催化重整装置的优化

1 催 化 重 整 装 置 的 优 化曹 坚中 国 石 化 工 程 建 设 公 司2010.10.15 2 1. 概 况2. 催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点3. 催 化 重 整 的 专 用 设 备4. 催 化 重 整 的 优 化5. 我 国 催 化 重 整 的 发 展 趋 势6. 结 束 语 目 录 3 1. 概 况 4 催 化 重 整 装 置 是 炼 油 工 业 的 重 要 装置 之 一 ， 不 仅 在 炼 油 行 业 具 有 重 要的 作 用 ， 而 且 在 石 油 化 工 化 纤 行 业占 有 重 要 的 地 位 。 5 1965年 我 国 在 大 庆 建 成 投 产 了 第 一 套 10万 吨 /年 的 工 业 化 催 化 重 整 装 置 ； 经 过 40年 的 发 展 ， 到 2010年 共 建 成 投 产催 化 重 整 装 置 约 75套 ； 我 国 重 整 总 加 工 能 力 近 3000万 吨 /年 ，约 占 原 油 总 加 工 能 力 的 10%左 右 。连 续 重 整 装 置 28套 ， 加 工 能 力 近 2000万 吨 /年半 再 生 重 整 装 置 47套 ， 加 工 能 力 约 1000万 吨 /年 我 国 的 催 化 重 整 工 业 6 建 设投 产年 代 建 设 装 置 套 数 ， 套 处 理 量 ， 万 吨 /年 原 设 计 /改 造 增加万 吨 /年半 再生 连 续 重整 合 计 半 再 生 连 续 重整 合 计60 4 - 4 55 - 55 40/1570 9 - 9 160 - 160 117/4580 7 1 8 110 60 170 139/3590 19 11 30 450 740 1190 1050/131 2000 8 16 24 225 1200 1425 至 2010年合 计 47 30 75 1000 2000 3000 7 已 建 成 装 置 的 规 模 分 布 情 况规 模 ， 万 吨 /年 数 量 ， 套 占 总 套 数 的 比 例 ， % 15 27 3920 40 25 3645 100 17 19 100 8 6 8 90年 代 以 前 的 25年 ， 建 成 投 产 了 21套 催 化 重 整 装 置 ，其 中 只 有 一 套 连 续 重 整 装 置 。 90年 代 以 后 的 20年 间 共 建 成 投 产 了 54套 催 化 重 整 装 置 ，占 全 部 投 产 装 置 总 套 数 的 72%； 而 其 加 工 能 力 占 全 部 投产 装 置 总 能 力 的 87.2%。 90年 代 以 后 的 20年 就 建 成 投 产 了 27套 连 续 重 整 ， 占 全部 投 产 连 续 重 整 装 置 总 套 数 的 96.4%,占 能 力 的 98%。 目 前 在 建 的 连 续 重 整 装 置 有 超 过 10余 套 ， 总 设 计 负 荷在 1200万 吨 /年 以 上 。 9 半 再 生 和 连 续 重 整 催 化 剂 都 已 经 实 现 了 国 产 化 ，并 达 到 国 际 水 平 ；半 再 生 重 整 的 工 程 设 计 全 部 国 产 化 ；连 续 重 整 仅 购 买 专 利 使 用 权 ， 全 部 工 艺 和 工 程设 计 实 现 国 产 化 ； 并 且 开 发 出 了 以 “ 逆 流 移 动 床 ” 为 代 表的 具 有 自 主 知 识 产 权 的 连 续 重 整 专 利 技 术 。 10 我 国 催 化 重 整 近 年 来 发 展 较 快 、 技 术 水 平 不 低 ， 但能 力 等 差 别 较 大 ；先 进 国 家 催 化 重 整 的 加 工 能 力 已 经 占 原 油 一 次 加 工能 力 的 20 以 上 ， 美 国 为 37 左 右 ；除 总 加 工 能 力 远 远 低 于 欧 州 和 北 美 外 ， 单 套 装 置 尤其 是 半 再 生 重 整 装 置 的 平 均 能 力 偏 低 ；由 于 原 料 来 源 等 原 因 ， 现 有 的 装 置 普 遍 开 工 不 足 。因 此 装 置 的 操 作 成 本 高 ， 大 部 分 装 置 的 能 耗 都 在4000MJ/t重 整 进 料 以 上 。 11 “重 整 ” 是 指 烃 类 分 子 重 新 排 列 成 新 的 分 子 结 构 。通 俗 的 说 就 是 烃 类 分 子 的 重 新 排 列 与 整 理 所 谓 的 “ 催 化 重 整 ” 是 以 石 脑 油 （ 直 馏 和 各 类 加氢 石 脑 油 ） 为 原 料 ， 在 催 化 剂 的 存 在 下 ， 生 产 富 含 芳烃 的 高 辛 烷 值 汽 油 组 分 ， 并 副 产 含 氢 气 体 等 产 品 的 工艺 ， 因 此 是 炼 油 工 业 中 最 重 要 的 生 产 工 艺 之 一 12 蒸馏 石 脑 油 馏 分 催 化 重 整（ 脱 氢 反 应 ）煤 柴 油 馏 分 加 氢 处 理（ 加 氢 反 应 ）重 油 馏 分 加 氢 裂 化 、 催 化 裂 化（ 裂 化 反 应 ） 渣 油 馏 分 焦 化 、 催 化 裂 化（ 脱 碳 裂 解 反 应 ） 汽 油 、 H2汽 、 煤 、 柴 油汽 、 柴 油 汽 、 柴 油原 油 芳 烃 联 合 装 置 芳 烃 13 装 置 按 目 的 产 品 分 类 目 的 产 品 为 芳 烃 的 为 23套 ， 加 工 能 力 为 770万 吨 /年 ， 占 总 能 力的 31.3%； 目 的 产 品 为 高 辛 烷 值 汽 油 组 分 的 为 34套 ， 加 工 能 力 为 1090万 吨 /年 ， 占 总 能 力 的 44.3%； 在 生 产 芳 烃 的 同 时 兼 顾 生 产 汽 油 的 为 12套 ， 加 工 能 力 为 600万 吨/年 ， 占 总 能 力 的 24.4%。1.目 前 我 国 催 化 重 整 现 状 14 连 续 重 整 装 置 占 总 套 数 的 31.9%， 加 工 能力 却 占 到 了 59.3%。 