催化重整工藝與工程.ppt

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1、1 催化重整工藝與工程 中國(guó)石化 2 1. 目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 2. 催化重整工藝概況 3. 催化重整工藝類(lèi)型及技術(shù)特點(diǎn) 4. 催化重整裝置的工藝流程 5. 催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 6. 重整裝置能耗分析 7. 降低重整能耗的措施 8. 流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 9. 安全設(shè)施設(shè)置的考慮 10. 裝置的擴(kuò)能改造 11. 投資及成本分析 目錄 3 “催化重整 ” 是以石腦油（ 直餾和各類(lèi)加氫石腦油 ） 為原料，在催化劑的存在下，生產(chǎn)富含芳烴的高 辛烷值汽油組分，并副產(chǎn)含氫氣體等產(chǎn)品的工藝 4 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 5 1965年我國(guó)在大慶建成投產(chǎn)了第一套 10萬(wàn)噸 /年的工業(yè)化 催化重整裝

2、置 經(jīng)過(guò) 40年的發(fā)展 ， 到 2005年 3月共建成投產(chǎn)催化重整裝置 65套 總加工能力 2190萬(wàn)噸 /年 ， 約占原油總加工能力的 10%左右 連續(xù)重整裝置 18套 ， 加工能力為 1190萬(wàn)噸 /年 半再生重整裝置 47套 ， 加工能力為 1000萬(wàn)噸 /年 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 6 建設(shè)投 產(chǎn)年代 建設(shè)裝置套數(shù)，套 處理量，萬(wàn)噸 /年 原設(shè)計(jì) /改造增 加 萬(wàn)噸 /年 半再生 連續(xù)重 整 合計(jì) 半再生 連續(xù)重 整 合計(jì) 60 4 - 4 55 - 55 40/15 70 9 - 9 160 - 160 117/45 80 7 1 8 110 60 170 139/35 90 19

3、 11 30 450 730 1180 1050/131 2000 8 6 14 225 400 625 至 2005年 3月 合計(jì) 47 18 65 1000 1190 2190 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 7 90年代以前的 25年 ， 建成投產(chǎn)了 21套催化重整裝置 ， 其中只有一套連續(xù)重整裝置 90年代以后的 15年間共建成投產(chǎn)了 44套催化重整裝置 ， 占全部投產(chǎn)裝置總套數(shù)的 68%；而其加工能力占全部投 產(chǎn)裝置總能力的 82.4% 90年代以后的 15年就建成投產(chǎn)了 17套連續(xù)重整 ， 占全 部投產(chǎn)連續(xù)重整裝置總套數(shù)的 94.4%,占能力的 95% 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 8 已建

4、成裝置的規(guī)模分布情況 規(guī)模，萬(wàn)噸 /年 數(shù)量，套 占總套數(shù)的比例， % 15 27 41 5 20 40 24 37 45 100 12 18 5 100 2 3 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 9 裝置按目的產(chǎn)品分類(lèi) 目的產(chǎn)品為芳烴的為 23套，加工能力為 770萬(wàn)噸 /年，占總能力 的 35.1%； 目的產(chǎn)品為高辛烷值汽油組分的為 30套，加工能力為 820萬(wàn)噸 / 年，占總能力的 37.5%； 在生產(chǎn)芳烴的同時(shí)兼顧生產(chǎn)汽油的為 12套，加工能力為 600萬(wàn)噸 /年，占總能力的 27.4%。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 10 連續(xù)重整裝置占總套數(shù)的 27.7%，加工能力卻 占到了 54.3%。 1

5、8套連續(xù)重整裝置中的 5套平均反應(yīng)壓力為 0.8MPa 左右 ,其余的平均反應(yīng)壓力為 0.35MPa左右，單套裝 置的平均能力為 66萬(wàn)噸 /年； 連續(xù)重整裝置所采用的工藝技術(shù)包括了 UOP和 IFP兩 家專(zhuān)利公司的各代專(zhuān)利技術(shù)，已具有國(guó)際水平。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 11 半再生重整裝置的平均反應(yīng)壓力大多在 1.5MPa左右 單套裝置的平均能力為 21.3萬(wàn)噸 /年，平均能力偏低 大多是 80年代以后建設(shè)的，技術(shù)水平比較高 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 12 中石化集團(tuán)總公司所屬企業(yè)目前共建成投產(chǎn)催化重整裝置 29套，總 加工能力為 1236萬(wàn)噸 /年 裝置類(lèi)型 數(shù)量 加工能力 套 占全國(guó)的

6、比例， % 萬(wàn)噸 /年 占全國(guó)的比例， % 半再生 18 38.3 407 40.7 連續(xù)重整 11 61.1 829 69.7 合計(jì) 29 44.6 1236 56.4 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 13 中石化集團(tuán)總公司催化重整裝置的數(shù)量不到全國(guó)總數(shù)的一半，但 能力卻超過(guò)全國(guó)總能力的一半 連續(xù)重整裝置單套裝置的平均能力為 75萬(wàn)噸 /年 ,比全國(guó)單套平均 能力高 14% 半再生重整單套裝置的平均能力為 22.6萬(wàn)噸 /年 ,比全國(guó)單套平均 能力稍高 在已建成投產(chǎn)的催化重整裝置數(shù)量、能力、管理和操作水平還是 在催化劑生產(chǎn)、掌握的工藝技術(shù)水平等諸方面高于全國(guó)平均水平。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 1

7、4 半再生和連續(xù)重整催化劑都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，并達(dá) 到國(guó)際水平 半再生重整的工程設(shè)計(jì)全部國(guó)產(chǎn)化 連續(xù)重整僅購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)利使用權(quán)，全部工藝和工程設(shè)計(jì)實(shí) 現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并且開(kāi)發(fā)出了以 “ 逆流移動(dòng)床 ” 為代表的 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)重整專(zhuān)利技術(shù)。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 15 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距 我國(guó)催化重整近年來(lái)發(fā)展較快 、 技術(shù)水平不低 ， 但能力等差 別較大 先進(jìn)國(guó)家催化重整的加工能力已經(jīng)占原油一次加工能力的的 20 以上 。 除總加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐州和北美外等發(fā)展中國(guó)家外 ， 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(lái)源等原因 ， 現(xiàn)有的裝置普遍開(kāi)工不足 。 因此 ， 裝 置

8、的操作成本高 ， 大部分裝置的能耗都在 4000MJ/t重整進(jìn)料 以上 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 16 目前我國(guó)生產(chǎn)的車(chē)用汽油在質(zhì)量方面與世界燃料規(guī) 范及國(guó)內(nèi)車(chē)用無(wú)鉛汽油新標(biāo)準(zhǔn)相比的主要差距 烯烴含量高 硫含量高 芳烴及苯含量相對(duì)較低 其中烯烴含量差距最大 造成上述這種情況的主要原因是我國(guó)車(chē)用汽油的構(gòu) 成不合理 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 17 我國(guó)車(chē)用汽油調(diào)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(zhì)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 。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 18 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油的特點(diǎn) 辛烷值高 烯烴含量很低 芳烴含量較高 基本不含

