1、1 催化重整裝置的優化曹 堅中國石化工程建設公司2019.10.1521. 概況2. 催化重整工藝類型及技術特點催化重整的專用設備催化重整的優化我國催化重整的發展趨勢結束語目錄3 1. 概況4 催化重整裝置是煉油工業的重要裝置之一，不僅在煉油行業具有重要的作用，而且在石油化工化纖行業占有重要的地位。5 1965年我國在大慶建成投產了第一套10萬噸/年的工業化催化重整裝置； 經過40年的發展，到2019年共建成投產催化重整裝置約75套； 我國重整總加工能力近3000萬噸/年，約占原油總加工能力的10%左右。連續重整裝置28套， 加工能力近2000萬噸/年半再生重整裝置47套，加工能力約1000萬

2、噸/年 我國的催化重整工業6 建設投產年代建設裝置套數，套處理量，萬噸/年原設計/改造增加萬噸/年半再生連續重整合計半再生連續重整合計604-455-55 40/15709-9160-160 117/458071811060170139/359019113045074011901050/13120008162422512001425至2019年合計4730751000200030007 已建成裝置的規模分布情況規模，萬噸/年數量，套占總套數的比例，%1527392040253645100171910086 8 90年代以前的25年，建成投產了21套催化重整裝置，其中只有一套連續重整裝置。90年

3、代以后的20年間共建成投產了54套催化重整裝置，占全部投產裝置總套數的72%；而其加工能力占全部投產裝置總能力的87.2%。90年代以后的20年就建成投產了27套連續重整，占全部投產連續重整裝置總套數的96.4%,占能力的98%。目前在建的連續重整裝置有超過10余套，總設計負荷在1200萬噸/年以上。9 半再生和連續重整催化劑都已經實現了國產化，并達到國際水平；半再生重整的工程設計全部國產化；連續重整僅購買專利使用權，全部工藝和工程設計實現國產化；并且開發出了以“逆流移動床”為代表的具有自主知識產權的連續重整專利技術。10 我國催化重整近年來發展較快、技術水平不低，但能力等差別較大；先進國家催

4、化重整的加工能力已經占原油一次加工能力的20以上，美國為37左右；除總加工能力遠遠低于歐州和北美外，單套裝置尤其是半再生重整裝置的平均能力偏低；由于原料來源等原因，現有的裝置普遍開工不足。因此裝置的操作成本高，大部分裝置的能耗都在4000MJ/t重整進料以上。11 “重整”是指烴類分子重新排列成新的分子結構。通俗的說就是烴類分子的重新排列與整理 所謂的“催化重整”是以石腦油（直餾和各類加氫石腦油）為原料，在催化劑的存在下，生產富含芳烴的高辛烷值汽油組分，并副產含氫氣體等產品的工藝，因此是煉油工業中最重要的生產工藝之一12 蒸餾石腦油餾分 催化重整（脫氫反應）煤柴油餾分 加氫處理（加氫反應）重油

5、餾分加氫裂化、催化裂化（裂化反應）渣油餾分焦化、催化裂化（脫碳裂解反應）汽油、H2汽、煤、柴油汽、柴油汽、柴油原油芳烴聯合裝置芳烴13裝置按目的產品分類目的產品為芳烴的為23套，加工能力為770萬噸/年，占總能力的31.3%；目的產品為高辛烷值汽油組分的為34套，加工能力為1090萬噸/年，占總能力的44.3%；在生產芳烴的同時兼顧生產汽油的為12套，加工能力為600萬噸/年，占總能力的24.4%。1.目前我國催化重整現狀14 連續重整裝置占總套數的31.9%，加工能力卻占到了59.3%。22套連續重整裝置中的5套平均反應壓力為0.8MPa左右,其余的平均反應壓力為0.35MPa左右，單套裝置

6、的平均能力為66.4萬噸/年；連續重整裝置所采用的工藝技術包括了UOP和IFP兩家專利公司的各代專利技術，已具有國際水平。1.目前我國催化重整現狀15 序號建設地點設計規模萬噸/年工藝技術投產時間1上海石化公司50UOP常壓再生85年3月2揚子石化公司105/139UOP常壓再生90年2月3廣州石化總廠40UOP常壓再生90年6月4撫順石油三廠40IFP分批再生90年8月5洛陽煉油廠70IFP分批再生93年1月6遼陽化纖公司40/50UOP加壓再生96年8月7吉林石化公司40UOP加壓再生96年9月8鎮海煉油廠100UOP加壓再生96年12月9燕山石化公司60UOP加壓再生97年8月10金陵石

7、化公司60IFP Regen B97年11月11高橋煉油廠60UOP CycleMax98年5月12蘭州石化總廠80UOP CycleMax98年12月13天津石化總廠60UOP CycleMax2000年9月14齊魯石化總廠60IFP Regen B2019年3月目前我國已經建成投產的連續重整裝置情況（一）我國從1979年開始引進連續重整技術，1985年第一套連續重整裝置在上海金山投產，30年來有了很大發展，到現在已建成投產30套裝置，總能力超2000萬噸/年。我國現有的連續重整裝置列表如右，SEI設計了其中的21套，參與了2套的技術引進.16 序號建設地點設計規模萬噸/年工藝技術投產時間1