22套 连 续 重 整 装 置 中 的 5套 平 均 反 应 压 力 为 0.8MPa左 右 ,其 余的 平 均 反 应 压 力 为 0.35MPa左 右 ， 单 套 装 置 的 平 均 能 力 为 66.4万 吨 /年 ； 连 续 重 整 装 置 所 采 用 的 工 艺 技 术 包 括 了 UOP和 IFP两 家 专 利 公司 的 各 代 专 利 技 术 ， 已 具 有 国 际 水 平 。1.目 前 我 国 催 化 重 整 现 状 15 序 号 建 设 地 点 设 计 规 模万 吨 /年 工 艺 技 术 投 产 时 间1 上 海 石 化 公 司 50 UOP常 压 再 生 85年 3月2 扬 子 石 化 公 司 105/139 UOP常 压 再 生 90年 2月3 广 州 石 化 总 厂 40 UOP常 压 再 生 90年 6月4 抚 顺 石 油 三 厂 40 IFP分 批 再 生 90年 8月5 洛 阳 炼 油 厂 70 IFP分 批 再 生 93年 1月6 辽 阳 化 纤 公 司 40/50 UOP加 压 再 生 96年 8月7 吉 林 石 化 公 司 40 UOP加 压 再 生 96年 9月8 镇 海 炼 油 厂 100 UOP加 压 再 生 96年 12月 9 燕 山 石 化 公 司 60 UOP加 压 再 生 97年 8月10 金 陵 石 化 公 司 60 IFP Regen B 97年 11月11 高 桥 炼 油 厂 60 UOP CycleMax 98年 5月12 兰 州 石 化 总 厂 80 UOP CycleMax 98年 12月13 天 津 石 化 总 厂 60 UOP CycleMax 2000年 9月14 齐 鲁 石 化 总 厂 60 IFP Regen B 2001年 3月 目 前 我 国 已 经 建 成 投 产 的连 续 重 整 装 置 情 况 （ 一 ）我 国 从 1979年 开 始 引 进 连 续 重整 技 术 ， 1985年 第 一 套 连 续 重整 装 置 在 上 海 金 山 投 产 ， 30年来 有 了 很 大 发 展 ， 到 现 在 已 建成 投 产 30套 装 置 ， 总 能 力 超2000万 吨 /年 。 我 国 现 有 的 连 续重 整 装 置 列 表 如 右 ， SEI设 计 了其 中 的 21套 ， 参 与 了 2套 的 技 术 引 进 . 16 序 号 建 设 地 点 设 计 规 模万 吨 /年 工 艺 技 术 投 产 时 间15 大 连 石 化 公 司 60 UOP CycleMax 2001年 10月16 锦 西 石 化 公 司 60 UOP CycleMax 2002年 6月17 乌 鲁 木 齐 石 化 厂 40 IFP Regen C 2002年 9月18 镇 海 炼 油 厂 120 UOP CycleMax 2003年 1月19 湛 江 东 兴 炼 油 厂 50 UOP CycleMax 2005年 3月20 锦 州 石 化 公 司 60 UOP CycleMax 2005年 11月 21 喀 土 穆 40 IFP Regen C2 2006年 7月22 海 南 120 UOP CycleMax 2006年 9月23 茂 名 100 UOP CycleMax 2007年 12月24 丽 东 150 UOP CycleMax 2007年 9月25 青 岛 炼 油 150 UOP CycleMax 2008年 9月26 惠 州 200 UOP CycleMax 2009年 4月27 福 建 炼 化 140 UOP CycleMax 2009年 5月28 福 佳 大 化 185 Axens Regen C 2009年 5月29 上 海 石 化 100 UOP CycleMax 2009年 9月30 延 安 炼 化 120 UOP CycleMax 2009年 3月 目 前 我 国 已 经 建 成 投 产 的连 续 重 整 装 置 情 况 （ 二 ） 17 近 年 来 随 着 石 化 工 业 的 发 展 ， 我国 的 连 续 重 整 不 论 是 数 量 还 是 规 模 ，都 有 了 巨 大 的 提 高 ， 有 一 批 新 的 装 置正 在 设 计 和 建 设 中 ， 总 能 力 2100万 吨/年 ， 这 些 装 置 都 将 在 最 近 几 年 内 陆续 建 成 投 产 ， 右 表 是 我 国 正 在 设 计 和建 设 的 连 续 重 整 装 置 的 初 步 名 单从 这 张 名 单 中 可 以 看 出 ： 一 个 连 续 重 整 建 设 的 新 高 潮 正 在到 来 ， 未 来 三 、 四 年 内 建 设 的 连续 重 整 装 置 总 加 工 能 力 将 超 过2200万 吨 /年 ， 比 近 20年 建 设 能力 的 总 和 还 要 多 。 新 建 装 置 的 规 模 越 来 越 大 ， 大多 数 都 在 一 二 百 万 吨 /年 ， 有 的已 达 到 世 界 之 最 。 序 号 建 设 地 点 设 计 规 模万 吨 /年 技 术 目 前 状 态1 永 坪 80 UOP CycleMax 正 在 设 计2 厦 门 220 IFP Regen C2 正 在 设 计3 辽 化 140 UOP CycleMax 基 本 建 成4 乌 石 化 100 UOP CycleMax 基 本 建 成5 四 川 石 化 200 UOP CycleMax 完 成 设 计6 上 海 石 化 100 UOP CycleMax 设 计7 高 桥 石 化 100 UOP CycleMax 设 计8 克 拉 玛 依 石 化 100 UOP CycleMax 设 计9 西 太 平 洋 120 Axens Regen C2 设 计10 荆 门 石 化 60 UOP CycleMax 设 计11 辽 河 石 化 60 UOP CycleMax 设 计12 镇 海 炼 化 200 UOP CycleMax 完 成 可 研 13 济 南 炼 化 60 SEI 完 成 设 计14 辽 化 140 待 定 立 项15 中 金 石 化 160 UOP CycleMax 完 成 可 研 我 国 在 /拟 建 连 续 重 整 装 置 情 况 18 催 化 重 整 装 置 的 作 用 高 辛 烷 值 汽 油 添 加 组 分 ； 芳 烃 生 产 的 主 要 原 料 。 