9、硫、氮、氧等雜質(zhì) 催化重整汽油的這些特點(diǎn)正好能彌補(bǔ)目前我國(guó)車(chē)用汽油的質(zhì)量缺 點(diǎn)，是理想的可增加的調(diào)和組分。要實(shí)現(xiàn)車(chē)用汽油質(zhì)量的升級(jí)換 代，就要調(diào)整汽油構(gòu)成，減少催化裂化汽油所占比例，增加其它 汽油調(diào)和組分尤其是催化重整汽油的比例。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 19 催化重整裝置與其它生產(chǎn)高質(zhì)量汽油的工藝相比 其原料來(lái)源廣范 ， 加工量大 可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整所生產(chǎn)的汽油辛烷值的高低 是解決目前我國(guó)車(chē)用汽油質(zhì)量的最有效和最重要的手段 。 是 實(shí)現(xiàn)汽油質(zhì)量升級(jí)的主要工藝 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 20 重整產(chǎn)氫是煉廠寶貴的氫源，目前，國(guó)內(nèi)柴油產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo) 也正在逐步提高，對(duì)硫含量等限制更加嚴(yán)

10、格，所以要建設(shè)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(chǎn)的氫氣成本很高，生產(chǎn)每噸純氫近萬(wàn)元 催化重整可付產(chǎn)大量廉價(jià)的含氫氣體，重整裝置的純氫產(chǎn)率為 2.5 4.0 ,氫純度可達(dá) 90%（分子），是加氫裝置非常好的 氫源 一套規(guī)模為 60萬(wàn)噸 /年的催化重整裝置 ,采用半再生重整純氫產(chǎn) 量至少每年 1.5萬(wàn)噸，采用連續(xù)重整純氫產(chǎn)量每年約 2.4萬(wàn)噸。 可為一套 120 200萬(wàn)噸 /年的柴油加氫精制裝置提供氫氣，節(jié)省 大量的制氫原料，降低加氫裝置的操作成本 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 21 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油芳烴含量較高 ， 一般為 55 80（ 重 ） 可生產(chǎn)高純度的苯 ，

11、甲苯 ， 混合二甲苯及重芳烴等芳烴產(chǎn)品 目前市場(chǎng)上芳烴產(chǎn)品十分緊俏 ， 價(jià)格較高 我國(guó)已建成投產(chǎn)的催化重整裝置有一半是用來(lái)生產(chǎn)芳烴的 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 22 我國(guó)的催化重整應(yīng)該 /必然要大力發(fā)展： 環(huán)保要求 -北京等大城市汽車(chē)達(dá)歐 排放標(biāo)準(zhǔn) 芳烴生產(chǎn)要求 -國(guó)內(nèi) PX缺口極大 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 23 據(jù)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè) : 到 2010年我國(guó)還將建成投產(chǎn)約 10套左右的重整裝置 ， 其加工能力約為 1000萬(wàn)噸 /年 裝置規(guī)模趨于大型化 ， 基本上都為連續(xù)重整裝置 一半的生產(chǎn)能力用于高辛烷值汽油組分 ， 另一半用來(lái) 生產(chǎn)芳烴 。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 24 我國(guó)重整裝置的平均處理

12、能力偏低，處理量在 40萬(wàn)噸 /年以下 的裝置就有 44套，占總數(shù)量的 78% 這些裝置因形不成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，所以運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)效益差 對(duì)這些裝置通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造可以使其處理能力提高，其提 高的幅度可達(dá) 50 100%，而改造投資僅為相同規(guī)模裝置建設(shè)投 資的 50% 70%，并且可使其技術(shù)水平提高 對(duì)現(xiàn)有的規(guī)模較小的裝置進(jìn)行技術(shù)改造以提高其處理能力，是 提高我國(guó)重整處理能力另一個(gè)最主要和最佳的途徑。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 25 2.催化重整工藝概況 26 原料： 低辛烷值的石腦油 （ 汽油 ) 產(chǎn)品： 富含芳烴的高辛烷值汽油組分 氫氣 少量的液化氣等 生產(chǎn)目的： 高辛烷值汽油組分或芳烴 2

13、.催化重整工藝概況 27 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油的特點(diǎn) ： 辛烷值高 ， 一般為 95 106（ RONC） 烯烴含量低 ， 一般為 0.1 1.0 芳烴含量較高 ， 一般為 55 80 左右 基本不含硫 、 氮 、 氧等雜質(zhì) 重整汽油具有辛烷值高 ， 安定性好等特點(diǎn) ， 是十分 理想的車(chē)用汽油調(diào)和組分 。 2.催化重整工藝概況 28 催化重整可付產(chǎn)大量廉價(jià)的氫氣 催化重整可付產(chǎn)大量廉價(jià)的含氫氣體 ， 是加氫裝置非常 好的氫源 重整裝置的純氫產(chǎn)率為 2.5 4.0 ， 純度可達(dá) 90%以上 2.催化重整工藝概況 29 催化重整可為化工等裝置提供優(yōu)質(zhì)原料： 重整裝置生產(chǎn)的汽油含芳烴一般為 55

14、80（ 重 ） 可生產(chǎn)高純度的苯 ， 甲苯 ， 混合二甲苯及重芳烴等芳烴產(chǎn)品 。 而這些芳烴產(chǎn)品是有機(jī)合成 ， 油漆 ， 染料 ， 醫(yī)藥 ， 軍工等工業(yè)的 基本原料 我國(guó)的催化重整裝置很多是用以生產(chǎn)芳烴的 。 重整汽油經(jīng)芳烴抽提后的抽余油是很好的溶劑油和裂解原料 。 2.催化重整工藝概況 30 重整的原料來(lái)源 常減壓的初餾塔頂和常壓塔頂直餾石腦油餾分 加氫裂化和加氫改質(zhì)石腦油 。 其芳烴潛含量高 ， 是一種優(yōu)良的 重整原料 ， 可不經(jīng)預(yù)處理而直接進(jìn)重整反應(yīng) 乙稀裂解汽油的抽余油 ， 環(huán)烷含量高 ， 是比較好的重整原料 催化汽油部分餾分也可做重整原料 焦化石腦油 。 性質(zhì)較差 ， 在進(jìn)重整反應(yīng)部

15、分之前要經(jīng)加氫處理 ， 并且因其稀烴和稠環(huán)含量多使催化劑生焦率高 2.催化重整工藝概況 31 重整反應(yīng)對(duì)進(jìn)料有三個(gè)方面的要求： 餾程范圍 族組成 雜質(zhì)含量 經(jīng)原料預(yù)處理過(guò)的 重整反應(yīng)進(jìn)料必須滿足上述三個(gè) 要求 2.催化重整工藝概況 32 生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，一般采用 84 180OC餾分 (C6C 12) 一般重整生成油的干點(diǎn)會(huì)比原料生高 30 40OC 2.催化重整工藝概況 33 生產(chǎn) 芳烴 時(shí)合適的餾分組成 目的產(chǎn)品 合適的餾分 苯 甲苯 二甲苯 苯，甲苯 +二甲苯 60 85OC 85 110OC 110 145OC 60 145OC 2.催化重整工藝概況 34 雜質(zhì)含量要求： 重整原料

16、中的少量雜質(zhì)如砷 、 鉛 、 鐵 、 銅 、 汞 、 硫 、 氮 、 氧 等會(huì)使催化劑喪失活性 ， 這種現(xiàn)象稱(chēng)之為催化劑的 “ 中 毒 ” ， 而這些雜質(zhì)則稱(chēng)之為 “ 毒物 ” 。 使催化劑永久性中毒的 “ 毒物 ” ， 稱(chēng)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(jīng)過(guò)再生其活性不能恢復(fù) 使催化劑暫時(shí)性中毒的 “ 毒物 ” ， 稱(chēng)之為 “ 暫時(shí)性毒物 ” ， 非金屬毒物如硫 、 氮 、 氧等為非永久性毒物 。 經(jīng)過(guò)再生后其 活性能恢復(fù) 2.催化重整工藝概況 35 雜 質(zhì) 半再生 重整 連續(xù)重整 砷 鉛 其他金屬 1 ppb(

