1、催化重整操作参数,一,催化重整操作参数,催化重整的操作参数,即反应条件,包括:反应压力、反应温度、空速和氢烃比; 这些反应条件取决于催化剂的种类或类别、原料油性质和产品的辛烷值(芳烃含量)等三大因素; 这些反应条件既是独立的,又是相互制约,密切相关的 。,1,反应温度,反应温度是重整反应过程中最主要的操作参数,提高反应温度对所有的重整反应过程起到促进作用,它是提高和控制重整产物质量(辛烷值和芳烃产率)最重要的手段。为了表征反应温度一般有以下三种表示方法:1) 加权平均入口温度(WAIT,) WAIT () = ti*Xi式中: ti -各反应器入口温度,();Xi -各反应器内催化剂装填比例,
2、%,2,加权平均床层温度(WABT,) WABT () = (ti入- ti出 )/2 * Xi 式中: ti入 -各反应器入口温度,();ti出 -各反应器出口温度,();WAIT与WABT的差别既决定于反应热的多少,也与氢烃比的高低有关。氢烃比越高,温降越小,WAIT与WABT的差别越小。 3,积分反应温度 最接近催化剂的实际反应温度,计算复杂。,1.1 反应温度对重整产物的性质和收率的影响,在出现以下情况时需要进行反应温度的调整: l 改变重整生成油的辛烷值; l 改变装置的处理量,从而改变了空速; l 处理不同性质的重整原料;补偿由于催化剂老化活性逐步下降 其他情况出现需要提温时,最好
3、先搞清原因,然后再采取措施。,反应温度与辛烷值的关系,对于不同的催化剂、原料油和辛烷值的范围,每增加一个单位辛烷值所需要提高的反应温度也不完全相同,通常为WAIT 2 5C。,半再生重整原料组成对反应温度的影响,连续重整原料组成对反应温度的影响,设计最高反应温度一般小于549C,建议实际最高反应温度应不超过535C。反应温度过高导致加氢裂化和热裂化反应加剧,液收率降低,积碳和失活速率加快。 反应器温降反映催化剂性能,同时与原料油性质以及循环气流量有关。 反应温度越高,重整反应苛刻度越高,产物辛烷值越高,芳产和氢产越高;,反应温度对反应结果的影响 条件:0.35MPa,1.2h-1,H/HC =
4、 2.5;原料 P/N/A= 66.3/23.8/9.9,2, 反应压力,重整装置的反应压力采用二种方法来表述,一种是采用高压分离器的压力,俗称“高分压力”;另一种采用平均反应压力。后一种表述方法实际上是催化剂装填量的加权平均反应压力,在实践中为简便起见,采用催化剂装量达到50%左右处的压力来表述。,反应压力的影响,反应压力降低,有利于重整反应平衡向生成目的产物方向移动,反应选择性提高,液收、芳产和氢气产率增加。 反应压力降低,催化剂的积炭速率增加; 反应压力的降低受致于催化剂的运转周期; 反应压力的降低,压缩机能耗将增加。,反应压力对反应结果的影响 条件: 535,1.2h-1,H/HC =
5、 2.5; 原料 P/N/A= 66.3/23.8/9.9;PS-,芳烃选择性与反应压力的关系,MCP,C7,C6,压力及苛刻度对失活速率影响,反应压力对催化剂上积炭的影响,3, 空速,LHSV-体积空速; WHSV-重量空速LHSV =进料的体积流量(m3/h)/ 反应器中催化剂的体积(m3);WHSV =进料的重量流率(kg/h)/ 反应器中催化剂的重量(kg)。,空速对反应温度的校正,不同空速下温度与C5+收率及循环气中氢纯度的关系,在苛刻度不变,处理量降低时,也就是说辛烷值不变、空速降低,此时应该首先降低反应温度,然后再降低进料量;要提高空速时,首先提高进料量,然后再提高反应温度。 在
6、设计时,选用的空速要留有一定的余地,以适应各种条件的变化。通常空速的范围在1.2-2.0 h-1。,4, 氢烃比,氢烃比的表示有二种:氢烃分子比:循环气中的纯氢分子流率(kmol/h) /液体进料的分子流率(kmol/h) 气油体积比:循环气的体积流率(Nm3/h) /液体进料的体积流率(m3/h),氢烃比的影响,氢烃比的大小直接影响催化剂的积炭速率,即影响运转周期; 在一般操作范围内,氢烃比对产品质量和收率影响很小 ; 对催化剂床层的温降和能耗有比较明显的影响;,氢烃比与催化剂相对失活速度的关系,氢油比对反应结果的影响 原料P/N/A = 66.27/23.81/9.92; PS-催化剂,5
