高于40%，环烷烃含量达30%以上，烯烃含量低于5%；硫、氮含量分别需低于0.5ppm和1ppm，重金属（砷、铅等）小于1ppb，避免催化剂中毒。

反应器结构与操作反应器基本结构组成催化重整反应器主要由壳体、催化剂床层、内构件及进出口管道组成，壳体需承受高温高压，内构件确保物流均匀分布。

固定床反应器特点固定床反应器采用静态催化剂床层，原料油自上而下通过催化剂床层进行反应，结构简单但需定期停工再生催化剂。

移动床反应器特点连续重整装置采用移动床反应器，催化剂可在反应器与再生器之间循环流动，实现在线再生，大幅提升装置运行周期和效率。

反应器操作参数控制反应温度通常控制在480-530℃，压力为1-2MPa，通过多台串联反应器及中间加热炉维持反应所需热量，确保脱氢、环化等反应高效进行。加热炉与换热系统

加热炉的作用与类型加热炉是催化重整装置的关键设备，为吸热反应提供热量，确保反应温度维持在490～525℃。常见类型包括箱式炉、圆筒炉，其中多炉膛加热炉可满足多反应器串联的分段加热需求，如连续重整装置常采用四炉膛加热炉。

换热系统的组成与功能换热系统由原料-产物换热器、蒸汽发生器等设备组成，通过回收反应产物余热预热原料，降低装置能耗。例如，中化泉州260万吨/年连续重整装置采用热能耦合技术，加热炉热效率达94.5%，年减排二氧化碳22.8万吨。

关键操作参数控制加热炉出口温度波动需控制在±5℃以内，通过燃料气流量与空气配比调节实现精确控温；换热系统需监控温差与压力降，防止结垢影响传热效率，通常采用在线清洗或定期化学清洗维护。

安全运行要点加热炉需设置火焰监测、超温报警及紧急停车系统，防止炉管结焦或干烧；换热系统需定期检查管束腐蚀与泄漏情况，氢气环境下设备材质需具备抗氢脆性能，如采用铬钼钢材质。

循环氢系统循环氢系统的作用循环氢为重整反应提供临氢环境，抑制催化剂结焦，保护催化剂活性；同时作为反应原料参与加氢反应，是维持装置稳定运行的关键介质。

主要组成设备系统由循环氢压缩机、氢气干燥器、气液分离器、换热器及相关管线阀门组成，其中循环氢压缩机是核心设备，提供氢气流动力。

工艺控制参数正常操作中需控制氢油比（通常为300-1000Nm³/m³）、循环氢纯度（一般要求≥85%）及系统压力（根据装置类型不同为1-2MPa），确保反应效率和催化剂寿命。

氢气来源与处理氢气主要来自重整反应副产（纯度75%-95%），经变压吸附（PSA）或膜分离技术提纯后，部分作为循环氢回用，多余部分送至炼厂加氢装置作氢源。06产物分离与精制

气液分离单元分离单元功能定位气液分离单元是催化重整产物处理的关键环节，通过分离反应生成的气相与液相组分，为后续产品精制和氢气回收提供基础。其核心作用是实现富氢气体与重整生成油的有效分离，同时为稳定塔进料提供合格液相物料。

主要分离设备构成单元主要包含气液分离器、循环氢压缩机及相关换热设备。分离器采用重力沉降与破沫分离技术，通常操作压力1.0-2.5MPa，温度40-60℃，确保氢气与液体产品初步分离；循环氢压缩机将分离出的富氢气体增压后返回反应系统，维持临氢环境。

关键操作控制参数分离效果受温度、压力及进料组成影响：温度升高会降低气体溶解度，增加气相流量；压力降低则促进轻组分挥发。典型控制指标包括分离器液位（通常控制在30%-70%）、气相氢纯度（75%-95%）及液相夹带量（≤0.1%），需通过DCS系统实时监控调节。

分离产物后续处理分离后的气相富氢气体经脱硫、干燥后作为循环氢返回重整反应器，多余部分送至炼厂加氢装置作氢源；液相产物（粗重整油）进入稳定塔进一步脱除C1-C4轻烃，得到合格的重整汽油或芳烃抽提原料，实现资源高效利用。

稳定塔操作01稳定塔的作用稳定塔是催化重整装置产品处理的关键设备，主要作用是对重整反应生成的液相产物进行分馏，脱除其中的C4以下轻组分，使汽油产品达到稳定的蒸汽压指标，满足汽油产品质量要求。

02稳定塔的操作参数控制稳定塔操作需严格控制塔顶温度、压力及塔底温度等关键参数。塔顶温度一般控制在60-80℃，压力通常为0.8-1.2MPa，通过调节回流比和加热量，确保分离效果，使塔顶产出液化气，塔底得到合格的重整汽油。

03稳定塔的日常操作要点日常操作中需密切监控塔顶和塔底产品质量，定期检查塔板或填料的工作状态，防止堵塞或结垢。同时，要注意进料流量和组成的变化，及时调整操作参数，维持塔内物料平衡，确保装置平稳运行。

芳烃抽提与精馏芳烃抽提工艺目的从重整生成油中分离苯、甲苯、二甲苯（BTX）等芳烃，为化纤、橡胶、塑料等化工行业提供原料，同时获得非芳烃组分。

芳烃抽提关键技术采用溶剂萃取原理，利用选择性溶剂（如环丁砜）溶解芳烃，实现与非芳烃的分离。典型工艺包括液液萃取、萃取蒸馏等。

混合芳烃精馏分离抽提得到的混合芳烃通过精馏塔系统分离，依次得到苯、甲苯、二甲苯等单一组分产品，满足不同化工生产需求。

工艺操作控制要点严格控制溶剂比、温度、压力等参数，确保芳烃回收率和产品纯度。例如，苯产品纯度通常要求达到99.9%以上。

副产品处理与利用副产品组成与特性分析催化重整副产品主要包括氢气、液化石油气（LPG）和轻烃等。其中氢气纯度达75%-95%，是炼厂加氢装置的重要氢源；LPG含C3-C4组分，热值高且清洁；轻烃则可进一步加工利用。

氢气回收与提纯工艺通过PSA变压吸附或膜分离技术回收氢气，提纯后作为加氢装置原料。例如，中化泉州石化260万吨/年连续重整装置采用国产技术，氢气产率提升0.2%，实现资源高效利用与减排目标。

液化气分离与精制流程采用分馏塔分离C3