8、5大連石化公司60UOP CycleMax2019年10月16錦西石化公司60UOP CycleMax2019年6月17烏魯木齊石化廠40IFP Regen C2019年9月18鎮海煉油廠120UOP CycleMax2019年1月19湛江東興煉油廠50UOP CycleMax2019年3月20錦州石化公司60UOP CycleMax2019年11月21喀土穆40IFP Regen C22019年7月22海南120UOP CycleMax2019年9月23茂名100UOP CycleMax2019年12月24麗東150UOP CycleMax2019年9月25青島煉油150UOP CycleM

9、ax2019年9月26惠州200UOP CycleMax2009年4月27福建煉化140UOP CycleMax2009年5月28福佳大化185Axens Regen C2009年5月29上海石化100UOP CycleMax2009年9月30延安煉化120UOP CycleMax2009年3月目前我國已經建成投產的連續重整裝置情況（二）17 近年來隨著石化工業的發展，我國的連續重整不論是數量還是規模，都有了巨大的提高，有一批新的裝置正在設計和建設中，總能力2100萬噸/年，這些裝置都將在最近幾年內陸續建成投產，右表是我國正在設計和建設的連續重整裝置的初步名單從這張名單中可以看出：一個連續重整

10、建設的新高潮正在到來，未來三、四年內建設的連續重整裝置總加工能力將超過2200萬噸/年，比近20年建設能力的總和還要多。 新建裝置的規模越來越大，大多數都在一二百萬噸/年，有的已達到世界之最。序號建設地點設計規模萬噸/年技術目前狀態1永坪80UOP CycleMax正在設計2廈門220IFP Regen C2正在設計3遼化140UOP CycleMax基本建成4烏石化100UOP CycleMax基本建成5四川石化200UOP CycleMax完成設計6上海石化100UOP CycleMax設計7高橋石化100UOP CycleMax設計8克拉瑪依石化100UOP CycleMax設計9西太平

11、洋120Axens Regen C2設計10荊門石化60UOP CycleMax設計11遼河石化60UOP CycleMax設計12鎮海煉化200UOP CycleMax完成可研 13濟南煉化60SEI完成設計14遼化140待定立項15中金石化160UOP CycleMax完成可研我國在/擬建連續重整裝置情況18 催化重整裝置的作用高辛烷值汽油添加組分；芳烴生產的主要原料。副產氫氣19 催化重整汽油的特點：高辛烷值：一般為95106（RONC）低烯烴含量：一般為0.11.0高芳烴含量：一般為5580基本不含硫、氮、氧等雜質催化重整汽油的這些特點正好能彌補目前我國車用汽油的質量缺點，是理想的可增

12、加的調和組分。要實現車用汽油質量的升級換代，就要調整汽油構成，減少催化裂化汽油所占比例，增加其它汽油調和組分尤其是催化重整汽油的比例。 20催化重整裝置的原料來源：1、常減壓的初餾塔頂和常壓塔頂直餾石腦油餾分2、加氫裂化和加氫改質石腦油。其芳烴潛含量高，是一種優良的重整原料，可不經預處理而直接進重整反應3、焦化石腦油。性質較差，在進重整反應部分之前要經加氫處理，并且因其稀烴和稠環含量多使催化劑生焦率高4、乙稀裂解汽油的抽余油，環烷含量高，是比較好的重整原料5、催化汽油部分餾分也可做重整原料 21重整反應對進料有三個方面的要求：餾程范圍族組成雜質含量 經原料預處理過的重整反應進料必須滿足上述三個

13、要求。22生產高辛烷值汽油時，一般采用80180OC餾分 生產芳烴時合適的餾分組成： 目的產品 合適的餾分 苯 6085OC 甲苯 85110OC 二甲苯 110145OC 苯，甲苯+二甲苯 60145OC雜質含量要求： 重整原料中的少量雜質如砷、鉛、鐵、銅、汞、硫、氮、氧、水等會使催化劑喪失活性，這種現象稱之為催化劑的“中毒” ， 而這些雜質則稱之為“毒物”。使催化劑永久性中毒的“毒物” ，稱之為“永久性毒物” ，金屬毒物如砷、鉛、銅、鐵、鎳、汞、鈉等為永久性毒物，經過再生其活性不能恢復。 使催化劑暫時性中毒的“毒物” ，稱之為“暫時性毒物” ，非金屬毒物如硫、氮、氧等為非永久性毒物。經過再

14、生后其活性可以恢復。 2324 我國車用汽油調和組分中:催化裂化汽油所占比例太大催化重整汽油和其它高質量汽油組分所占比例太小低辛烷值（直餾）汽油組分還占一定比例。 以上特點導致我國汽油與歐美國家汽油相比:烯烴含量高，硫含量高，辛烷值不高，芳烴含量不高。25 26 催化重整裝置與其它生產高質量汽油的工藝相比：其原料來源廣范，加工量大可根據需要在一定范圍內調整所生產的汽油辛烷值的高低是解決目前我國車用汽油質量的最有效和最重要的手段。是實現汽油質量升級的主要工藝要使我國車用汽油質量指標符合歐IV排放標準，汽油調和組分中重整汽油等所占比例要提高27 催化重整裝置生產的汽油芳烴含量較高，一般為5585（

