催化重整催化重整1一、原料及产品一、原料及产品uu原料：石脑油，又称粗汽油。由原油蒸馏或二次加工汽油如焦化汽油、催原料：石脑油，又称粗汽油。由原油蒸馏或二次加工汽油如焦化汽油、催化裂化汽油切取相应馏分而得。化裂化汽油切取相应馏分而得。1 1 如果催化重整的产品为芳烃（简称如果催化重整的产品为芳烃（简称BTXBTX），则采用），则采用70-14570-145馏分，称为轻石馏分，称为轻石脑油。脑油。2 2 如果产品为高辛烷值汽油，则采用如果产品为高辛烷值汽油，则采用70-18070-180馏分，称为重石脑油。馏分，称为重石脑油。uu产品：产品：1 1 催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组分，发达国家占车用汽油的催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组分，发达国家占车用汽油的252530%30%2 BTX2 BTX是基本化工原料，全世界有一半以上的是基本化工原料，全世界有一半以上的BTXBTX来自催化重整来自催化重整3 3 氢气是炼厂加氢过程的重要原料，重整副产氢气是比较廉价的氢气来源氢气是炼厂加氢过程的重要原料，重整副产氢气是比较廉价的氢气来源PS:PS:由于石脑油市场价格远低于车用无铅汽油，使用石脑油和石化助剂调配车用由于石脑油市场价格远低于车用无铅汽油，使用石脑油和石化助剂调配车用无铅汽油已成为民营石化企业增加成品油利润的重要方式。调配出来的高无铅汽油已成为民营石化企业增加成品油利润的重要方式。调配出来的高标号汽油，长期使用会严重损坏车辆发动机。标号汽油，长期使用会严重损坏车辆发动机。2二、工艺流程二、工艺流程 一套完整的重整工业装置大都包括原料预处理和催化重整两部分。以一套完整的重整工业装置大都包括原料预处理和催化重整两部分。以生产芳烃为目的的重整装置还包括芳烃抽提和芳烃精馏两部分。生产芳烃为目的的重整装置还包括芳烃抽提和芳烃精馏两部分。uu生产高辛烷值汽油流程：生产高辛烷值汽油流程：原料预处理原料预处理重整反应重整反应3uu生产芳烃流程：生产芳烃流程：原料预处理原料预处理重整反应重整反应芳烃抽提芳烃抽提 芳烃精馏（分离）芳烃精馏（分离）41 1、原料预处理、原料预处理 为了满足对重整原料的要求，必须对重整原料油进行预处理。为了满足对重整原料的要求，必须对重整原料油进行预处理。n n预处理包括：预处理包括：预分馏、预加氢、预脱砷三部分预分馏、预加氢、预脱砷三部分。n n目的：将原料切割成适合重整要求的馏程范围和脱去对催化剂有害的目的：将原料切割成适合重整要求的馏程范围和脱去对催化剂有害的杂质。杂质。51.1 1.1 预分馏预分馏 目的：目的：根据重整装置产品要求，切割成一定馏程的馏分作为原料根据重整装置产品要求，切割成一定馏程的馏分作为原料。 原料油经过精馏以切除其轻组分原料油经过精馏以切除其轻组分( (拔头油拔头油) )。生产芳烃时，一般只切。生产芳烃时，一般只切6060馏分；而生产高辛烷值汽油时，切馏分；而生产高辛烷值汽油时，切9090的馏分。同时脱除原的馏分。同时脱除原料油中的部分水分，为重整准备符合馏分要求的原料。料油中的部分水分，为重整准备符合馏分要求的原料。 1.2 1.2 预加氢预加氢 目的：目的：脱除原料油中的杂质脱除原料油中的杂质。 将预分馏所得的原料，在催化剂和氢压的条件下，烯烃被饱和，硫将预分馏所得的原料，在催化剂和氢压的条件下，烯烃被饱和，硫化物、氮化物、氧化物等转变成易于除掉的气体、硫化氢、氨和水；化物、氮化物、氧化物等转变成易于除掉的气体、硫化氢、氨和水；原料中的砷、铅、铜、汞、铁等金属毒物被催化剂吸附除掉，满足重原料中的砷、铅、铜、汞、铁等金属毒物被催化剂吸附除掉，满足重整催化剂对原料油中杂质含量的严格要求。整催化剂对原料油中杂质含量的严格要求。 通常原料油含砷量在通常原料油含砷量在100200ppb100200ppb时，经预加氢后砷含量可降至时，经预加氢后砷含量可降至12ppb12ppb以下。以下。若含砷量过高，则必须先经过预脱砷若含砷量过高，则必须先经过预脱砷。61.3 1.3 预脱砷预脱砷 目的：砷能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入重整反应器目的：砷能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入重整反应器的原料油中砷含量不得高于的原料油中砷含量不得高于1ppb1ppb。1 1）加氢法）加氢法 加氢法是采用加氢预脱砷反应器与预加氢精制反应器串联，两个反加氢法是采用加氢预脱砷反应器与预加氢精制反应器串联，两个反应器的反应温度、压力及氢油比基本相同。预脱砷所用的催化剂是四应器的反应温度、压力及氢油比基本相同。预脱砷所用的催化剂是四钼酸镍加氢精制催化剂。在一定条件下，可将原料油中的砷由钼酸镍加氢精制催化剂。在一定条件下，可将原料油中的砷由1000ppb1000ppb脱至小于脱至小于1ppb1ppb2 2）吸附法）吸附法 吸附法是采用吸附剂将原料油中的砷化合物吸附在脱砷剂上而被脱吸附法是采用吸附剂将原料油中的砷化合物吸附在脱砷剂上而被脱除。