17、重量 ) * 1 0ppb( 重量 ) * 2 0ppb( 重量 ) 1 ppb( 重量 ) * 1 0ppb( 重量 ) * 2 0ppb( 重量 ) 總硫 總氮 氟化物 氯化物 水 + 溶解 O 2 + 化合 O 2 0 5 ppm( 重量 ) 0 5 ppm( 重量 ) 0 5 ppm( 重量 ) * 0.25, 0.5 ppm( 重量 ) 0 5 ppm( 重量 ) 0 5 ppm( 重量 ) * 0 5 ppm( 重量 ) W2，因而 P2P1，靜壓力下大上小。 對(duì)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 ，即分氣管與集氣管的壓

18、力 差下部大于上部。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 84 為了克服以上不均勻流動(dòng)的現(xiàn)象，可以考慮以下幾個(gè)措施： 擴(kuò)大分氣管和集氣管的流動(dòng)截面積，降低流速，使上下壓差 沿管長(zhǎng)變化減小，從而使氣流分布均勻些。 將分氣管和集氣管設(shè)計(jì)成變截面的錐形管，以維持管內(nèi)流速 變化不大，減小管內(nèi)靜壓力的變化。 分氣管和集氣管上下采用不同的開(kāi)孔率，用小孔阻力的變化 補(bǔ)償管內(nèi)壓力變化。 增加小孔阻力，使其大大超過(guò)分氣管和集氣管內(nèi)的壓力變化。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 85 改進(jìn)的徑向反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu) 改進(jìn)型徑向反應(yīng)器物料流動(dòng)方向由上進(jìn)下出改為上進(jìn)上出 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 86 底部多流7.1% 上 進(jìn)下出 13.35KP

19、a 14.06KPa 0.70KPa 速度頭 0.001.05 14.06KPa 14.75KPa 0.00 1.05 速度頭 KPa KPa 頂部多流1.3% KPa KPa 1.05KPa 速度頭 上進(jìn)上出 0.70KPa 速度頭 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 87 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 徑向反應(yīng)器軸向截面的壓力等值線圖與速度云圖 等值線越密說(shuō)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(guī)律，不存在局部低 壓區(qū)，因此，催化劑床層中，氣體 不會(huì)形成旋渦。而在中心管中、中 心管開(kāi)孔附近形成了多處局部低壓 區(qū)，由于局部低壓的形成，在中心 管中部及開(kāi)

20、孔附近將形成多處小旋 渦。在約翰遜網(wǎng)與中心管之間的空 隙區(qū)域中，顏色非常一致，說(shuō)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(guò)孔時(shí)，氣體速度明顯增大。 88 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 徑向 反應(yīng)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(guò)孔及中心管中。催化劑 床層中等值線十分稀疏，說(shuō)明在 催化劑床層中速度比較均勻。氣 體過(guò)孔后形成明顯的受制射流形 狀。而在孔的附近區(qū)域存在明顯 的低速區(qū)，也就說(shuō)明氣流在此處 已形成旋渦。氣體進(jìn)入催化劑床 層中后，以近似徑向的方向流動(dòng)， 到達(dá)約翰遜網(wǎng)壁時(shí)，改變方向， 從開(kāi)孔處進(jìn)入中心管。 89 5.催化重整的專(zhuān)

21、用設(shè)備 反應(yīng)器軸向截面的速度矢量圖 氣體經(jīng)由扇形筒分配進(jìn)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(jīng)由 中心管開(kāi)孔進(jìn)入中心管中。氣體在中心管及 管的開(kāi)孔附近的多個(gè)局部低壓區(qū)形成旋渦。 仍有部分氣體通過(guò)催化劑頂部床層串入反應(yīng) 器上部無(wú)催化劑的空腔內(nèi)，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(dòng)。 90 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 反應(yīng)器速度流線圖 91 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 反應(yīng)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(dòng)的跡線。跡線的 疏密表示流動(dòng)的趨勢(shì)。從圖中可 以看出，扇形筒間不存在在大的 周向流動(dòng)。由于反應(yīng)器結(jié)

22、構(gòu)的對(duì) 稱(chēng)性，氣體從扇形筒側(cè)面出來(lái)后， 經(jīng)過(guò)碰撞后，流動(dòng)方向轉(zhuǎn)為沿反 應(yīng)器徑向流動(dòng)。 周向流動(dòng)幾乎不 存在。 92 5.2 進(jìn)料換熱器 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 93 我國(guó)早期重整裝置中進(jìn)料換熱器都是采用 U型管和浮頭式， 好幾臺(tái)串聯(lián)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(shè)計(jì)開(kāi)始， 用一臺(tái)大型單管程立式換熱器作為重整進(jìn)料與反應(yīng)生成物換 熱設(shè)備。 近年來(lái)催化重整設(shè)備方面另一個(gè)引人注目的進(jìn)展就是采用 焊板式換熱器代替原來(lái)的純逆流單管程立式換熱器作重整進(jìn) 料換熱器。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 94 單管程立式換熱器 焊接板式換熱器 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備

23、95 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 96 立式管殼換熱器 板式換熱器 熱負(fù)荷 , MW 50.21 50.21 51.80 熱端溫差 , 49 49 39 殼程數(shù) 2 1 1 總傳熱系數(shù) ,W/m 2 . 270 502 499 總傳熱面積 , m 2 4657 2499 3396 總壓降 ,KPa 62.6 80.8 81.6 管長(zhǎng)或設(shè)備長(zhǎng)度，米 19.8 13.4 14.9 設(shè)備直徑 , 米 1.52 1.96 2.05 設(shè)備重量 , 噸 2 54.8 36.6 49.7 典型的立換與板換的比較 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 97 5.3 多流路四合一加熱爐 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 98 重整反應(yīng)爐被

24、加熱物流為循環(huán)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(gè)多流路爐管的設(shè)計(jì) 問(wèn)題，并聯(lián)流路有時(shí)高達(dá)幾十路，同時(shí)為 了縮小占地，減少投資，對(duì)于規(guī)模較大的 重整裝置，往往把四個(gè)加熱爐聯(lián)合在一起， 成為一個(gè)四合一爐，爐管采用 U型（集合 管在上）或 形（集合管在下）。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 99 多流路爐管配置 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 U型四合一重整反應(yīng)加熱爐 100 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 型四合一重整反應(yīng)加熱爐 101 多流路爐管配置 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 U型（集合管在上） 形（集合管在下） 102 多流路加熱爐物流計(jì)算 一爐 二爐 三爐 四爐 總流量， k g

25、 / h 204820 204820 204820 204820 入口溫度， 455 475 484 505 出口溫度， 543 543 543 543 出口壓力， M P a g 1.05 0.97 0.92 0.85 分子量 24.9 22.6 20.9 19.9 體積流率 , 米 3 / 時(shí) ( 出口條件 ) 47891 56709 64328 72539 熱負(fù)荷 , 萬(wàn)大卡 / 時(shí) 1729 1335 1152 748 爐管 當(dāng)量長(zhǎng)度 ,m 26.10 20.30 20.30 15.30 總壓降 , M P a 0.0175 0.0172 0.0199 0.0187 流量 , k g

26、/ s e c 平均 1.3231 1.3231 1.3231 1.3231 最大 1.3362 1.3377 1.3370 1.3384 最小 1.3140 1.3125 1.3127 1.3109 最高管壁溫度， 在平均流量時(shí) 622.3 622.7 612.2 603.2 在最大流量時(shí) 620 .9 621.4 611.2 602.4 在最小流量時(shí) 623.2 623.6 613.0 604.8 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 103 5.4 再生器 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 104 再生器是連續(xù)重整的主要設(shè)備，設(shè) 備從上而下包括燒焦，氧氯化及焙燒干 燥等過(guò)程。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 105 U