15、重），可生產高純度的苯，甲苯，混合二甲苯，鄰二甲苯，對二甲苯及重芳烴等芳烴產品。我國建成投產的催化重整裝置有一半是用來生產芳烴的。 對二甲苯是聚酯工程的主要原料，我國目前已是世界第一產能國。產能已達到714萬噸/年，是世界產能的20%。28重整產氫是煉廠寶貴的氫源，目前，國內柴油產品的質量指標也正在逐步提高，對硫含量等限制更加嚴格，所以要建設大量的加氫裝置，因而就需要大量的氫氣采用制氫等裝置生產的氫氣成本很高，生產每噸純氫成本是3萬元催化重整可付產大量廉價的含氫氣體，重整裝置的純氫產率為2.54.5,氫純度可達90%（分子），是加氫裝置非常好的氫源一套規模為60萬噸/年的催化重整裝置,采用半再

16、生重整純氫產量至少每年1.5萬噸，采用連續重整純氫產量每年約2.4萬噸。可為一套120200萬噸/年的柴油加氫精制裝置提供氫氣，節省大量的制氫原料，降低加氫裝置的操作成本 292. 催化重整工藝類型及技術特點30重整原料的預處理重整反應對原料有上述嚴格要求，原料在進入到重整反應部分之前要進行預處理重整原料的預處理包括：預分餾、預加氫和汽提脫水等幾個工序通過分餾、加氫和汽提脫水等工序為重整反應制備在餾分范圍和雜質含量上滿足要求的原料 31重整原料的預處理-預分餾預分餾的作用是根據重整目的產物的要求切割一定沸程范圍的餾分，即通常所說的“拔頭和切尾”生產高辛烷值汽油時，一般采用84180OC餾分 生

17、產芳烴時合適的餾分組成： 目的產品 合適的餾分 苯 6085OC 甲苯 85110OC 二甲苯 110145OC 苯，甲苯+二甲苯 60145OC 32重整原料的預處理-預加氫預加氫的作用是除去原料油中的雜質以保護重整催化劑。預加氫的化學反應：在催化劑和氫壓的條件下，使原料油中含硫、含氮、含氧等化合物進行加氫分解，生成H2S、NH3和H2O，然后再在后面的汽提塔中除去原料油中的含砷、鉛等金屬化合物經過加氫分解出金屬，然后吸附在預加氫催化劑上。 33預加氫的化學反應：脫硫反應 RSH + H2 RH+H2S脫氧反應 ROH+ H2 RH+H2O 脫氮反應 RN+ H2 RH+NH3脫鹵素反應 R

18、Cl+ H2 RH+ClH烯烴飽和反應 C7H14 + H2 C7H16 34重整原料的預處理-汽提脫水 汽提脫水是采用共沸蒸餾的原理把通過預加氫過程產生的H2S、NH3和H2O等汽提出去。35預加氫催化劑預加氫催化劑采用含鈷、鉬、鎳稀有金屬，一般以AL2O3作為載體國內普遍采用的預加氫催化劑有4813、FDS-4A 、 RS1、RN-1等 36典型的重整原料預處理工藝流程 37催化重整的化學反應 “重整”是指烴類分子重新排列成新的分子結構。在有催化劑作用的條件下對石腦油（汽油餾分）進行重整叫作“催化重整”。重整基本不改變碳原子數。如： C RCCCC RCCC 環己烷 脫氫 苯 + H2 3

19、8 1.環烷脫氫反應-希望發生的反應 R R + 3H2 ，強吸熱反應，低壓對反應有利2.環烷烴和烷烴的異構化-希望發生的反應 R R C RCCCC RCCC，壓力對反應影響不大SOSS重整反應器中主要發生下例6類化學反應39烷烴的脫氫環化反應-希望發生的反應 R + H2 R-C-C-C-C R” + H2 40加氫裂化反應-不希望發生的反應 C C RCC H2 RH CCC H 41 脫甲基反應-副反應，不希望發生的反應RCCCC H2 RCCCH CH4 RC + H2 RH + CH4 42芳烴的脫烷基化反應 R + H2 R + R” 4344 催化重整的反應熱重整的反應為強吸熱

20、反應，反應熱很大，根據原料和反應苛刻度不同，一般半再生重整反應器的總溫降為150200OC，連續重整反應器的總溫降為170240OC。重整催化劑的有效反應溫度一般在440OC以上，為發揮催化劑的作用，采用多段反應，根據原料及要求的反應苛刻度不同，一般采用34段，即34個反應器及加熱爐。 45催化重整的反應條件的選擇催化重整的反應條件的選擇與原料性質、產品質量要求有關重整的苛刻度一般都以重整生成油的辛烷值（RONC）來衡量，反應的苛刻度越高，也就是要求重整生成油的辛烷值（RONC）越高，反應條件就越苛刻一般半再生重整苛刻度即重整生成油的辛烷值RONC不超過97連續重整苛刻度即重整生成油的辛烷值R