常用的脱砷剂是浸渍有除。常用的脱砷剂是浸渍有5 51010硫酸铜的硅铝小球。硫酸铜的硅铝小球。3 3）氧化法）氧化法 氧化法是采用氧化剂与原料油混合在反应器中进行氧化反应，砷化氧化法是采用氧化剂与原料油混合在反应器中进行氧化反应，砷化合合 物被氧化后经蒸馏或水洗除去。常用的氧化剂是过氧化氢异丙苯，物被氧化后经蒸馏或水洗除去。常用的氧化剂是过氧化氢异丙苯，也有用高锰酸钾的。也有用高锰酸钾的。72 2、催化重整、催化重整 将预处理后的精制油采用多金属将预处理后的精制油采用多金属( (铂铼、铂铂铼、铂铱、铂锡铱、铂锡) )催化剂在一定的温度、压力条件下，将催化剂在一定的温度、压力条件下，将原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构化、异构化等主要反应，以增产芳烃或提高汽油化、异构化等主要反应，以增产芳烃或提高汽油辛烷值为目的。辛烷值为目的。 工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分为两大类：为两大类：固定床反应器半再生式固定床反应器半再生式工艺流程和工艺流程和移移动床反应器连续再生式动床反应器连续再生式工艺流程。工艺流程。82.1 2.1 固定床半再生式工艺流程固定床半再生式工艺流程 固定床半再生式重整的特点是固定床半再生式重整的特点是当催化剂运转一定时期后，活性下降而不当催化剂运转一定时期后，活性下降而不能继续使用时，需就地停工再生能继续使用时，需就地停工再生( (或换用异地再生好的或新鲜的催化剂或换用异地再生好的或新鲜的催化剂) )，再，再生后更新开工运转，因此称为半再生式重整过程生后更新开工运转，因此称为半再生式重整过程。 重整反应是强吸热反应，反应时温度下降，因此为得到较高的重整平衡重整反应是强吸热反应，反应时温度下降，因此为得到较高的重整平衡转化率和保持较快的反应速度，就必须维持合适的反应温度，这就需要在反转化率和保持较快的反应速度，就必须维持合适的反应温度，这就需要在反应过程中不断地补充热量。为此，半再生式装置的固定床重整反应器一般由应过程中不断地补充热量。为此，半再生式装置的固定床重整反应器一般由三至四个绝热式反应器串联，反应器之间有加热炉加热到所需的反应温度。三至四个绝热式反应器串联，反应器之间有加热炉加热到所需的反应温度。每半年至一年停止进油，全部催化剂就地再生一次。每半年至一年停止进油，全部催化剂就地再生一次。92.2 2.2 移动床连续再生式工艺流程移动床连续再生式工艺流程 主要特征是主要特征是设有专门的再生器，反应器和再生器都是采用移动床反应器，设有专门的再生器，反应器和再生器都是采用移动床反应器，催化剂在反应器和再生器之间不断地进行循环反应和再生催化剂在反应器和再生器之间不断地进行循环反应和再生，一般每，一般每3737天全部天全部催化剂再生一遍。催化剂再生一遍。 流程中有流程中有4 4个反应器，第一、二、三反应器叠在一起，催化剂由上而下依个反应器，第一、二、三反应器叠在一起，催化剂由上而下依次通过，然后提升至再生器再生。第四反应器因积碳很多，单独并列。由第次通过，然后提升至再生器再生。第四反应器因积碳很多，单独并列。由第三反应器来的油气经中间加热炉加热后进入第四反应器。为减小床层压降，三反应器来的油气经中间加热炉加热后进入第四反应器。为减小床层压降，采用径向反应器。采用径向反应器。102.3 2.3 催化重整反应器催化重整反应器 重整反应器是催化重整装置的关键设备，按物料在反应器的重整反应器是催化重整装置的关键设备，按物料在反应器的流向可分为流向可分为轴向轴向和和径向径向两种结构形式。两种结构形式。两种结构的反应器主要区别是：轴向反应器催化剂床层厚，物料通过后床层压降较大；径向反应器催化剂床层薄，物料通过后床层压降小113 3、芳烃抽提（生产芳烃）、芳烃抽提（生产芳烃） 以生产芳烃产品为目的时，由于重整产物是芳烃和非芳烃的混合物，必以生产芳烃产品为目的时，由于重整产物是芳烃和非芳烃的混合物，必须设法将芳烃从混合物中分离出来。但是，混合物中芳烃和其他烃类的沸点须设法将芳烃从混合物中分离出来。但是，混合物中芳烃和其他烃类的沸点很接近，很难用精馏的方法分离。目前仍然采用溶剂抽提法从重整产物中分很接近，很难用精馏的方法分离。目前仍然采用溶剂抽提法从重整产物中分离芳烃。离芳烃。基本原理：基本原理：(1)(1)抽提：抽提：利用芳烃与非芳烃在溶剂中溶解度的差异，将两者分离利用芳烃与非芳烃在溶剂中溶解度的差异，将两者分离; ;(2)(2)汽提：汽提：然后根据芳烃与溶剂的沸点差，将芳烃从溶剂中分离出来然后根据芳烃与溶剂的沸点差，将芳烃从溶剂中分离出来，从而得到，从而得到高纯度的混合芳烃高纯度的混合芳烃124 4、芳烃精馏（生产芳烃）、芳烃精馏（生产芳烃） 芳烃精馏是将混合芳烃分离为苯、甲苯、二甲苯等单体芳烃的过芳烃精馏是将混合芳烃分离为苯、甲苯、二甲苯等单体芳烃的过程。程。 根据芳烃中各组分的沸点不同，利用汽液两相多次接触，多次汽根据芳烃中各组分的沸点不同，利用汽液两相多次接触，多次汽化、多次冷凝进行传质传热，将各组分加以分离。化、多次冷凝进行传质传热，将各组分加以分离。13