副 产 氢 气 19 催 化 重 整 汽 油 的 特 点 ：高 辛 烷 值 ： 一 般 为 95 106（ RONC）低 烯 烃 含 量 ： 一 般 为 0.1 1.0高 芳 烃 含 量 ： 一 般 为 55 80基 本 不 含 硫 、 氮 、 氧 等 杂 质 催 化 重 整 汽 油 的 这 些 特 点 正 好 能 弥 补 目 前 我 国 车 用 汽油 的 质 量 缺 点 ， 是 理 想 的 可 增 加 的 调 和 组 分 。 要 实 现车 用 汽 油 质 量 的 升 级 换 代 ， 就 要 调 整 汽 油 构 成 ， 减 少催 化 裂 化 汽 油 所 占 比 例 ， 增 加 其 它 汽 油 调 和 组 分 尤 其是 催 化 重 整 汽 油 的 比 例 。 20 催 化 重 整 装 置 的 原 料 来 源 ：1、 常 减 压 的 初 馏 塔 顶 和 常 压 塔 顶 直 馏 石 脑 油 馏 分2、 加 氢 裂 化 和 加 氢 改 质 石 脑 油 。 其 芳 烃 潜 含 量 高 ， 是 一 种 优 良的 重 整 原 料 ， 可 不 经 预 处 理 而 直 接 进 重 整 反 应3、 焦 化 石 脑 油 。 性 质 较 差 ， 在 进 重 整 反 应 部 分 之 前 要 经 加 氢 处理 ， 并 且 因 其 稀 烃 和 稠 环 含 量 多 使 催 化 剂 生 焦 率 高4、 乙 稀 裂 解 汽 油 的 抽 余 油 ， 环 烷 含 量 高 ， 是 比 较 好 的 重 整 原 料5、 催 化 汽 油 部 分 馏 分 也 可 做 重 整 原 料 21 重 整 反 应 对 进 料 有 三 个 方 面 的 要 求 ：馏 程 范 围族 组 成杂 质 含 量 经 原 料 预 处 理 过 的 重 整 反 应 进 料 必 须 满 足 上 述 三 个 要求 。 22 生 产 高 辛 烷 值 汽 油 时 ， 一 般 采 用 80 180O C馏 分生 产 芳 烃 时 合 适 的 馏 分 组 成 ： 目 的 产 品 合 适 的 馏 分 苯 60 85OC 甲 苯 85 110OC 二 甲 苯 110 145OC 苯 ， 甲 苯 +二 甲 苯 60 145OC 杂 质 含 量 要 求 ： 重 整 原 料 中 的 少 量 杂 质 如 砷 、 铅 、 铁 、 铜 、 汞 、 硫 、氮 、 氧 、 水 等 会 使 催 化 剂 丧 失 活 性 ， 这 种 现 象 称 之 为 催化 剂 的 “ 中 毒 ” ， 而 这 些 杂 质 则 称 之 为 “ 毒 物 ” 。使 催 化 剂 永 久 性 中 毒 的 “ 毒 物 ” ， 称 之 为 “ 永 久 性 毒物 ” ， 金 属 毒 物 如 砷 、 铅 、 铜 、 铁 、 镍 、 汞 、 钠 等 为 永久 性 毒 物 ， 经 过 再 生 其 活 性 不 能 恢 复 。 使 催 化 剂 暂 时 性 中 毒 的 “ 毒 物 ” ， 称 之 为 “ 暂 时 性毒 物 ” ， 非 金 属 毒 物 如 硫 、 氮 、 氧 等 为 非 永 久 性 毒 物 。经 过 再 生 后 其 活 性 可 以 恢 复 。 23 24 我 国 车 用 汽 油 调 和 组 分 中 :催 化 裂 化 汽 油 所 占 比 例 太 大催 化 重 整 汽 油 和 其 它 高 质 量 汽 油 组 分 所 占 比 例 太 小低 辛 烷 值 （ 直 馏 ） 汽 油 组 分 还 占 一 定 比 例 。 以 上 特 点 导 致 我 国 汽 油 与 欧 美 国 家 汽 油 相 比 :烯烃 含 量 高 ， 硫 含 量 高 ， 辛 烷 值 不 高 ， 芳 烃 含 量 不 高 。 25 26 催 化 重 整 装 置 与 其 它 生 产 高 质 量 汽 油 的 工 艺 相 比 ： 其 原 料 来 源 广 范 ， 加 工 量 大 可 根 据 需 要 在 一 定 范 围 内 调 整 所 生 产 的 汽 油 辛 烷 值 的 高 低 是 解 决 目 前 我 国 车 用 汽 油 质 量 的 最 有 效 和 最 重 要 的 手段 。 是 实 现 汽 油 质 量 升 级 的 主 要 工 艺 要 使 我 国 车 用 汽 油 质 量 指 标 符 合 欧 IV排 放 标 准 ， 汽 油调 和 组 分 中 重 整 汽 油 等 所 占 比 例 要 提 高 27 催 化 重 整 装 置 生 产 的 汽 油 芳 烃 含 量 较 高 ， 一 般为 55 85（ 重 ） ， 可 生 产 高 纯 度 的 苯 ， 甲苯 ， 混 合 二 甲 苯 ， 邻 二 甲 苯 ， 对 二 甲 苯 及 重 芳烃 等 芳 烃 产 品 。我 国 建 成 投 产 的 催 化 重 整 装 置 有 一 半 是 用 来 生产 芳 烃 的 。 对 二 甲 苯 是 聚 酯 工 程 的 主 要 原 料 ， 我 国 目 前已 是 世 界 第 一 产 能 国 。 产 能 已 达 到 714万 吨 /年 ， 是 世 界 产 能 的 20%。 28 重 整 产 氢 是 炼 厂 宝 贵 的 氢 源 ， 目 前 ， 国 内 柴 油 产 品 的 质 量 指 标 也 正 在 逐步 提 高 ， 对 硫 含 量 等 限 制 更 加 严 格 ， 所 以 要 建 设 大 量 的 加 氢 装 置 ， 因 而就 需 要 大 量 的 氢 气 采 用 制 氢 等 装 置 生 产 的 氢 气 成 本 很 高 ， 生 产 每 吨 纯 氢 成 本 是 3万 元 催 化 重 整 可 付 产 大 量 廉 价 的 含 氢 气 体 ， 重 整 装 置 的 纯 氢 产 率 为 2.5 4.5 ,氢 纯 度 可 达 90%（ 分 子 ） ， 是 加 氢 装 置 非 常 好 的 氢 源 一 套 规 模 为 60万 吨 /年 的 催 化 重 整 装 置 ,采 用 半 再 生 重 整 纯 氢 产 量 至 少 每年 1.5万 吨 ， 采 用 连 续 重 整 纯 氢 产 量 每 年 约 2.4万 吨 。 