21、ONC一般為100106生產芳烴一般RONC要求的高些重整苛刻度越高，要求反應壓力越低、氫油比越高、空速越低、反應溫度越高46催化重整的反應參數的影響反應壓力 低壓有利于脫氫生成芳烴的反應，因此，反應壓力低對重整反應有利，但壓力低使催化劑生焦速率快，催化劑失活速率快半再生重整因催化劑不能隨時再生采用比較高的反應壓力連續重整因催化劑能連續再生采用比較低的反應壓力氫油比低氫油比有利于脫氫生成芳烴的反應，因此，氫油比低對重整反應有利，但低氫油比使催化劑生焦速率快，催化劑失活速率快半再生重整因催化劑不能隨時再生采用比較高的氫油比連續重整因催化劑能連續再生采用比較低的氫油比反應溫度在一定范圍內溫度高對重

22、整反應有利，但高的反應溫度使催化劑生焦速率快，催化劑失活速率快，因此：半再生重整因催化劑不能隨時再生采用比較低的反應溫度連續重整因催化劑能連續再生采用比較高的反應溫度催化劑空速低空速對重整反應有利，但空速的選擇應與氫油比結合起來考慮，低空速可以選擇低氫油比；反之，提高空速就需要大的氫油比空速的選擇還與原料性質及目的產品有關，一般生產芳烴比生產汽油的空速要低些47 48重整催化劑主要由活性組分鉑、助催化劑（如錸和錫）和擔體（如Al2O3）所組成。主要組分是鉑等金屬、鹵素和氧化鋁。是一種雙功能催化劑，其中的鉑構成脫氫活性中心，促進脫氫、加氫反應；而含有少量鹵素氯的氧化鋁擔體具有一定酸性，從而提供了

23、酸性功能，促進裂化、異構化等反應。半再生重整使用鉑錸催化劑穩定性好、活性和選擇性低于鉑錫催化劑連續重整使用鉑錫催化劑活性和選擇性好、穩定性低于鉑錸催化劑重整催化劑十分昂貴，每噸100-200萬元，一套100萬噸/年的連續重整的催化劑費用要超過1億萬元。49催化重整能耗重整工藝相對比較復雜，流程長，產品接近化工級高溫反應過程，反應吸熱量大，所需的反應加熱爐多能耗大，80-110萬大卡/噸重整進料50催化重整按類型可分為兩種：半再生（固定床反應器）連續重整（移動床反應器） 51半再生重整工藝特點工藝流程簡單，投資少固定床反應器反應壓力和氫油比較高停工后對催化劑進行再生產品辛烷值、反應產物液體收率、

24、氫氣產率較連續重整低隨著操作周期的延長，催化劑活性因結焦逐漸減弱，重整產物C+5液體收率及氫氣產率也將逐漸降低，需逐步提高反應溫度直至停工對催化劑進行再生 52連續重整重整工藝特點采用移動床反應器設置一套催化劑連續再生系統，在不停工條件下對催化劑進行連續再生，保持催化劑活性穩定工藝流程較為復雜，相應投資也高反應在低壓、低氫油比的苛刻條件下操作，充分發揮催化劑的活性及選擇性產品的辛烷值高、產物的C+5液體收率及氫氣產率都較高裝置開工周期長，操作靈活性大 53 催化重整工藝類型及技術特點543.催化重整工藝類型及技術特點55連續重整與半再生重整相比：C5+產品液體收率增加約2.0%(重)氫氣產率增

25、加1.11%(重)，而且氫氣純度也較高芳烴產率增加約12%(重)。56重整工藝技術的選擇原則：規模大，原料差，對產品的苛刻度要求越高，對氫氣的需求量大，應選擇連續重整反之，則應選擇半再生半再生的產品辛烷值一般不宜超過97（RON），連續重整可以超過100（RON），最高可以到106（RON）催化重整工藝類型及技術特點57 典型的半再生重整裝置共有工藝設備約 125 臺套序號項 目預處理部分重整部分合計1反應器1452塔2133加熱爐3584容器及貯罐914235換熱器128206空冷器4487泵1713308壓縮機2359廢熱鍋爐1 套111其他91322合計5966125催化重整工藝類型及技

26、術特點58 典型的連續重整裝置共有工藝設備約250臺套，主要設備分類如下：塔 3臺反應器及再生器 6臺加熱爐 7臺冷換設備 60臺電加熱器 4臺容器 37臺壓縮機 4臺風機 4臺泵 36臺氨冷凍系統 1套重整廢熱鍋爐系統 1套加熱爐余熱回收系統工程 1套催化重整工藝類型及技術特點59重整裝置的工藝流程催化重整工藝類型及技術特點半再生重整裝置工藝流程包括下列三部分：原料預處理重整反應重整產物分離連續重整裝置工藝流程包括下列四部分：原料預處理重整反應重整產物分離催化劑連續再生60重整裝置的工藝流程3.催化重整工藝類型及技術特點原料預處理部分（分餾、加氫、汽提）重整反應部分產物分離部分石腦油精制石腦