27、OP連續(xù)重整再生器 結(jié)構(gòu) : 再生器自上而下 分為 4個(gè)區(qū)：燒焦區(qū)、 氧氯化區(qū)、干燥焙 燒區(qū)和冷卻區(qū)。燒 焦區(qū)為徑向床結(jié)構(gòu)； 氧氯化區(qū)、干燥焙 燒區(qū)和冷卻區(qū)為同 心筒結(jié)構(gòu)。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 106 IFP再生器結(jié)構(gòu) : 再生器自上而下分 為 4個(gè)區(qū)：一段燒焦區(qū)、 二段燒焦區(qū)、氧氯化區(qū) 和焙燒區(qū)。一段和二段 燒焦區(qū)為徑向床結(jié)構(gòu)； 氧氯化區(qū)為軸向床結(jié)構(gòu)、 焙燒區(qū)為同心筒結(jié)構(gòu)。 5.催化重整的專(zhuān)用設(shè)備 A /B/C OU T OU T IN B T .L . A T 1 2 0 IN IN B A TW 6P3P2 TW B B P P A A OU T B IN TW IN B OU T

28、B TW HH TW IN B P IN L A L L LI L A L L T .L . IN MH IN A TW A /B/C MH MH A B OU T OU T OU T A TW IN A IN M H 4 A OU T HH A MH IN A MH 107 6重整裝置能耗分析 108 重整裝置因所采用的原料種類(lèi)和性質(zhì)、要求的產(chǎn)品方案以 及裝置規(guī)模的不同其能耗差別很大。 一般規(guī)模越小、原料越差、要求的產(chǎn)品辛烷值越高、外送 氫氣的純度的壓力越高其能耗越大。 生產(chǎn)高辛烷值汽油與生產(chǎn)芳烴的重整裝置能耗相差很大 6重整裝置能耗分析 109 一般半再生重整裝置能耗為 80-90萬(wàn)大卡

29、/ 噸進(jìn)料左右 連續(xù)重整為 100-110萬(wàn)大卡 /噸進(jìn)料左右。 6重整裝置能耗分析 110 6.1 半再生重整裝置能耗分析 6重整裝置能耗分析 111 以一套半再生重整裝置為例： 原料：大慶 53%的直餾和 47%的加氫石腦油 處理量： 20萬(wàn)噸 /年 產(chǎn)品： RON95的高辛烷值汽油 平均反應(yīng)壓力： 1.4 MPa 氫油比： 600： 1（一段）和 1200： 1（二段） 6重整裝置能耗分析 112 公用工程消耗 預(yù)處理部分 重整反應(yīng)部分 產(chǎn)品分離部分 合計(jì) 循環(huán)水，噸 / 噸進(jìn)料 電， K wh/ 噸進(jìn)料 燃料，公斤 / 噸進(jìn)料 3.5MP a 蒸汽，噸 / 噸進(jìn)料 1.0MP a 蒸汽

30、，噸 / 噸進(jìn)料 除氧水，噸 / 噸進(jìn)料 3.3 28.2 34 .0 - - - 4 .65 1.13 83.5 0.62 - 0.868 0.28 7 .5 5.22 12.5 - - - 15.45 34 .55 130 .0 0.62 - 0.868 0.28 典型的半再生重整裝置公用工程消耗 -表示裝置產(chǎn)生外送量，余熱鍋爐產(chǎn)生 3。 5MPa蒸汽，循環(huán)氫壓縮機(jī)采用背壓式透平驅(qū)動(dòng) 6重整裝置能耗分析 113 各部分能耗， MJ / 噸進(jìn)料 公用工程 預(yù)處理部分 重整反應(yīng)部分 產(chǎn)品分離部分 合計(jì) MJ/ 噸進(jìn)料 比例， % 循環(huán)水 電 燃料 3.5M P a 蒸汽 1.0M P a 蒸汽

31、 除氧水 合計(jì) 比例， % 13.8 354 . 2 996 . 2 - - - 136 4 . 2 34 . 6 19.5 14 . 2 244 6.6 2284 - 27 62 108 211 0.3 53.6 31.4 65.6 366 . 2 - - - 463 . 2 11.8 64 . 7 434 3800 2284 - 27 62 108 393 7 . 7 100 . 0 1.65 11.0 97 . 0 58.0 - 70.1 2.9 100 . 0 典型的半再生重整裝置各部分能耗 6重整裝置能耗分析 114 重整反應(yīng)部分的能耗最高，約占全裝置能耗的 53.6%左右； 預(yù)處理

32、部分的能耗約占全裝置能耗的 34.6%左右； 產(chǎn)物分離部分的能耗最小，占全裝置能耗的 11.8%; 在單項(xiàng)公用工程消耗中，燃料能耗占比例最大： 其中重整反應(yīng)部分燃料消耗量最大。主要是重整反應(yīng)熱。 預(yù)處理和產(chǎn)物分離燃料能耗分別占各自能耗的 73%和 79%。 重整煙氣余熱鍋爐發(fā)生蒸汽為裝置貢獻(xiàn)能量，占全裝置能耗的 21.6% 6重整裝置能耗分析 115 半再生重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶(hù)” 加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的 76%，而重整反應(yīng)加熱 爐占的比例最大。 壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的 11%。 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的 87%。因此節(jié)能措施應(yīng)主 要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 6重整裝置能耗分析 116

33、6.2 連續(xù)重整裝置能耗分析 6重整裝置能耗分析 117 重整規(guī)模，萬(wàn)噸 / 年 / 年開(kāi)工時(shí)間， h 8 0 / 8 0 0 0 重整部分的進(jìn)料，烷烴 / 環(huán)烷烴 / 芳烴 6 5 . 4 / 2 8 . 1 / 6 . 5 RON 102 拔頭油占重整進(jìn)料量， % 10 平均反應(yīng)壓力， M P a ( g ) 0.35 再接觸條件，溫度 / 壓力 M P a ( g ) 4 / 1 . 9 產(chǎn)品要求 脫戊烷油液化氣氫氣 預(yù)處理部分 重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分 催化劑再生部分 項(xiàng)目 能耗指標(biāo) 消耗量 能耗 10 4 k J / h 消耗量 能耗 10 4 k J /h 消耗量 能耗 10 4 k

34、 J /h 循環(huán)水 0 . 4 1 8 7 10 4 k J /t 164 . 8 t / h 69.0 5 0 4 . 8 t / h 2 1 1 . 4 1 1 t / h 4.6 除鹽水 9.63 10 4 k J / t 2 . 4 t / h 23.1 3 2 . 2 t / h 3 1 0 . 1 0 . 7 t / h 6.7 電 1 . 2 5 6 10 4 k J / k W .h 9 1 0 . 3 k W 1 1 4 3 . 3 7 1 7 2 . 7 k W 9 0 0 8 . 9 5 3 1 k W 6 6 6 . 9 3.5M P a 蒸汽 3 6 8 . 4 4

35、10 4 k J / t - - 9 . 4 t / h 3 4 6 3 . 3 0 . 1 t / h 36.8 1.0M P a 蒸汽 3 1 8 . 2 0 10 4 k J / t - - - 3 4 . 9 t / h - 1 1 1 0 5 . 2 - - 凝結(jié)水 3 0 . 9 8 10 4 k J / t - - - 2 . 1 t / h - 6 5 . 1 - 0 . 1 t / h - 3.1 凈化風(fēng) 0 . 1 6 7 5 10 4 k J / N m 3 10 Nm 3 /h 1.7 90 Nm 3 /h 15.1 7 5 0 N m 3 /h 1 2 5 . 6 燃