可 为 一 套 120 200万 吨 /年 的 柴 油 加 氢 精 制 装 置 提 供 氢 气 ， 节 省 大 量 的 制 氢 原 料 ， 降 低 加氢 装 置 的 操 作 成 本 292. 催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 30 重 整 原 料 的 预 处 理 重 整 反 应 对 原 料 有 上 述 严 格 要 求 ， 原 料 在 进 入 到 重 整 反 应部 分 之 前 要 进 行 预 处 理 重 整 原 料 的 预 处 理 包 括 ： 预 分 馏 、 预 加 氢 和 汽 提 脱 水 等 几个 工 序 通 过 分 馏 、 加 氢 和 汽 提 脱 水 等 工 序 为 重 整 反 应 制 备 在 馏 分范 围 和 杂 质 含 量 上 满 足 要 求 的 原 料 31 重 整 原 料 的 预 处 理 -预 分 馏 预 分 馏 的 作 用 是 根 据 重 整 目 的 产 物 的 要 求 切 割 一 定 沸 程 范 围 的 馏 分 ，即 通 常 所 说 的 “ 拔 头 和 切 尾 ” 生 产 高 辛 烷 值 汽 油 时 ， 一 般 采 用 84 180OC馏 分 生 产 芳 烃 时 合 适 的 馏 分 组 成 ： 目 的 产 品 合 适 的 馏 分 苯 60 85 OC 甲 苯 85 110OC 二 甲 苯 110 145OC 苯 ， 甲 苯 +二 甲 苯 60 145OC 32 重 整 原 料 的 预 处 理 -预 加 氢 预 加 氢 的 作 用 是 除 去 原 料 油 中 的 杂 质 以 保 护 重 整催 化 剂 。 预 加 氢 的 化 学 反 应 ： 在 催 化 剂 和 氢 压 的 条 件 下 ， 使 原 料 油 中 含 硫 、 含 氮 、 含氧 等 化 合 物 进 行 加 氢 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 、 铅 等 金 属 化 合 物 经 过 加 氢 分 解 出 金 属 ，然 后 吸 附 在 预 加 氢 催 化 剂 上 。 33 预 加 氢 的 化 学 反 应 ：脱 硫 反 应 RSH + H2 RH+H2S脱 氧 反 应 ROH+ H2 RH+H2O 脱 氮 反 应 RN+ H2 RH+NH3脱 卤 素 反 应 RCl+ H2 RH+ClH烯 烃 饱 和 反 应 C7H14 + H2 C7H16 34 重 整 原 料 的 预 处 理 -汽 提 脱 水 汽 提 脱 水 是 采 用 共 沸 蒸 馏 的 原 理 把 通 过 预 加 氢过 程 产 生 的 H2S、 NH3和 H2O等 汽 提 出 去 。 35 预 加 氢 催 化 剂 预 加 氢 催 化 剂 采 用 含 钴 、 钼 、 镍 稀 有 金 属 ， 一 般以 AL2O3作 为 载 体 国 内 普 遍 采 用 的 预 加 氢 催 化 剂 有 4813、 FDS-4A 、 RS 1、 RN-1等 36 典 型 的 重 整 原 料 预 处 理 工 艺 流 程 37 催 化 重 整 的 化 学 反 应 “ 重 整 ” 是 指 烃 类 分 子 重 新 排 列 成 新 的 分 子 结 构 。 在 有 催化 剂 作 用 的 条 件 下 对 石 脑 油 （ 汽 油 馏 分 ） 进 行 重 整 叫 作 “ 催化 重 整 ” 。 重 整 基 本 不 改 变 碳 原 子 数 。 如 ： C R C C C C R C C C 环 己 烷 脱 氢 苯 + H 2 38 1.环 烷 脱 氢 反 应 -希 望 发 生 的 反 应 R R + 3H2 ， 强 吸 热 反 应 ， 低 压 对 反 应 有 利2.环 烷 烃 和 烷 烃 的 异 构 化 -希 望 发 生 的 反 应 R R C R C C C C R C C C， 压 力 对 反 应 影 响 不 大 重 整 反 应 器 中 主 要 发 生 下 例 6类 化 学 反 应 39 烷 烃 的 脱 氢 环 化 反 应 -希 望 发 生 的 反 应 R + H 2 R-C-C-C-C R” + H 2 40 加 氢 裂 化 反 应 -不 希 望 发 生 的 反 应 C C R C C H 2 RH C C C H 41 脱 甲 基 反 应 -副 反 应 ， 不 希 望 发 生 的 反 应R C C C C H 2 R C C CH CH 4 R C + H 2 RH + CH 4 42 芳 烃 的 脱 烷 基 化 反 应 R + H 2 R + R” 43 44 催 化 重 整 的 反 应 热 重 整 的 反 应 为 强 吸 热 反 应 ， 反 应 热 很 大 ， 根 据 原 料 和 反 应 苛刻 度 不 同 ， 一 般 半 再 生 重 整 反 应 器 的 总 温 降 为 150200OC，连 续 重 整 反 应 器 的 总 温 降 为 170240OC。 重 整 催 化 剂 的 有 效 反 应 温 度 一 般 在 440OC以 上 ， 为 发 挥 催 化剂 的 作 用 ， 采 用 多 段 反 应 ， 根 据 原 料 及 要 求 的 反 应 苛 刻 度 不同 ， 一 般 采 用 34段 ， 即 34个 反 应 器 及 加 热 炉 。 45 催 化 重 整 的 反 应 条 件 的 选 择 催 化 重 整 的 反 应 条 件 的 选 择 与 原 料 性 质 、 产 品 质 量 要 求 有 关 重 整 的 苛 刻 度 一 般 都 以 重 整 生 成 油 的 辛 烷 值 （ RONC） 来 衡 量 ，反 应 的 苛 刻 度 越 高 ， 也 就 是 要 求 重 整 生 成 油 的 辛 烷 值 （ RONC）越 高 ， 反 应 条 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 过 97 连 续 重 整 苛 刻 度 即 重 整 生 成 油 的 辛 烷 值 RONC一 般 为 100 106 生 产 芳 烃 一 般 RONC要 求 的 高 些 重 整 苛 刻 度 越 高 ， 要 求 反 应 压 力 越 低 、 氢 油 比 越 高 、 空 速 越 低 、反 应 温 度 越 高 46 催 化 重 整 的 反 应 