27、油催化劑連續再生部分連續重整設置此部分反應產物含氫氣體燃料氣液化氣汽油待生催化劑再生催化劑61催化重整工藝類型及技術特點典型的半再生重整裝置的工藝流程623.催化重整工藝類型及技術特點典型的半再生重整裝置3.催化重整工藝類型及技術特點CFESEPSTABCCRRRRR反應進料HHHH反應器增壓機UOP連續重整裝置的工藝流程汽油液化氣氫氣反應加熱爐再生器循環氫壓縮機進料換熱器64世界有兩種工業化連續重整技術美國環球油品公司（UOP）反應器布置采用重疊式再生回路流程采用熱循環法國石油研究院（Axens）反應器布置采用并列式再生回路流程采用冷循環 連續重整工藝技術65UOP連續重整裝置的工藝流程-重

28、整反應部分部分連續重整工藝技術66UOP連續重整裝置的工藝流程-cyclemax催化劑連續再生流程連續重整工藝技術67IFP連續重整裝置的工藝流程-反再部分連續重整工藝技術68IFP連續重整裝置的工藝流程 Regen B 再生流程連續重整工藝技術69IFP連續重整裝置的工藝流程Regen C 再生流程連續重整工藝技術70IFP連續重整裝置的工藝流程最新的 Regen C2再生流程連續重整工藝技術71連續重整裝置工藝流程-產品分離4連續重整工藝技術72采用UOP工藝的連續重整裝置 4連續重整工藝技術7374采用IFP工藝的連續重整裝置連續重整工藝技術75連續重整工藝技術SEI的“逆流”移動床重整

29、技術764連續重整工藝技術 我國目前現有的連續重整裝置都采用國外的連續重整專利技術，實現連續重整工藝技術的國產化，擁有我國自己的連續重整專利技術一直是我們多年來的奮斗目標。經過多年的努力，在有關單位的密切配合下，在1987年開發出了我們自己的連續重整工藝技術“逆流移動床重整工藝技術”。774連續重整工藝技術現有連續重整工藝情況催化重整反應特點現有連續重整工藝的缺點“逆流” 移動床重整工藝“逆流”移動床重整工藝 的 優 點開發該項工藝的關鍵課題“逆流”移動床重整工藝為我國自行開發的技術UOP采用重疊式反應器，催化劑與反應物料的流動方向一致，都是從第一反應器到最末反應器，為“ 順流 ”式 反 應

30、進 料 一 反 二 反 三反 再 生 器 反 應 產 物 四反 IFP采用并列式反應器，催化劑與反應物料的流動方向一致，都是從第一反應器到最末反器，為“ 順流 ”式 一 反 二 反 三 反 四 反 反應進料 反應產物催化劑 從再生器 催化劑至再生器 現有連續重整流程特點79催化重整反應特點主要有六種化學反應環烷脫氫反應 C6和C7相對反應速率為 100和 120烷烴和環烷烴的異構化反應 C6和 C7相對反應速率為 10和 13烷烴的脫氫環化反應 C6和C7相對反應速率為 1 和 4加氫裂化反應 C6和C7相對反應速率為 3和 4脫甲基反應 C6和C7相對反應速率為 5和 3芳烴的脫烷基化反應難

31、重整主要反應有難有易， 由易到難的順序為： 脫氫 異構化 加氫裂化和脫氫環化容易的反應在前面反應器中進行， 而相對較難的反應在后面的反應器中進行 一反 二反末反 反應進行的難易程度 易 難 連續重整工藝技術80現有連續重整工藝的缺點催化劑活性狀態與反應難易程度不相配 一反 二反.末反 反應物料流動方向 催化劑循環流動方向 反應器中催化劑上積碳量 低 高 反應器中催化劑活性狀態 高 低 反應器中反應難易程度 易 難 前面的反應器中進行的反應容易，但催化劑的活性高；后面的反應器中進行的反應難，而催化劑的活性卻低，因此，催化劑的活性不能得以充分發揮連續重整工藝技術81“ 逆流 ”移動床重整工藝的原理

32、及優點 改變催化劑在 并列反應器之間的輸送循環方向，催化劑流動方向與反應物料流動方向相反 ，即“ 逆反應物流 ” 移動 一反 二反 三反 四反 反應進料 反應產物 待生催化劑 再生催化劑 反應難易程度與催化劑活性狀態對應情況 一反 二反末反 反應物料流動方向 催化劑循環輸送方向 反應器中催化劑上積碳量 高 低 反應器中催化劑活性 狀態 低 高 反應器中進行反應的難易程度 易 難 相對反應速率高的反應也即容易進行的反應在前面的有低活性的催化劑的反應器中進行；難進行的反應在后面的有高活性的催化劑的反應器中進行；因此，克服了現有連續重整在這方面的弊病連續重整工藝技術82“ 逆流 ”移動床重整工藝流程