36、料氣 4 187 .3 10 4 k J / t 1 . 8 t / h 7 5 3 7 . 1 6 . 5 t / h 2 7 2 1 7 . 5 - - 10 4 k J / t 重整進(jìn)料 87.7 2 9 0 . 6 8.4 能耗 22.7 75.1 2.2 典型的 UOP連續(xù)重整裝置能耗 6重整裝置能耗分析 118 重整規(guī)模，萬(wàn)噸 / 年 / 年開(kāi)工時(shí)間， h 6 0 / 8 0 0 0 重整部分的進(jìn)料，烷烴 / 環(huán)烷烴 / 芳烴 5 6 . 3 / 3 2 . 3 / 1 1 . 4 RON 102 拔頭油占重整進(jìn)料量， % 10 平均反應(yīng)壓力， M P a ( g ) 0.35 再

37、接觸條件，溫度 / 壓力 M P a ( g ) 4/ 2 . 2 產(chǎn)品要求 脫戊烷油液化氣氫氣 預(yù)處理部分 重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分 催化劑再生部分 項(xiàng)目 能耗指標(biāo) 消耗量 能耗 10 4 k J / h 消耗量 能耗 10 4 k J / h 消耗量 能耗 10 4 k J / h 循環(huán)水 0 . 4 1 8 7 10 4 k J /t 1 2 0 t / h 50.2 7 2 2 t / h 3 0 2 . 3 8 5 . 7 t / h 35.9 除鹽水 9.63 10 4 k J / t - - 2 6 t / h 2 5 0 . 4 3 . 2 t / h 30.8 電 1 . 2

38、5 6 10 4 k J / k W .h 5 2 6 k W 6 6 0 . 7 5 0 5 2 k W 6 3 4 5 . 3 1 0 9 7 . 2 k W 1 3 7 8 . 1 3.5M P a 蒸汽 3 6 8 . 4 4 10 4 k J / t - - 4 . 5 t / h 1 6 5 8 . 0 - - 1.0M P a 蒸汽 3 1 8 . 2 0 10 4 k J / t - - - 2 3 t / h - 7 3 1 8 . 6 0.5t /h 1 5 9 . 1 凝結(jié)水 3 0 . 9 8 10 4 k J / t - - - 1 . 4 t / h - 4 3 .

39、 4 - 0 . 5 t / h - 1 5 . 5 凈化風(fēng) 0 . 1 6 7 5 10 4 k J / N m 3 10Nm 3 /h 1.7 90Nm 3 /h 15.1 7 0 0 N m 3 /h 1 1 7 . 3 燃料氣 4 187 .3 10 4 k J / t 1 . 4 t / h 5 8 6 2 . 2 5 . 7 t / h 2 3 8 6 7 . 6 - - 10 4 k J / t 重整進(jìn)料 87.7 3 3 4 . 4 22.7 能耗 19.7 75.2 5.1 典型的 IFP連續(xù)重整裝置能耗 6重整裝置能耗分析 119 按裝置生產(chǎn)單元進(jìn)行能耗分析，連續(xù)重整各單元

40、所占裝置能耗比例 單元名稱(chēng) 占全裝置的能耗的比例 預(yù)處理部分 1922% 重整反應(yīng)部分 70% 催化劑再生部分 25% 重整油分餾部分 58% 6重整裝置能耗分析 120 重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分的能耗比較高 ， 約占全裝置能耗的 75%左右； 預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的 20%左右； 催化劑再生部分的能耗僅占全裝置能耗的 2-5%。 預(yù)處理部分主要用于重整反應(yīng)原料的精制 ， 因此它的能耗主要取決于原料 油的雜質(zhì)含量及 C6烷烴以下的輕石腦油的比例 。 催化劑再生部分的能耗占全裝置能耗的比例較小 ， 因此 ， 不同催化劑再生 工藝的能耗差別對(duì)全裝置能耗的影響不大 。 對(duì)于采用不同工藝技術(shù)的

41、連續(xù)重整裝置來(lái)講 ， 在裝置生產(chǎn)規(guī)模 、 原料組成 、 產(chǎn)品要求相同的前提下 ， 原料預(yù)處理 、 重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離等部分的能耗 基本相同 ， 只是催化劑再生和循環(huán)方式不同使催化劑再生部分的能耗有所 差別 6重整裝置能耗分析 121 連續(xù)重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶(hù)” 加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的 67.3%，而重 整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。 壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的 21.6%。 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的 88.9%。因此節(jié) 能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 6重整裝置能耗分析 122 6.3 兩種重整工藝能耗對(duì)比分析 6重整裝置能耗分析 123 無(wú)論何種重整工藝類(lèi)型，其反應(yīng)條件對(duì)能 耗的影響較

42、大，相同原料條件下： 苛刻度（產(chǎn)品的辛烷值）決定反應(yīng)條件 苛刻度高 =溫度高、壓力低、氫 /烴比大 =能 耗高 不同的反應(yīng)苛刻度，其能耗差別較大 6重整裝置能耗分析 124 半再生重整的反應(yīng)苛刻度小于連續(xù)重整，需要 的反應(yīng)熱比連續(xù)重整少。 半再生重整的反應(yīng)壓力（約 1.4MPa）高于連續(xù) 重整 (約 0.24MPa )，循環(huán)氫壓縮機(jī)及產(chǎn)氫增壓機(jī) 的功率小于連續(xù)重整。 半再生重整比連續(xù)重整能耗低 6重整裝置能耗分析 125 對(duì)重整能耗影響最大的是反應(yīng)爐和循環(huán)氫壓縮機(jī) 半再生重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的 76%，壓縮機(jī) 的能耗占裝置能耗的 11%。 連續(xù)重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的 67.

43、3%，而重整 反應(yīng)加熱爐占的比例最大。壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的 21.6%。 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的 88%。因此節(jié)能措施應(yīng)主 要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 ， 6重整裝置能耗分析 126 7降低重整能耗的措施 127 根據(jù)以上能耗分析，催化重整裝置的節(jié)能 途徑主要應(yīng)當(dāng)是： 提高加熱爐熱效率 降低循環(huán)氫壓縮機(jī)功率 選定適當(dāng)?shù)臍錃鈮核蛪毫?優(yōu)化工藝流程 選用高效設(shè)備 7降低重整能耗的措施 128 應(yīng)通過(guò)強(qiáng)化換熱 ， 提高反應(yīng)進(jìn)料和分餾塔進(jìn)料溫 度 ， 同時(shí)降低分餾塔的回流比 ， 以降低加熱爐的 熱負(fù)荷 結(jié)合反應(yīng)條件的優(yōu)化 ， 降低預(yù)加氫循環(huán)氫和重整 循環(huán)氫的氫油比并減少重整氫增壓機(jī)壓力平衡的 返回量

44、等措施達(dá)到節(jié)能降耗的目的 盡量利用裝置的低溫?zé)?。 7降低重整能耗的措施 129 提高加熱爐熱效率 -余熱回收 一套典型的催化重整裝置設(shè)有加熱爐 8臺(tái)，（ 1臺(tái) 預(yù)加氫進(jìn)料爐， 4臺(tái)重整反應(yīng)爐， 3臺(tái)重沸爐）， 爐子多，熱負(fù)荷大，是裝置節(jié)能的重點(diǎn)。加熱爐 有效熱負(fù)荷是由工藝過(guò)程決定的，因此加熱爐節(jié) 能的主要目標(biāo)是煙氣余熱回收，提高加熱爐的熱 效率。 7降低重整能耗的措施 130 提高加熱爐熱效率 -余熱回收 重整反應(yīng)加熱爐用于加熱反應(yīng)物料（ 5000C）的 負(fù)荷只占總負(fù)荷的 5360%，輻射室排煙溫度 8000C。 設(shè)余熱鍋爐，處理 1噸重整進(jìn)料其反應(yīng)加熱爐高 溫?zé)煔饪砂l(fā)生 3.5MPa蒸汽