7、, 原料性质对反应的影响,重整原料油的种类有:直馏石脑油;加氢裂化重石脑油;加氢过的焦化石脑油;加氢过的催化重石脑油;或它们的混合油。 影响重整装置运转的原料油的性质参数:族组成(PONA值 )、终馏点、中平均温度等。,原料中族组成(PONA值)对反应条件的影响比较大 ;原料油的贫富,或好坏有二类表示方法,一类是用0.85N+A,N+A,N+2A或N+3.5A来表示 ;另一类用芳烃潜含量来表示 。,芳烃潜含量,就是芳烃含量加上环烷烃脱氢后全部转化成芳烃的总量。即苯的潜含量 = 0.929 NC6 + A C6 重量%甲苯潜含量 = 0.939 NC7 + A C7 重量%C8芳烃潜含量 = 0
8、.946 NC8 + A C8 重量%C9芳烃潜含量 = 0.952 NC9 + A C9 重量%,重整原料组成对催化剂失活速度的影响,重整原料镏分干点愈高,催化剂相对失活速度愈快 。,原料中平均沸点与反应温度的关系,二,产品质量与操作参数的关系,提高重整反应的苛刻度,重整油辛烷值相应提高,但增加了催化剂的失活速度。,重整油辛烷值与反应温度的关系,重整油辛烷值与收率的关系,N+2A,50,60,70,80,90,重整油收率体积百分数与重量百分数的关系,对于原料油组成的体积百分数与质量百分数的换算可以采用以下方法进行:各种烃类的换算系数是:P0.935;N1.030;A1.167; 例如原料的组
9、成是:P=50 v%; N=40 v%; A=10 v%,换算为质量百分组成:P=500.935=46.75N=40 1.030=41.2A=10 1.167=11.67根据以上质量比例重新归一,得到原料的质量百分组成:P= 46.93 m%N= 41.36 m%A= 11.71 m%,三,催化剂再生工艺的操作参数,催化剂再生工艺包括如下四个步骤:烧炭-除去催化剂上的积炭;氧氯化-使金属铂再分散并调整氯含量;干燥-脱除催化剂上的水分;还原-将氧化态铂还原成金属态。,CycleMax工艺流程示意图,Regen C 连续重整工艺,1,烧炭:再生区气体入口温度480;C + O2 = CO2 + 9
10、4.45 KK2 H2 + O2 = 2 H2O + 57.84 KK/mol;催化剂烧炭需要注意二大要点:动力学-烧炭速率与烧炭量;热力学-热量平衡;(由于在催化剂失活与再生章节中要讨论这部分内容,在此不进行详细介绍),再生区的主要操作参数有四个:催化剂循环速率(循环量);再生气的氧含量;待生催化剂的炭含量;循环气的流率。上述四个参数可以归纳为二组:循环气的流率和再生气的氧含量一定,能够烧掉总炭量就一定了;催化剂循环速率和催化剂的炭含量一定,需要烧掉总炭量就一定了;,以下操作观点供参考:(1),催化剂炭含量升高: 提高再生气氧含量;提高催化剂循环速率;加大再生循环气量;,提高催化剂循环速率后
11、,再生床温的变化情况,1,1,1,(2),催化剂炭含量降低:降低循环气的氧含量;降低催化剂循环速率;降低循环气量。( 3 ),烧炭区床层峰温增加:再生气氧含量增加;催化剂炭含量增加;催化剂循环量增加。,2,氧氯化区:(入口温度510)该区负责调整催化剂的氯含量和铂金属的再分散。介质来自于干燥区的空气和注入的氯化剂。该区的介质部分或全部进入再生循环气,作为再生用氧的来源。切忌含炭量0.2%的催化剂进入该区!,3,干燥区:(入口温度520或565)催化剂再生时,循环气中的平衡水含量在1.5-3.0%;如果采用Chrosorb工艺,循环气中的平衡水含量有可能达到10%。催化剂在再生区通过温度最高点后,有一个降温过程,在此过程中催化剂会吸附较多的水。脱出的水,通过循环风机由干燥罐吸附除去,干燥剂循环再生使用,但是一定要定期更换。,4,还原区:将氧化态催化剂还原成金属态的活性催化剂。还原区氢气入口温度为377/550;还原罐的结构比较简单,因此出现工艺问题时,大部分是由于料位控制不当或粉尘过多引起的。UOP三代CCR装置的再生器中心管的材质降低,据目前统计,约翰逊网在使用6-9年时需要更换。,