33、連續重整工藝技術83連續重整工藝技術SEI的“逆流”移動床重整流程84 A裝置 B裝置 C裝置操作條件單位 順流操作逆流操作順流操作逆流操作順流操作逆流操作進料組成P/N/A59/29/1259/29/1254/38/854/38/866/33/1166/33/11進料量萬噸/年606060606060辛烷值RONC102102102102102102重量空速2.22.21.921.922.22.2H2/HCMOL/MOL2.22.252.62.6322.02一反人口溫度 DEG.C520523527528.3512513二反人口溫度 DEG.C520523527528.3512513三反人口

34、溫度 DEG.C520523527528.3512513四反人口溫度 DEG.C520523527528.3512513總溫降 DEG.C 270283728929723053127一反溫降 DEG.C120107614113661251181二反溫降 DEG.C665416861579752三反溫降 DEG.C497164558958685四反溫降 DEG.C355043540243509H2產率 WT% FD3.63.773.813.93.563.64C5+液收 WT% FD90.1691.1588.789.3289.6190.38芳烴收率 WT% FD76.277.1777.3377.8

35、677.9177.98循環氫純度 MOL% FD87.389.068787.9787.388.49催化劑含碳量 WT%52.77353.09653.679WAIT DEG.C520523527528.3512513WABT DEG.C477.3473.5479.3478.2463460.4“逆流”與“順流”工藝計算對比連續重整工藝技術85“ 進入四反的催化劑不含碳，活性最高，在相同的反應苛刻度條件下（反應產物達到相同的RON值），與“ 順流 ” 移動床重整相比，四反平均反應溫度下降 25C，四個重整反應器的床層加權平均溫度（WABT）降低 14C。加氫裂化反應主要發生在第四重整反應器中，催化劑

36、上的積碳主要是該反應產生的，故重整反應器中四反的催化劑積碳量最多。平均反應溫度越高，積碳量越多。因在相同的反應苛刻度條件下“ 逆流” 移動床重整比“ 順流” 移動床重整四反平均反應溫度下降，所以催化劑上的平均積碳率下降，降低 25%40%。因平均反應溫度尤其是四反平均反應溫度降低，在相同的反應苛刻度條件下 “ 逆流” 移動床重整與“ 順流” 移動床重整相比四反中發生的加氫裂化反應減少，所以C5液收增加，增加 0.7%1.1%。因“ 逆流” 移動床重整比“ 順流” 移動床重整的催化劑平均活性高，所以芳烴及氫產率高，分別增加 0.1%1.27%及 2.1%4.7%。因加氫裂化反應減少，裂介產物減少

37、，所以產氫及循環氫純度提高，循環氫純度可提高 12個單位。對比計算中，“ 逆流” 和“ 順流”工況采用相同的空速和相同的催化劑填裝比，即“ 逆流”工況沒有優化。如果優化了“ 逆流”的反應條件（如催化劑填裝比等，則可降低催化劑填裝量或進一步提高液體收率，提高效益。工藝計算對比連續重整工藝技術86試驗結果在相同的反應條件下H2產率增加，四組試驗平均增加 3%C5+液收略有增加，但不明顯重整生成油中C4-組分減少，C6+組分增加 結論：經初步試驗“ 逆流”工藝優于“ 順流”工藝RIPP做的“逆流”與“順流”對比試驗情況連續重整工藝技術87關鍵課題的解決反應條件的優化石科院進行優化條件的試驗，并已取得

38、了初步結果在反應器間催化劑由低壓向高壓的輸送經我院與清華大學合作研究，取得了結果，采用高料位罐的形式是可行的更新催化劑再生技術與石油大學共同合作開發，完成了再生動力學與氣固流動的研究，提出了新型再生器結構連續重整工藝技術88 “ 逆流” 移動床重整工藝不同于現有的連續重整，為我國獨有的專利技術，該工藝技術獲得了專利（98117972.X） “逆流”移動床重整工藝為我國自行開發的具有自主知識產權的技術連續重整工藝技術893.催化重整的專用設備90 3.1 重整反應器3.催化重整的專用設備91重整反應器有兩種基本型式：軸向反應器 物料自上而下軸向流動，反應器內部是一個空筒，結構比較簡單；徑向反應器

39、 物料進反應器后分布到四周分氣管內，然后徑向流過催化劑層，從中心管流出，反應器內需要設置分氣管、中心管、帽罩等內部構件，構造比較復雜。3.催化重整的專用設備923.催化重整的專用設備933.催化重整的專用設備連續重整徑向反應器設備圖94徑向反應器壓降核算3.催化重整的專用設備95 徑向反應器設計中的一個重要問題就是如何使得流體在整個流通面積上均勻分布3.催化重整的專用設備96對于徑向反應器的扇形分氣管，氣體從頂部進來后，自上而下隨著氣量的減少速度不斷減小，即W1W2，因而P2P1，靜壓力下大上小。 對于中心集氣管，由于氣量自上而下不斷增加，速度也不斷增加，即 W1W2 , 因而P2P1-P1