45、0.26噸。 自產(chǎn)的蒸汽基本滿足循環(huán)氫透平用。 7降低重整能耗的措施 131 提高加熱爐熱效率 新型高效爐型 -四合一爐 采用高效火嘴 多流路并聯(lián)爐管 -降低壓降 加熱爐總熱效率 90%。 7降低重整能耗的措施 132 強(qiáng)化重整反應(yīng)進(jìn)料換熱器的換熱量 反應(yīng)物出口溫度 5000C， 而反應(yīng)進(jìn)料要通過(guò)加熱爐加熱到大于 5000C。 增加重整進(jìn)料與反應(yīng)產(chǎn)物換熱器的換熱量對(duì)降低能耗 有重要影響。換熱越多則進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷越小，同時(shí)產(chǎn)物 空冷器的冷卻負(fù)荷也越小，對(duì)節(jié)能是很有利的。 目前都采用一臺(tái)單管程純逆流合金鋼立式換熱器或者焊板式換 熱器 。 這兩種換熱器的傳熱系數(shù)高 、 壓降小 、 占地面積小 。

46、 一臺(tái)單管程純逆流合金鋼立式換熱器的壓降僅為 0.02MPa左右 ， 而傳熱系數(shù)是普通管殼式換熱器的 1.5倍 。 7降低重整能耗的措施 133 換熱器熱負(fù)荷， kw 1 6 4 2 8 1 7 3 3 0 1 7 8 5 6 換熱面積， m2 1 0 6 0 1 6 4 0 2 0 2 6 進(jìn)料 / 產(chǎn)物換熱器 換熱器重量， t 35 50 67 熱流出口溫度， 0 C 140 125 119 冷流出口溫度， 0 C 404 422 432 總傳熱系數(shù)， k c a l / h r . m 2 . 0 C 2 6 1 . 7 2 3 9 . 6 2 3 5 . 8 管程 / 殼程壓力降， k

47、 g / c m 2 0 . 0 8 / 0 . 2 1 0 . 0 9 / 0 . 1 9 0 . 1 1 / 0 . 2 1 第一重整爐熱負(fù)荷， kw 4 8 1 4 3 9 1 2 3 3 8 6 燃料氣消耗， k g / h r 505 411 355 燃料氣年操作費(fèi)用，萬(wàn)元 3 6 3 . 6 2 9 5 . 9 2 5 5 . 6 比前一種方案節(jié)省，萬(wàn)元 67.7 40.3 換熱器投資，萬(wàn)元 1 9 2 . 5 275 3 6 8 . 5 比前一種方案增加投資，萬(wàn)元 8 2 . 5 9 3 . 5 投資回收年限，年 1 . 2 2 2 . 3 2 立式換熱器面積變化對(duì)冷熱流出口溫度

48、和反應(yīng)進(jìn)料加熱爐影響 7降低重整能耗的措施 134 由表中可見(jiàn) 反應(yīng)進(jìn)料 /產(chǎn)物換熱器熱負(fù)荷非常大（與四個(gè)反應(yīng)爐的負(fù) 荷相差不多） 不同換熱面積對(duì)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的影響很大，操作費(fèi)用 變化很大 盡管反應(yīng)進(jìn)料 /產(chǎn)物換熱器面積增大很多，但投資回收期 增加幅度不大 增大反應(yīng)進(jìn)料 /產(chǎn)物換熱器面積，節(jié)能效果非常好 7降低重整能耗的措施 135 板式換熱器與 單管程純逆流合金鋼立式換熱器 相比，傳熱系數(shù)增加 1倍。 能夠進(jìn)一步減少換熱 器的熱端溫差，增加換熱量，對(duì)回收熱量有利。 7降低重整能耗的措施 136 板式換熱器能夠減少換熱器的熱端溫差，增 加換熱量，對(duì)回收熱量有利 立式換熱器與板式換熱器比較 立

49、式換熱器 板式換熱器 進(jìn)料流率， k g / h 94798 94798 管程溫度， ( 入 / 出 ) 9 3 . 9 / 4 5 9 9 2 . 9 / 4 7 2 殼程溫度 , ( 入 / 出 ) 5 1 0 / 1 1 0 . 7 5 1 0 / 1 0 3 . 5 換熱量 , M W 33.60 34.86 進(jìn)料加熱爐熱負(fù)荷， MW 7.67 6.47 產(chǎn)物空冷器熱負(fù)荷， MW 8.01 6.74 7降低重整能耗的措施 137 60萬(wàn)噸 /年連續(xù)重整采用立式與焊板式換熱器的比較 換熱器形式 立式換熱器工況 （基本工況） 焊板式換熱器工況 焊板式換熱器 實(shí)際標(biāo)定工況 換熱面積， m 2

50、 4000 2800 熱流流出口溫度， 0 C 110 100 95.3 1 0 0 . 2 回收熱量， MW 25.9 26.8 27.2 26.8 板換比立換多回收熱量， MW - 0.9 1.3 0.9 節(jié)省燃料 - 噸 / 年 - 688 994 688 萬(wàn)元 / 年 - 68.8 99.4 68.8 7降低重整能耗的措施 138 與立式換熱器相比，板式換熱器多回收的 1MW的熱 量，約占第一重整加熱爐和重整產(chǎn)物空冷器負(fù)荷的 20%和 15%。這兩部分的設(shè)備投資和空冷器的操作 費(fèi)用也會(huì)因熱負(fù)荷的減少而有所下降。表中沒(méi)有考 慮。 7降低重整能耗的措施 139 適當(dāng)選定循環(huán)氣量降低循環(huán)壓縮

51、機(jī)功率 循環(huán)氣量是決定循環(huán)壓縮機(jī)功率的重要因素， 它是由反應(yīng)的氫烴比決定的。氫烴比的大小直 接影響催化劑上的積碳量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)反應(yīng)的苛 刻度正確地加以選定。 7降低重整能耗的措施 140 項(xiàng)目 原料 A 原料 B 原料組成（ % ） 烷烴 62.2 72.5 環(huán)烷烴 30. 3 22.6 芳香烴 7.5 4.9 產(chǎn)品辛烷值 , R O N 92 97.5 92 97.5 反應(yīng)壓力 ( M P a ) 8 8 8 8 反應(yīng)器入口溫度 ( ) 497 509 500 512 空速 (h - 1 , m ) 1.6 1.6 1.6 1.6 氫油比 ( m o l ) 2.5 3 2.5 4 重整應(yīng)選擇

52、合適的苛刻度和操作條件 7降低重整能耗的措施 141 降低臨氫系統(tǒng)壓力降 臨氫系統(tǒng)的壓力降，決定循環(huán)氫壓縮機(jī)的壓縮比， 循環(huán)氫壓縮機(jī)的功率隨壓縮比的增加而增加，因 此壓縮比應(yīng)當(dāng)盡量減小。隨著重整反應(yīng)壓力的降 低，要求臨氫系統(tǒng)的壓力降進(jìn)一步減小。 7降低重整能耗的措施 142 半再生重整 連續(xù)重整 反應(yīng)器 190 80 加熱爐 180 85 換熱器 90 80 冷卻器 70 20 管線 50 50 合計(jì) 580 315 典型的重整裝置臨氫系統(tǒng)壓力降（ KPa） 7降低重整能耗的措施 143 為了降低臨氫系統(tǒng)的壓力降，應(yīng)采取的措施是： 采用徑向反應(yīng)器代替軸向反應(yīng)器； 采用大型單管程立式換熱器或焊接