参 数 的 影 响 反 应 压 力 低 压 有 利 于 脱 氢 生 成 芳 烃 的 反 应 ， 因 此 ， 反 应 压 力 低 对 重 整 反 应 有 利 ， 但 压 力 低 使催 化 剂 生 焦 速 率 快 ， 催 化 剂 失 活 速 率 快 半 再 生 重 整 因 催 化 剂 不 能 随 时 再 生 采 用 比 较 高 的 反 应 压 力 连 续 重 整 因 催 化 剂 能 连 续 再 生 采 用 比 较 低 的 反 应 压 力 氢 油 比 低 氢 油 比 有 利 于 脱 氢 生 成 芳 烃 的 反 应 ， 因 此 ， 氢 油 比 低 对 重 整 反 应 有 利 ， 但 低 氢 油比 使 催 化 剂 生 焦 速 率 快 ， 催 化 剂 失 活 速 率 快 半 再 生 重 整 因 催 化 剂 不 能 随 时 再 生 采 用 比 较 高 的 氢 油 比 连 续 重 整 因 催 化 剂 能 连 续 再 生 采 用 比 较 低 的 氢 油 比 反 应 温 度 在 一 定 范 围 内 温 度 高 对 重 整 反 应 有 利 ， 但 高 的 反 应 温 度 使 催 化 剂 生 焦 速 率 快 ， 催 化剂 失 活 速 率 快 ， 因 此 ： 半 再 生 重 整 因 催 化 剂 不 能 随 时 再 生 采 用 比 较 低 的 反 应 温 度 连 续 重 整 因 催 化 剂 能 连 续 再 生 采 用 比 较 高 的 反 应 温 度 催 化 剂 空 速 低 空 速 对 重 整 反 应 有 利 ， 但 空 速 的 选 择 应 与 氢 油 比 结 合 起 来 考 虑 ， 低 空 速 可 以 选 择低 氢 油 比 ； 反 之 ， 提 高 空 速 就 需 要 大 的 氢 油 比 空 速 的 选 择 还 与 原 料 性 质 及 目 的 产 品 有 关 ， 一 般 生 产 芳 烃 比 生 产 汽 油 的 空 速 要 低 些 47 48 重 整 催 化 剂主 要 由 活 性 组 分 铂 、 助 催 化 剂 （ 如 铼 和 锡 ） 和 担 体 （ 如 Al2O3） 所 组 成 。 主 要组 分 是 铂 等 金 属 、 卤 素 和 氧 化 铝 。是 一 种 双 功 能 催 化 剂 ， 其 中 的 铂 构 成 脱 氢 活 性 中 心 ， 促 进 脱 氢 、 加 氢 反 应 ；而 含 有 少 量 卤 素 氯 的 氧 化 铝 担 体 具 有 一 定 酸 性 ， 从 而 提 供 了 酸 性 功 能 ， 促 进 裂化 、 异 构 化 等 反 应 。半 再 生 重 整 使 用 铂 铼 催 化 剂 稳 定 性 好 、 活 性 和 选 择 性 低 于 铂 锡 催 化 剂连 续 重 整 使 用 铂 锡 催 化 剂 活 性 和 选 择 性 好 、 稳 定 性 低 于 铂 铼 催 化 剂 重 整 催 化 剂 十 分 昂 贵 ， 每 吨 100-200万 元 ， 一 套 100万 吨 /年 的 连 续 重 整 的 催 化剂 费 用 要 超 过 1亿 万 元 。 49 催 化 重 整 能 耗重 整 工 艺 相 对 比 较 复 杂 ， 流 程 长 ， 产 品 接 近 化 工 级高 温 反 应 过 程 ， 反 应 吸 热 量 大 ， 所 需 的 反 应 加 热 炉 多能 耗 大 ， 80-110万 大 卡 /吨 重 整 进 料 50 催 化 重 整 按 类 型 可 分 为 两 种 ：半 再 生 （ 固 定 床 反 应 器 ）连 续 重 整 （ 移 动 床 反 应 器 ） 51 半 再 生 重 整 工 艺 特 点 工 艺 流 程 简 单 ， 投 资 少 固 定 床 反 应 器 反 应 压 力 和 氢 油 比 较 高 停 工 后 对 催 化 剂 进 行 再 生 产 品 辛 烷 值 、 反 应 产 物 液 体 收 率 、 氢 气 产 率 较 连 续 重 整 低 随 着 操 作 周 期 的 延 长 ， 催 化 剂 活 性 因 结 焦 逐 渐 减 弱 ， 重 整 产 物 C+5液 体 收 率 及 氢 气 产 率 也 将 逐 渐 降 低 ， 需 逐 步 提 高 反 应 温 度 直 至 停工 对 催 化 剂 进 行 再 生 52 连 续 重 整 重 整 工 艺 特 点 采 用 移 动 床 反 应 器 设 置 一 套 催 化 剂 连 续 再 生 系 统 ， 在 不 停 工 条 件 下 对 催 化剂 进 行 连 续 再 生 ， 保 持 催 化 剂 活 性 稳 定 工 艺 流 程 较 为 复 杂 ， 相 应 投 资 也 高 反 应 在 低 压 、 低 氢 油 比 的 苛 刻 条 件 下 操 作 ， 充 分 发 挥 催化 剂 的 活 性 及 选 择 性 产 品 的 辛 烷 值 高 、 产 物 的 C+5液 体 收 率 及 氢 气 产 率 都 较 高 装 置 开 工 周 期 长 ， 操 作 灵 活 性 大 53 催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 54 半 再 生 与 连 续 重 整 比 较半 再 生 与 连 续 重 整 比 较5 产率差值, 体% 平 均 反 应 压 力 , MPaPt-Sn催 化 剂 产 率Pt-Re催 化 剂 产 率00.35 0.70 1.05 1.40 1.75 2.10半 再 生 重 整连 续 重 整 10 催 化 剂 优 势连 续 重 整3.催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 55 连 续 重 整 与 半 再 生 重 整 相 比 ：C5+产 品 液 体 收 率 增 加 约 2.0%(重 )氢 气 产 率 增 加 1.11%(重 )， 而 且 氢 气 纯 度 也较 高芳 烃 产 率 增 加 约 12%(重 )。 