40、，即分氣管與集氣管的壓力差下部大于上部。3.催化重整的專用設備97為了克服以上不均勻流動的現象，可以考慮以下幾個措施：擴大分氣管和集氣管的流動截面積，降低流速，使上下壓差沿管長變化減小，從而使氣流分布均勻些。將分氣管和集氣管設計成變截面的錐形管，以維持管內流速變化不大，減小管內靜壓力的變化。分氣管和集氣管上下采用不同的開孔率，用小孔阻力的變化補償管內壓力變化。增加小孔阻力，使其大大超過分氣管和集氣管內的壓力變化。3.催化重整的專用設備98改進的徑向反應器設備結構 改進型徑向反應器物料流動方向由上進下出改為上進上出3.催化重整的專用設備993.催化重整的專用設備1003.催化重整的專用設備徑向反

41、應器軸向截面的壓力等值線圖與速度云圖 等值線越密說明壓力梯度越大。可以看出，壓力梯度最大的位置在催化劑床層，而且在催化劑床層中壓力等值線非常規律，不存在局部低壓區，因此，催化劑床層中，氣體不會形成旋渦。而在中心管中、中心管開孔附近形成了多處局部低壓區，由于局部低壓的形成，在中心管中部及開孔附近將形成多處小旋渦。在約翰遜網與中心管之間的空隙區域中，顏色非常一致，說明壓力分布很均勻。催化劑床層中的氣體速度較小，大小分布均勻。出中心管過孔時，氣體速度明顯增大。1013.催化重整的專用設備徑向反應器軸向截面的速度等值線圖與云圖 速度梯度最大的位置在扇形筒、中心管過孔及中心管中。催化劑床層中等值線十分稀

42、疏，說明在催化劑床層中速度比較均勻。氣體過孔后形成明顯的受制射流形狀。而在孔的附近區域存在明顯的低速區，也就說明氣流在此處已形成旋渦。氣體進入催化劑床層中后，以近似徑向的方向流動，到達約翰遜網壁時，改變方向，從開孔處進入中心管。 1025.催化重整的專用設備反應器軸向截面的速度矢量圖 氣體經由扇形筒分配進入催化劑床層中，在催化劑床層中速度大小基本一致，然后經由中心管開孔進入中心管中。氣體在中心管及管的開孔附近的多個局部低壓區形成旋渦。仍有部分氣體通過催化劑頂部床層串入反應器上部無催化劑的空腔內，但是速度極小、量也極少。從速度流線圖可以清晰地看出氣體在催化劑床層中以平推流的形式流動。103.催化

43、重整的專用設備反應器速度流線圖 104.催化重整的專用設備反應器橫截面的流線視圖 圖中淺灰色部分為扇形筒，黑色為工藝物流流動的跡線。跡線的疏密表示流動的趨勢。從圖中可以看出，扇形筒間不存在在大的周向流動。由于反應器結構的對稱性，氣體從扇形筒側面出來后，經過碰撞后，流動方向轉為沿反應器徑向流動。周向流動幾乎不存在。1053.2 進料換熱器3.催化重整的專用設備106我國早期重整裝置中進料換熱器都是采用U型管和浮頭式，好幾臺串聯操作，效率低，占地面積大，而且壓力降高，不能滿足低壓重整的需要。從石油七廠多金屬重整設計開始，用一臺大型單管程立式換熱器作為重整進料與反應生成物換熱設備。 近年來催化重整設

44、備方面另一個引人注目的進展就是采用焊板式換熱器代替原來的純逆流單管程立式換熱器作重整進料換熱器。5.催化重整的專用設備1075.催化重整的專用設備1085.催化重整的專用設備109典型的立換與板換的比較5.催化重整的專用設備1103.3 多流路四合一加熱爐3.催化重整的專用設備111 重整反應爐被加熱物流為循環氫氣和油氣，體積流率很大，既要有利于加熱又要壓力降小，因此存在著一個多流路爐管的設計問題，并聯流路有時高達幾十路，同時為了縮小占地，減少投資，對于規模較大的重整裝置，往往把四個加熱爐聯合在一起，成為一個四合一爐，爐管采用U型（集合管在上）或形（集合管在下）。3.催化重整的專用設備112多

45、流路爐管配置3.催化重整的專用設備U型四合一重整反應加熱爐 1133.催化重整的專用設備型四合一重整反應加熱爐 114多流路爐管配置3.催化重整的專用設備U型（集合管在上）形（集合管在下）115多流路加熱爐物流計算3.催化重整的專用設備1163.4再生器3.催化重整的專用設備117 再生器是連續重整的主要設備，設備從上而下包括燒焦，氧氯化及焙燒干燥等過程。3.催化重整的專用設備118UOP連續重整再生器結構: 再生器自上而下分為4個區：燒焦區、氧氯化區、干燥焙燒區和冷卻區。燒焦區為徑向床結構；氧氯化區、干燥焙燒區和冷卻區為同心筒結構。3.催化重整的專用設備119Axens再生器結構: 再生器自