53、板式換熱器代替多個(gè)串 聯(lián)的 U型管換熱器； 加熱爐增加并聯(lián)流路； 空冷器改用單管程，水冷器增加并聯(lián)流路； 布置緊湊，以盡量減少管線長(zhǎng)度，同時(shí)適當(dāng)增大管徑； 改進(jìn)流程，如采用兩段混氫，取消后加氫等。 7降低重整能耗的措施 144 加熱爐增加并聯(lián)流路 ， 降低壓降： 大型重整反應(yīng)加熱爐管的排列方式有兩種：正 U型管式和 倒 U型管式 。 正 U型管式的進(jìn)出兩個(gè)集合管在爐頂部 ， 多 根爐管呈正 U形與兩個(gè)集合管相連接；而倒 U型管式的進(jìn) 出兩個(gè)集合管在爐底部部 ， 多根爐管呈倒 U形與兩個(gè)集 合管相連接 。 這兩種形式的爐型爐管排列的數(shù)目都很多 ， 主要目的是降低流速 ， 減少壓降 。 7降低重整

54、能耗的措施 145 低溫?zé)岬睦?重整有很多低溫?zé)?，如?與進(jìn)料換熱后的反應(yīng)產(chǎn)物，溫度大于 100OC，直接通過(guò)空冷冷卻到 40OC左右進(jìn)高分； 與進(jìn)料換熱后的穩(wěn)定汽油，溫度大于 100OC，直接通過(guò)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(fù)荷很大，因此這些低溫?zé)崃繎?yīng)該 回收 可用這些低溫?zé)峒訜嶂卣酂徨仩t所用脫鹽水等 7降低重整能耗的措施 146 采用新型塔板 ， 提高分離效率 ， 優(yōu)化操作 條件 結(jié)合 工藝要求 ， 采用高效塔板 ， 或適當(dāng)增加塔板 數(shù) ， 同時(shí)優(yōu)化回流比 ， 減小塔底加熱爐和塔頂空 冷器及水冷器的負(fù)荷 ， 降低裝置的能耗 。 7降低重整能耗的措

55、施 147 脫戊烷塔不同的理論塔板數(shù)對(duì)塔底加熱爐熱負(fù)荷的影響 理論塔板數(shù) 24 28 30 32 34 塔底加熱爐的熱負(fù)荷 ( M W ) 6.15 5.4 5.28 5.2 5.14 脫 C6 塔不同的理論塔板數(shù)對(duì)塔底加熱爐熱負(fù)荷的影響 理論塔板數(shù) 30 35 38 40 42 塔底加熱爐的熱負(fù)荷 (MW ) 7.86 7.2 7.1 7.04 7.0 7降低重整能耗的措施 148 重整工藝為高溫催化反應(yīng)工藝，能耗較高； 反應(yīng)苛刻度大其能耗高，連續(xù)重整的能耗高于半 再生重整； 能耗的高低除與反應(yīng)苛刻度有關(guān)外，還與原料種 類(lèi)、產(chǎn)品的分離要求以及外送氫的最終壓力有關(guān)， 因此，重整裝置的能耗不能一

56、概而論； 重整裝置的兩個(gè)能耗大戶(hù)是加熱爐和循環(huán)氫壓縮 機(jī)，節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)在這兩部分； 應(yīng)采用一些高效節(jié)能的新型設(shè)備，如焊板式進(jìn)料 / 反應(yīng)產(chǎn)物換熱器等。 7降低重整能耗的措施 149 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 150 8.1關(guān)于氫氣提純 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 151 氫氣是重整裝置中一個(gè)非常寶貴的副產(chǎn)品，它為工廠 加氫裝置提供了一個(gè)廉價(jià)的氫氣來(lái)源。 為了提高氫氣純度和回收輕烴，重整氫氣常面臨一 個(gè)提純問(wèn)題。隨著重整反應(yīng)壓力的降低，這問(wèn)題更加 突出。 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 152 氨冷卻再接觸 ,然后再經(jīng)預(yù)加氫提純氫氣的流程 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 153

57、氫氣提純效果 組成 ( m o l % ) 工況 - 1 工況 - 2 重整氫 再接觸后 預(yù)加氫后 重整氫 再接觸后 預(yù)加氫后 H 2 76.9 89.4 90.9 84.3 92.1 93.0 C 1 5.3 4.9 4.8 3.5 3.6 3.5 C 2 6.5 3.8 3.0 4.3 2.8 2.2 C 3 5.1 1.3 0.6 3.1 0.9 0.5 i - C 4 1.7 0.2 0.1 1.0 0.2 0.1 n - C A 2.1 0.2 0.1 1.2 0.2 0.1 C 5 + 2.4 0.2 0.5 2.6 0.2 0.6 合計(jì) 100.0 100.0 100.0 100

58、.0 100.0 100.0 k g / h 6940 3075 2735 5854 2704 2647 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 154 再接觸操作壓力與溫度對(duì)提純效果的影響 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 155 8.2 液化氣回收措施 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 156 穩(wěn)定塔頂氣體中回收液化氣的幾種做法： A. 穩(wěn)定塔前設(shè)液化氣回收罐的流程 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 157 B.穩(wěn)定塔頂氣體與增壓機(jī)一段出口氣體與油混合吸收的流程 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 158 回流罐頂氣體不同吸收方法的計(jì)算結(jié)果 A 流程 B 流程 回流罐頂氣體不吸收 脫戊烷油產(chǎn)量 k

59、g/h 64933 64936 64937 戊烷油產(chǎn)量 kg /h 3339 3240 3124 燃料氣產(chǎn)量 kg/ h 19 0 231 含氫氣體產(chǎn)量 k g/h 6510 6626 6510 含氫氣體純度 k g/h 92.70 92.52 92.70 氫氣壓縮機(jī)功率， kw 2888 2899 2888 重沸器熱負(fù)荷， kw 3871 3865 3847 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 159 8.3 氫氣脫氯問(wèn)題 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 160 催化重整的產(chǎn)氫中有時(shí)含氯 2 6ppm(分 子 )，這樣高含量的氯化物能引起下游裝 置鹽析和腐蝕，因此一般都要在產(chǎn)物離 開(kāi)重整裝置

60、以前先脫氯。 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 161 脫氯罐典型流程 A 出料 進(jìn)料 B 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 162 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 163 9.1重整循環(huán)氫低流量的聯(lián)鎖 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 164 重整循環(huán)氫主要作用： 熱載體的作用，使反應(yīng)加熱爐提供的熱量均勻地分 布于反應(yīng)器床層并帶離反應(yīng)器，可以保證催化劑床 層溫度均勻分布并且保證沒(méi)有局部超溫現(xiàn)象以保護(hù) 催化劑 循環(huán)氫可以使反應(yīng)物料在催化劑表面上均勻分布， 使催化劑充分發(fā)揮效率 循環(huán)氫的存在可以抑制反應(yīng)物料的熱裂解以阻止焦 碳的生成 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 165 重整循環(huán)氫斷流或流量過(guò)低對(duì)裝置造成的危害： 催化