56 重 整 工 艺 技 术 的 选 择 原 则 ： 规 模 大 ， 原 料 差 ， 对 产 品 的 苛 刻 度 要 求 越 高 ， 对氢 气 的 需 求 量 大 ， 应 选 择 连 续 重 整 反 之 ， 则 应 选 择 半 再 生 半 再 生 的 产 品 辛 烷 值 一 般 不 宜 超 过 97（ RON） ， 连续 重 整 可 以 超 过 100（ RON） ， 最 高 可 以 到 106（ RON） 催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 57 典 型 的 半 再 生 重 整 装 置 共 有 工 艺 设 备 约 125 台 套序 号 项 目 预 处 理 部 分 重 整 部 分 合 计1 反 应 器 1 4 52 塔 2 1 33 加 热 炉 3 5 84 容 器 及 贮 罐 9 14 235 换 热 器 12 8 20 6 空 冷 器 4 4 87 泵 17 13 308 压 缩 机 2 3 59 废 热 锅 炉 1套 111 其 他 9 13 22 合 计 59 66 125 催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 58 典 型 的 连 续 重 整 装 置 共 有 工 艺 设 备 约 250台 套 ，主 要 设 备 分 类 如 下 ： 塔 3台 反 应 器 及 再 生 器 6台 加 热 炉 7台 冷 换 设 备 60台 电 加 热 器 4台 容 器 37台 压 缩 机 4台 风 机 4台 泵 36台 氨 冷 冻 系 统 1套 重 整 废 热 锅 炉 系 统 1套 加 热 炉 余 热 回 收 系 统 工 程 1套催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 59 重 整 装 置 的 工 艺 流 程催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点半 再 生 重 整 装 置 工 艺 流 程 包 括 下 列 三 部 分 ： 原 料 预 处 理 重 整 反 应 重 整 产 物 分 离连 续 重 整 装 置 工 艺 流 程 包 括 下 列 四 部 分 ： 原 料 预 处 理 重 整 反 应 重 整 产 物 分 离 催 化 剂 连 续 再 生 60 重 整 装 置 的 工 艺 流 程3.催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点原 料 预 处 理 部 分（ 分 馏 、 加 氢 、 汽 提 ） 重 整 反 应 部 分 产 物 分 离 部 分石 脑 油 精 制 石 脑 油 催 化 剂 连 续 再 生 部 分连 续 重 整 设 置 此 部 分反 应 产 物 含 氢 气 体燃 料 气液 化 气汽 油待生催化剂 再生催化剂 61 催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点典 型 的 半 再 生 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 62 3.催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点典 型 的 半 再 生 重 整 装 置 3.催 化 重 整 工 艺 类 型 及 技 术 特 点 CFE SEP STABCCR RRRR 反 应 进 料H H H H反 应 器 增 压 机 UOP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 汽 油液 化 气氢 气反 应 加 热 炉再 生 器 循 环 氢 压 缩 机进 料 换 热 器 64 世 界 有 两 种 工 业 化 连 续 重 整 技 术 美 国 环 球 油 品 公 司 （ UOP） 反 应 器 布 置 采 用 重 叠 式 再 生 回 路 流 程 采 用 热 循 环 法 国 石 油 研 究 院 （ Axens） 反 应 器 布 置 采 用 并 列 式 再 生 回 路 流 程 采 用 冷 循 环 连 续 重 整 工 艺 技 术 65 UOP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 -重 整 反 应 部 分 部 分 连 续 重 整 工 艺 技 术 66 UOP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 -cyclemax催 化 剂 连 续 再 生 流 程连 续 重 整 工 艺 技 术 67 IFP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 -反 再 部 分 连 续 重 整 工 艺 技 术 68 IFP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 Regen B 再 生 流 程 连 续 重 整 工 艺 技 术 69 IFP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 Regen C 再 生 流 程 连 续 重 整 工 艺 技 术 70 IFP连 续 重 整 装 置 的 工 艺 流 程 最 新 的 Regen C2再 生 流 程 连 续 重 整 工 艺 技 术 71 连 续 重 整 装 置 工 艺 流 程 -产 品 分 离4 连 续 重 整 工 艺 技 术 72 采 用 UOP工 艺 的 连 续 重 整 装 置 4 连 续 重 整 工 艺 技 术 73 74 采 用 IFP工 艺 的 连 续 重 整 装 置 连 续 重 整 工 艺 技 术 75 连 续 重 整 工 艺 技 术SEI的 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 技 术 76 4 连 续 重 整 工 艺 技 术 我 国 目 前 现 有 的 连 续 重 整 装 置 都 采 用 国 外 的 连 续 重 整 专 利技 术 ， 实 现 连 续 重 整 工 艺 技 术 的 国 产 化 ， 拥 有 我 国 自 己 的 连 续重 整 专 利 技 术 一 直 是 我 们 多 年 来 的 奋 斗 目 标 。 