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催化重整装置技术问答.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:2893386 上传时间:2018-09-29 格式:DOC 页数:105 大小:1.51MB
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资源描述

1、第一章原料预分馏过程1.何谓催化重整?催化重整装置的任务是什么?生产汽油与生产芳烃在流程上有何不同?催化重整是一种石油二次加工过程。这一过程是以含 C6C11 烃的石脑油为原料:在一定的操作条件和催化剂的作用下。原料(烃) 分子结构发生重新排列,使环烷烃和烷烃转化成芳烃或异构烷烃,同时副产部分氢气。催化重整装置的任务是:能够生产低分子石油芳烃苯、甲苯和二甲苯等,因而它是生产芳香系石油化工产品的龙头装置,是芳烃联合装置的核心部分;催化重整反应生成的产物芳烃和异构烷烃具有很高的辛烷值,因此催化重整又是生产高辛烷值汽油组分的重要过程;此外,副产的氢气是加氢裂化等用氢装置的重要氢气来源。综上所述,催化

2、重整是炼油和石油化工的重要生产工艺之一,但生产汽油与生产芳烃的工艺流程不同。(1)生产苯类芳烃的重整装置,需要设置单独的芳烃分离工艺过程。而生产汽油的重整装置则不需要。芳烃分离过程是借助某种萃取剂(如甘醇类溶剂、环丁矾等) ,将重整生成油中的芳烃抽出,再借助芳烃精馏过程,将单体芳烃苯、甲苯及二芳烃分离出来。(2)生产汽油的重整装置,虽然不需要芳烃抽提过程。但要生产符合汽油规格指标要求的高辛烷值汽油调合组分,通常需将重整生成油中的低分子烃脱除,因此,需设置重整生成油稳定塔,将 C4 以下的烃类脱除。无论是生产苯类芳烃产品,还是生产高辛烷值汽油组分的重整装置都离不了原料预处理过程和重整反应过程。2

3、.重整原料有哪些来源?各有何特点?在炼厂中,催化重整装置主要是加工常减压装置得到的低辛烷值直馏石脑油(粗汽油) 。有些炼油厂,为了提高全厂汽油的辛烷值,将低辛烷值焦化石脑油、减粘石脑油经加氢精制后也送到催化重整装置处理。在国外,有些炼油厂甚至把催化裂化汽油中辛烷值较低的馏分经加氢后送到重整装置进行加工。加氢裂化装置得到的重石脑油也是生产芳烃的主要原料来源。不同来源的重整原料油各有其特点。(1)直馏石脑油直馏石脑油,在我国通常是优质的重整原料。一与二次加工重整原料比较,直馏石脑油芳烃潜含量较高,硫、氮含量较低。有些直馏石脑油(如大庆直馏石脑油) 砷含量高,做重整原料时,必须进行脱砷。(2)热加工

4、石脑油热加工石脑油(如焦化汽油、减粘汽油 )的特点是环烷烃含量少、芳烃潜含量低,含有大量不饱和烯烃,且硫、氮等化合物含量高。做重整原料必须进行预处理。(3)加氢裂化石脑油加氢裂化石脑油的特点是有害杂质含量少,不饱和烃含量低,是理想的重整原料;但有些加氢裂化石脑油由于加氢裂化的原料和过程不同,芳烃潜含量可能稍低,但多数加氢裂化石脑油的芳烃潜含量可高达 40%以上。3.重整装置对原料有些什么要求?重整装置对原料的要求,通常希望含有较多的能转化为目的产品的前身物,不含或少含杂质。具体的要求是:(1)对原料的组成要求对馏分组成的要求 根据装置生产任务不同,对原料馏程要求如下:目的产物 要求的馏程(实沸

5、点) , C6C8 的芳烃 65145苯 6585甲苯 85105二甲苯 105145高辛烷值汽油 80180对烃组成的要求 从烃组成的角度来说,芳烃潜含量较高的原料是比较理想的原料。芳烃潜含量低(低于 28)的原料通常称为劣质原料,这种原料会极大地影响催化重整的经济性。另外,进料中不应含有 C5 以下的轻烃 ,C 5 以下的轻烃不利于生成芳烃,而且会带来许多不利的影响,如增加能耗、降低氢纯度等。(2)对原料中杂质的要求通常与反应压力和重整催化剂的类型有密切关系,如铂催化剂和反应压力较高时,允许的杂质,如硫、水等可允许稍高(1010 6 以上) 。对现代双(多)金属重整催化剂而言,原料中的有害

6、杂质含量限制为 :As0.510 6 ),就使现代双金属重整催化剂的活性和选择性受到损害,由于硫中毒造成重整装置停工的事故并不罕见,但是,利用硫对重整催化剂活性的减活作用,可限制某些催化剂(如 Pt-Re 催化剂)开工时超温现象,因此,铂铼重整装置工时通常需要向催化剂床层注硫,这就是所谓的预硫化过程。此外,硫对系统的设备还有腐蚀作用。含氮化合物重整原料中的含氮化物主要包括吡咯,吡啶等。重整原料中的氮含量,通常比硫更少。在重整反应条件下,氮化物将转化成 NH3 和烃,NH3 是碱性化合物,将降低催化剂的酸性功能。(2)金属有机化合物含砷化合物重整原料中代表性的含砷有机化合物有: 二乙基砷化氢(C