61、劑床層超溫并且在催化劑上和反應(yīng)系統(tǒng)中積 碳，使催化劑失活。 催化劑床層易短路 爐管偏流，局部超溫，嚴(yán)重時(shí)燒穿爐管，造成惡 性事故發(fā)生 反應(yīng)進(jìn)料可能倒入循環(huán)氫管線直至壓縮機(jī)，造成 管線震動(dòng)或損害壓縮機(jī)。 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 166 多流路加熱爐管排布，流量降低容易偏流、超溫、積碳 積碳形成后，爐管中的介質(zhì)流量進(jìn)一步降低，帶走的熱 量就會(huì)減少，爐管的溫度進(jìn)一步上升，積碳進(jìn)一步加劇， 形成惡性循環(huán)，直至在局部積碳把爐管堵死，造成該爐 管斷流 斷流將很快使?fàn)t管局部超溫變紅，嚴(yán)重時(shí)燒穿爐管造成 惡性事故發(fā)生 在爐管中的積碳很難用吹掃等常規(guī)方法去除，尤其是對(duì) 正 U型排列的爐管，灰狀的積碳會(huì)堆積在 U

62、型彎的底部無(wú) 法排除，發(fā)生這種情況就要全裝置停工把爐管切開(kāi)進(jìn)行 處理 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 167 循環(huán)氫斷流或者流量降低導(dǎo)致壓力降低，反應(yīng)進(jìn)料可 能倒入循環(huán)氫管線直至壓縮機(jī)，造成管線震動(dòng)或損害 壓縮機(jī) 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)來(lái)的混氫流量降低到一定程度時(shí)， 應(yīng)采取的保護(hù)措施： 自動(dòng)切斷重整反應(yīng)加熱爐的燃料以使其降溫 并且應(yīng)當(dāng)切斷反應(yīng)進(jìn)料 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 168 控制方案： DCS輸出一個(gè)聯(lián)鎖信 號(hào)同時(shí)關(guān)閉重整油 進(jìn)料泵、進(jìn)料控制 閥和重整反應(yīng)加熱 爐燃料控制閥： 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 169 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 9.2 離心式重整循環(huán)氫壓縮機(jī)防喘震系統(tǒng)的考慮 170 離心式重整循環(huán)氫

63、壓縮機(jī)不應(yīng)設(shè)置防喘震系統(tǒng)的三個(gè)理由： 不必要 循環(huán)氫流程的本身為循環(huán)回路 ， 并且在回路上沒(méi)有如流量調(diào)節(jié) 閥等的節(jié)流設(shè)施 ， 因此不存在喘震條件 ， 所以無(wú)須設(shè)置防喘震系 統(tǒng) 有害處 一旦由于誤操作等原因使防喘震閥打開(kāi) ， 則會(huì)造成循環(huán)氫短路 ， 循環(huán)氫不能進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng) ， 就會(huì)造成如前面所述的系統(tǒng)及催化劑 結(jié)焦和損害等安全事故的發(fā)生 有經(jīng)驗(yàn) 國(guó)外設(shè)計(jì)基本都不設(shè)置防喘震系統(tǒng) 。 國(guó)內(nèi)大多也不設(shè) 。 在實(shí)際 操作中沒(méi)有發(fā)生過(guò)問(wèn)題 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 171 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 9.3 重沸爐的多流路控制與低流量保護(hù) 172 沒(méi)有防偏流自動(dòng)控制和聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)施的多流路重 沸爐，易發(fā)生： 進(jìn)料

64、流量降低時(shí)，會(huì)發(fā)生偏流 偏流時(shí)某根或幾根爐管的質(zhì)量流量過(guò)低 流量過(guò)低時(shí)發(fā)生爐管結(jié)焦，甚至燒穿爐管 為防止多流路重沸爐發(fā)生偏流，應(yīng)設(shè)置進(jìn)料分支 流路的均流量控制及總流量低流量自動(dòng)保護(hù)聯(lián)鎖 系統(tǒng) 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 173 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 重沸爐的多流路控制與低流量保護(hù)方案 174 9.安全設(shè)施設(shè)置的考慮 9.3 安全環(huán)保系統(tǒng)的考慮： 放空系統(tǒng) 取樣系統(tǒng) 裝卸系統(tǒng) 勞保設(shè)施 175 10. 裝置的擴(kuò)能改造 176 10.1 重整裝置的特點(diǎn) 10.裝置的擴(kuò)能改造 177 10.1 原則考慮 根據(jù)實(shí)際情況決定改造目標(biāo)： 盡量利用現(xiàn)有設(shè)備，減少改動(dòng)的工程量，這是節(jié)約投資的關(guān) 鍵，也是改造工程

65、項(xiàng)目存在的必要條件； 改造后的裝置應(yīng)當(dāng)具有一定的技術(shù)水平以迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)， 這是有關(guān)工廠對(duì)改造工作提出來(lái)的要求； 減少施工對(duì)現(xiàn)有裝置生產(chǎn)的影響也是做出好裝置改造工作的 一項(xiàng)重要要求，為此需要合理安排施工工作，交叉作業(yè)，縮 短現(xiàn)有裝置的停工時(shí)間。 10.裝置的擴(kuò)能改造 178 10.2 改造的基本思路 針對(duì)我國(guó)大部分半再生重整裝置的現(xiàn)狀，對(duì)這些裝置消除 “ 瓶頸 ” 的技術(shù)改造工作應(yīng)當(dāng)在挖潛、優(yōu)化、巧安排上做文章 反應(yīng)器 我國(guó)不少現(xiàn)有裝置中的預(yù)加氫反應(yīng)器偏大，體積空速只有 2h-1， 而我國(guó)催化劑現(xiàn)有水平已可將體積空速提高到 6-8h-1，因此即使 處理量提高 3-4倍，預(yù)加氫反應(yīng)器也可以不加

66、大。 重整反應(yīng)器，除了根據(jù)反應(yīng)要求也可適當(dāng)調(diào)整空速外，可以根 據(jù)反應(yīng)器前小后大的特點(diǎn)，將原有的三、四反作一、二反用， 新建三、四反或者在后邊并聯(lián)或串聯(lián)一臺(tái)反應(yīng)器。如果原來(lái)只 有三個(gè)反應(yīng)器可以在后邊增加一爐一反，即新增加一臺(tái)大的反 應(yīng)器作第四反應(yīng)器，前邊反應(yīng)器不動(dòng)。 10.裝置的擴(kuò)能改造 179 壓縮機(jī) 過(guò)去的預(yù)加氫氫油比大都比較大，一般在 250Nm3/m3左右， 根據(jù)現(xiàn)在經(jīng)驗(yàn)， 100Nm3/m3左右就可以滿足需要，因此預(yù) 加氫循環(huán)壓縮機(jī)往往可以基本不動(dòng)。 重整循環(huán)壓縮機(jī)可以通過(guò)調(diào)整氫油比、二段混氫等方法盡量 保留原有壓縮機(jī)，或者與壓縮機(jī)制造廠商量對(duì)汽缸活塞作適 當(dāng)改動(dòng)。必要時(shí)增加一臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)操作。 加熱爐 考慮到預(yù)加氫反應(yīng)前后溫度變化很小，如果適當(dāng)增加進(jìn)料換 熱器的傳熱面積，加熱爐不改動(dòng)的可能性是存在的。 重整加熱爐則往往需要加大。原有的幾臺(tái)反應(yīng)加熱爐負(fù)荷不 等，可以前后調(diào)整使用，加長(zhǎng)爐管或增加爐管根據(jù)數(shù)，必要 時(shí)要考慮新增一臺(tái)加熱爐。 10.裝置的擴(kuò)能改造 180 塔 催化重整裝置一般有三個(gè)塔，即預(yù)分餾塔、汽提塔和穩(wěn)定塔， 這些塔應(yīng)當(dāng)在挖潛、優(yōu)化的基礎(chǔ)上分別提出改造方案，有的