46、上而下分為4個區：一段燒焦區、二段燒焦區、氧氯化區和焙燒區。一段和二段燒焦區為徑向床結構；氧氯化區為軸向床結構、焙燒區為同心筒結構。3.催化重整的專用設備1204.催化重整的優化1214.1 重整原料的優化（1）石油化工中的乙烯和重整裝置的原料都是石腦油，因此發展石油化工必將引起對石腦油需求量的增漲，從而導致原油加工量的增加。因此，在重整裝置的操作過程中，必須綜合考慮石腦油原料的優化問題，保證資源的合理利用，以最小的投入獲取最大的經濟效益。（2）每個石油化工公司，可根據其原料處理量，可提供重整原料裝置的規模來考慮組合方案。根據實際情況選擇不同的方案，宜芳則芳，宜烯則烯，宜油則油，以達到最大的經

47、濟效益。122加氫裂化重石腦油的環狀烴（環烷烴和芳烴）含量高達4050%，是理想的催化重整原料；裂解汽油抽余油的烷烴含量較低，環烷烴和芳烴含量高達60%以上，因而是良好的重整原料油；加氫催化裂化汽油的芳烴含量較高，而環烷烴含量低，烷烴含量高，不是理想的重整原料；加氫焦化汽油屬于石蠟基，更適合作為乙烯裂解料。123 石腦油的餾程對于連續重整裝置生產芳烴有重要的影響。通常，連續重整裝置可以加工75-185的石腦油餾分，對于生產高辛烷值汽油組分來說，是沒有任何限制的。但是，在芳烴生產過程中，有效組分主要是C6-C9餾分和少量C10餾分，生產的主要是苯、甲苯、二甲苯和C10芳烴，因此，對于以生產對二甲

48、苯為主要目的的連續重整裝置，較適宜的原料餾程范圍應為75-165。124125Case1: 多產乙烯原料工況：在1600萬噸/年原油加工階段，每年可生產歐3#汽油92萬噸，航煤158萬噸，歐3#柴油554萬噸；苯33萬噸，對二甲苯82萬噸;每年可提供乙烯料447萬噸。126127127Case2: 乙烯+汽油工況：在1600萬噸/年原油加工階段，每年可生產歐3#汽油250萬噸，航煤124萬噸，歐3#柴油598萬噸；苯34萬噸，對二甲苯82萬噸;每年可提供乙烯料280萬噸。128 中國石油四川石化1000萬噸/年煉油與80萬噸/年乙烯煉化一體化工程分為煉油及化工兩大部分，原來各有一套芳烴抽提裝置

49、，規模分別是35萬噸/年、80萬噸/年；其中35萬年噸/年芳烴抽提裝置原料來自35萬噸/年加氫汽油裝置的乙烯裂解汽油，80萬噸/年芳烴抽提裝置原料來自200萬噸/年連續重整裝置的C6、C7重整生成油組分。 根據煉化一體化的原則，按照四川石化對汽油及芳烴產品的不同需求，乙烯裂解汽油僅C6組分進抽提，C7+組分直接作為汽油添加組分，而重整生成油中的C6、C7組分則全部進抽提裝置分離苯和甲苯，對兩套芳烴抽提裝置進行優化處理合并為一套，取消化工區芳烴抽提裝置，優化后芳烴抽提處理能力90萬噸/年，布置在煉油區。129130 重整原料的精細化管理：對上游常減壓裝置的要求，上游裝置提供的石腦油餾分控制精細化

50、，盡量減少夾帶重組分。131吸附分離石腦油優質催化重整原料高辛烷值汽油組分優質乙烯裂解原料正構烴非正構烴重整原料/乙烯原料的分子化管理：132 以分子管理為策略，通過將石腦油中的正、異構烴分離，富含正構烷烴的脫附油作為乙烯裂解原料，富含非正構烴的吸余油作為催化重整原料或高辛烷值清潔汽油調和組分，可以在宜烯則烯、宜芳則芳、宜油則油基礎上進一步集成優化煉廠的石腦油資源，從產品工程角度實現對石腦油資源的分子尺度管理，對于建設資源節約型和生態環保型社會有重要意義。低溫熱的利用重整有很多低溫熱，如：與進料換熱后的反應產物，溫度大于100OC，直接通過空冷冷卻到40OC左右進高分；與進料換熱后的穩定汽油，溫度大于100OC，直接通過空冷和水冷冷卻到40OC左右后出裝置。冷卻這些物料所需的冷卻熱負荷很大，因此這些低溫熱量應該回收可用這些低溫熱加熱重整余熱鍋爐所用脫鹽水等 1334.2 重整裝置節能優化134 高效傳熱焊板式換熱器的利用：好的設計已可達到熱段溫差小于25 ，比以前的設計低10 ，可以回收大量熱量，大大減少進料加熱爐的燃料消耗，同時也減少重整產物空冷器的冷卻熱量。135提高重整加熱爐效率：措施：燃料清潔化；排煙溫度最低化；燃料氣和空氣采用余熱加熱；1364.3 重整催化劑選擇目標：高