经 过 多 年 的 努 力 ，在 有 关 单 位 的 密 切 配 合 下 ， 在 1987年 开 发 出 了 我 们 自 己 的 连 续重 整 工 艺 技 术 “逆 流 移 动 床 重 整 工 艺 技 术 ” 。 77 4 连 续 重 整 工 艺 技 术 现 有 连 续 重 整 工 艺 情 况 催 化 重 整 反 应 特 点 现 有 连 续 重 整 工 艺 的 缺 点 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 的 优 点 开 发 该 项 工 艺 的 关 键 课 题 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 为 我 国 自 行 开 发 的 技 术 UOP采 用 重 叠 式 反 应 器 ， 催 化 剂 与 反 应 物 料 的 流 动 方 向 一 致 ， 都 是 从 第 一 反 应 器 到 最 末 反 应器 ， 为 “ 顺 流 ” 式 反 应 进 料 一 反 二 反 三 反 再 生 器 反 应 产 物 四 反 IFP采 用 并 列 式 反 应 器 ， 催 化 剂 与 反 应 物 料 的 流 动 方 向 一 致 ， 都 是 从 第 一 反 应 器 到 最 末 反 器 ，为 “ 顺 流 ” 式 一 反 二 反 三 反 四 反 反 应 进 料 反 应 产 物催 化 剂 从 再 生 器 催 化 剂 至 再 生 器 79 催 化 重 整 反 应 特 点 主 要 有 六 种 化 学 反 应 环 烷 脱 氢 反 应 C6和 C7相 对 反 应 速 率 为 100和 120 烷 烃 和 环 烷 烃 的 异 构 化 反 应 C6和 C7相 对 反 应 速 率 为 10和 13 烷 烃 的 脱 氢 环 化 反 应 C6和 C7相 对 反 应 速 率 为 1 和 4 加 氢 裂 化 反 应 C6和 C7相 对 反 应 速 率 为 3和 4 脱 甲 基 反 应 C6和 C7相 对 反 应 速 率 为 5和 3 芳 烃 的 脱 烷 基 化 反 应 难 重 整 主 要 反 应 有 难 有 易 ， 由 易 到 难 的 顺 序 为 ： 脱 氢 异 构 化 加 氢 裂 化 和 脱 氢 环 化 容 易 的 反 应 在 前 面 反 应 器 中 进 行 ， 而 相 对 较 难 的 反 应 在 后 面 的 反 应 器 中 进 行 一 反 二 反 末 反反 应 进 行 的 难 易 程 度 易 难 连 续 重 整 工 艺 技 术 80 现 有 连 续 重 整 工 艺 的 缺 点催 化 剂 活 性 状 态 与 反 应 难 易 程 度 不 相 配 一 反 二 反 .末 反 反 应 物 料 流 动 方 向 催 化 剂 循 环 流 动 方 向 反 应 器 中 催 化 剂 上 积 碳 量 低 高 反 应 器 中 催 化 剂 活 性 状 态 高 低 反 应 器 中 反 应 难 易 程 度 易 难 前 面 的 反 应 器 中 进 行 的 反 应 容 易 ， 但 催 化 剂 的 活 性 高 ； 后 面 的 反 应 器 中 进 行 的反 应 难 ， 而 催 化 剂 的 活 性 却 低 ， 因 此 ， 催 化 剂 的 活 性 不 能 得 以 充 分 发 挥连 续 重 整 工 艺 技 术 81 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 的 原 理 及 优 点 改 变 催 化 剂 在 并 列 反 应 器 之 间 的 输 送 循 环 方 向 ， 催 化 剂 流 动 方 向 与 反 应 物 料 流 动 方 向 相 反 ， 即 “ 逆 反应 物 流 ” 移 动 一 反 二 反 三 反 四 反 反 应 进 料 反 应 产 物 待 生 催 化 剂 再 生 催 化 剂 反 应 难 易 程 度 与 催 化 剂 活 性 状 态 对 应 情 况 一 反 二 反 末 反 反 应 物 料 流 动 方 向 催 化 剂 循 环 输 送 方 向 反 应 器 中 催 化 剂 上 积 碳 量 高 低 反 应 器 中 催 化 剂 活 性 状 态 低 高 反 应 器 中 进 行 反 应 的 难 易 程 度 易 难 相 对 反 应 速 率 高 的 反 应 也 即 容 易 进 行 的 反 应 在 前 面 的 有 低 活 性 的 催 化 剂 的 反 应 器 中 进 行 ； 难 进 行 的 反 应在 后 面 的 有 高 活 性 的 催 化 剂 的 反 应 器 中 进 行 ； 因 此 ， 克 服 了 现 有 连 续 重 整 在 这 方 面 的 弊 病 连 续 重 整 工 艺 技 术 82 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 流 程 连 续 重 整 工 艺 技 术 83 连 续 重 整 工 艺 技 术SEI的 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 流 程 84 A装 置 B装 置 C装 置操 作 条 件 单 位 顺 流 操 作 逆 流 操 作 顺 流 操 作 逆 流 操 作 顺 流 操 作 逆 流 操 作进 料 组 成 P/N/A 59/29/12 59/29/12 54/38/8 54/38/8 66/33/11 66/33/11进 料 量 万 吨 /年 60 60 60 60 60 60辛 烷 值 RONC 102 102 102 102 102 102重 量 空 速 2.2 2.2 1.92 1.92 2.2 2.2H2/HC MOL/MOL 2.2 2.25 2.6 2.63 2 2.02一 反 人 口 温 度 DEG.C 520 523 527 528.3 512 513二 反 人 口 温 度 DEG.C 520 523 527 528.3 512 513三 反 人 口 温 度 DEG.C 520 523 527 528.3 512 513四 反 人 口 温 度 DEG.C 520 523 527 528.3 512 513总 温 降 DEG.C 270 283 7 289 297 2 305 312 7一 反 温 降 DEG.C 120 107 6 141 136 6 125 118 1二 反 温 降 DEG.C 66 54 1 68 61 5 79 75 2三 反 温 降 DEG.C 49 71 6 45 58 9 58 68 5 四 反 温 降 DEG.C 35 50 4 35 40 2 43 50 9H2产 率 WT% FD 3.6 3.77 3.81 3.9 3.56 3.64C5+液 收 WT% FD 90.16 91.15 88.7 89.32 89.61 90.38芳 烃 收 率 WT% FD 76.2 77.17 77.33 77.86 77.91 77.98循 环 氢 纯 度 MOL% FD 87.3 89.06 87 87.97 87.3 88.49催 化 剂 含 碳 量 WT% 5 2.773 5 3.096 5 3.679WAIT DEG.C520 523 527 528.3 512 513WABT DEG.C477.3 473.5 479.3 478.2 463 460.4 “逆 流 ” 与 “ 顺 流 ” 工 艺 计 算 对 比 连 续 重 整 工 艺 技 术 85 “ 进 入 四 反 的 催 化 剂 不 含 碳 ， 活 性 最 高 ， 在 相 同 的 反 应 苛 刻 度 条 件 下 （ 反 应 产 物 达 到 相 同 的 RON值 ） ， 与 “ 顺 流 ” 移 动 床 重 整 相 比 ， 四 反 平 均 反 应 温 度 下 降 2 5C， 四 个 重 整 反 应 器 的 床 层加 权 平 均 温 度 （ WABT） 降 低 1 4C。 加 氢 裂 化 反 应 主 要 发 生 在 第 四 重 整 反 应 器 中 ， 催 化 剂 上 的 积 碳 主 要 是 该 反 应 产 生 的 ， 故 重 整 反 应 器中 四 反 的 催 化 剂 积 碳 量 最 多 。 平 均 反 应 温 度 越 高 ， 积 碳 量 越 多 。 因 在 相 同 的 反 应 苛 刻 度 条 件 下 “ 逆流 ” 移 动 床 重 整 比 “ 顺 流 ” 移 动 床 重 整 四 反 平 均 反 应 温 度 下 降 ， 所 以 催 化 剂 上 的 平 均 积 碳 率 下 降 ，降 低 25%40%。 因 平 均 反 应 温 度 尤 其 是 四 反 平 均 反 应 温 度 降 低 ， 在 相 同 的 反 应 苛 刻 度 条 件 下 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整与 “ 顺 流 ” 移 动 床 重 整 相 比 四 反 中 发 生 的 加 氢 裂 化 反 应 减 少 ， 所 以 C5 液 收 增 加 ， 增 加 0.7%1.1%。 因 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 比 “ 顺 流 ” 移 动 床 重 整 的 催 化 剂 平 均 活 性 高 ， 所 以 芳 烃 及 氢 产 率 高 ， 分别 增 加 0.1%1.27%及 2.1%4.7%。 因 加 氢 裂 化 反 应 减 少 ， 裂 介 产 物 减 少 ， 所 以 产 氢 及 循 环 氢 纯 度 提 高 ， 循 环 氢 纯 度 可 提 高 1 2个 单 位 。 对 比 计 算 中 ， “ 逆 流 ” 和 “ 顺 流 ” 工 况 采 用 相 同 的 空 速 和 相 同 的 催 化 剂 填 装 比 ， 即 “ 逆 流 ”工 况 没 有 优 化 。 如 果 优 化 了 “ 逆 流 ” 的 反 应 条 件 （ 如 催 化 剂 填 装 比 等 ， 则 可 降 低 催 化 剂 填 装 量 或进 一 步 提 高 液 体 收 率 ， 提 高 效 益 。 工 艺 计 算 对 比 连 续 重 整 工 艺 技 术 86 试 验 结 果 在 相 同 的 反 应 条 件 下 H2产 率 增 加 ， 四 组 试 验 平 均 增 加 3% C5+液 收 略 有 增 加 ， 但 不 明 显 重 整 生 成 油 中 C4-组 分 减 少 ， C6+组 分 增 加 结 论 ： 经 初 步 试 验 “ 逆 流 ” 工 艺 优 于 “ 顺 流 ” 工 艺 连 续 重 整 工 艺 技 术 87 关 键 课 题 的 解 决 反 应 条 件 的 优 化 石 科 院 进 行 优 化 条 件 的 试 验 ， 并 已 取 得 了 初 步 结 果 在 反 应 器 间 催 化 剂 由 低 压 向 高 压 的 输 送 经 我 院 与 清 华 大 学 合 作 研 究 ， 取 得 了 结 果 ， 采 用 高 料 位 罐 的 形 式 是 可 行的 更 新 催 化 剂 再 生 技 术 与 石 油 大 学 共 同 合 作 开 发 ， 完 成 了 再 生 动 力 学 与 气 固 流 动 的 研 究 ， 提 出了 新 型 再 生 器 结 构连 续 重 整 工 艺 技 术 88 “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 不 同 于 现 有 的 连 续 重整 ， 为 我 国 独 有 的 专 利 技 术 ， 该 工 艺 技 术 获 得 了 专利 （ 98117972.X） “ 逆 流 ” 移 动 床 重 整 工 艺 为 我 国 自 行 开 发 的 具 有自 主 知 识 产 权 的 技 术 连 续 重 整 工 艺 技 术 893.催 化 重 整 的 专 用 设 备 90 3.1 重 整 反 应 器 3.催 化 重 整 的 专 用 设 备 91 重 整 反 应 器 有 两 种 基 本 型 式 ： 轴 向 反 应 器 物 料 自 上 而 下 轴 向 流 动 ， 反 应 器 内 部 是 一 个 空 筒 ， 结 构 比 较简 单 ； 径 向 反 应 器 物 料 进 反 应 器 后 分 布 到 四 周 分 气 管 内 ， 然 后 径 向 流 过 催 化 剂层 ， 从 中 心 管 流 出 ， 反 应 器 内 需 要 设 置 分 气 管 、 中 心 管 、帽 罩 等 内 部 构 件 ， 构 造 比 较 复 杂 。3.催 化 重 整 的 专 用 设 备 92 径 向 反 应 器 的 结 构3.催 化 重 整 的 专 用 设