7、 2H5)2AsH,沸点为 161; 三乙基砷(C 2H5)3As。沸点为 140 ; 三甲基砷化氢 (CH3)3AsH,沸点为 52。总的来说,对重整原料油中的砷化物尚不太清楚,但是砷对重整催化剂的严重危害,在国内外重整技术开发过程中有过深刻教训。已经证实砷(As)能与铂(Pt )生成 Pt As 化合物,使催化剂丧失活性,而且不能再生复活,属永久性中毒。含铜、含铅化合物含铜、含铅化合物与砷化合物一样,也是重整催化剂的永久性毒物(即不能再生复活) 。13预分馏过程的墓本原理是什么?预分馏过程是利用原料混合物中的各种组分的沸点不同(即挥发度不同) ,将其切割成不同沸点范围的馏分。由于不同烃类的

8、沸点不同,在受热时轻组分(沸点低的组分)容易气化,在冷凝时重组分( 沸点高的组分 )容易冷凝。由此在分馏塔中可将各组分切割开来。如将初馏130的石脑油加热到一定温度(如 80),就要发生部分汽化,其中沸点较轻的组分容易汽化,成为气体( 或汽相 )。而沸点较高的组分不易汽化,被留在液体(液相)中。经过一次汽化,轻、重组分就得到一次初步分离。当然,一次汽化只能粗略的分离,因为汽相中同时也会有少量沸点较高的组分,而液相中也会有部分沸点低的组分。如果将剩余的液体再加热,液相中的较轻组分将不断汽化,最后剩余在液相中的主要是沸点最高的组分。如果将气相混合物逐渐冷凝(或称部分冷凝) ,则首先冷凝的是沸点较高

9、的重组分,而留在汽相中的主要是沸点较低的轻组分。这样把汽相混合物多次冷凝,最后留在汽相中的就是沸点最低的轻组分。液体汽化要吸收热量,蒸气冷凝要放出热热量,当汽液直接接触时,不仅有热量的交换( 传热 ),汽液两相中各组分要发生转移(传质) ,液相中的轻组分容易汽化优先进入汽相,汽相中的重组分容易冷凝优先进入液相中。这样汽液两相组成发生了变化。分馏塔板是两相接触的场所。在塔板上温度低、轻组分浓度高的液体回流与温度高、轻组分浓度低的气体进行接触。回流液由塔顶打入,高温气体由塔下部上升,蒸气和液体通过塔板逆流接触。越近塔顶温度越低,轻组分浓度越高; 越往塔底温度越高,轻组分浓度越低。这样,不适于重整的

10、轻组分(如初馏65的馏分) 拔头油,就可在塔顶拔出。塔底得到适于重整的 65130原料。如果原料含有130的重组分,重整原料可由侧线抽出,130的组分切尾油自塔底切除,也可由两个塔完成“拔头”和“切尾” ,重整原料则在第二个分馏塔的塔顶抽出。14.分馏过程的必要条件有哪些?(1)分(精) 馏过程主要依靠多次部分汽化及多次部分冷凝的方法,实现对液体混合物的分离,因此,液体混合物中各组分的相对挥发度差异是实现精馏过程的一首要条件。在挥发度十分接近(如 C4 烃类混合物)难以分离的条件下,可以采用恒沸精馏或萃取精馏的方法来进行分离。(2)塔顶加入轻组分浓度很高的回流液体,塔底用加热或汽提的方法产生热

11、的蒸气。(3)塔内要装设有塔板或填料,提供传热和传质场所。15.预分馏过程的基本流程有哪几种?重整原料预分馏过程有三种不同的流程:单塔蒸馏过程(见图 11);双塔蒸馏过程;单塔开侧线流程。单塔预分馏通常适于只切除不合格的轻组分,即拔头,所以又称它为拔头塔。双塔预分馏用于生产芳烃,它既拔掉不需要的轻组分(如145的馏分 )。单塔开侧线流程也能生产出符合芳烃生产要求的 60145原料馏分,但操作上不如双塔预分馏容易控制,因此,工业中应用不多。16.分馏过程对塔板上接触的汽液两相有什么要求?(1)汽相温度高于液相温度;(2)液相中轻组分浓度应较高(高于与汽相相平衡的液相浓度) ,这样,才能保证液相中

12、的轻组分转移到汽相中去,增加气相中轻组分的含量。17.分馏塔板或填料在分馏过程中有何作用?分馏塔板或填料在分馏过程中主要提供汽、液相良好的接触场所,以便于传热、传质过程的进行。在塔板上或填料表面自上而下流动的轻组分含量较多、温度较低的液体与自下而上流动的温度较高的蒸气相接触。回流液体的温度升高,其中轻组分被蒸发到汽相中去,高温的蒸气被低温的液体所冷却,其中重组分被冷凝下来转到回流液体中去。从而使回流液体每经过一块塔板重组分含量有所上升,而上升蒸气每经过一块塔板轻组分含量也有所上升,这就是塔板或填料上的传质过程也称提浓效应。液相的轻组分汽化需要热量汽化热,这热量是由汽相中重组分冷凝时放出的冷凝热

13、直接提供的。因此在蒸馏塔板上进行传质过程的同时也进行着热量传递过程。分馏塔板和填料设计的一个重要的指导思想,是提供汽、液相充分接触的传热、传质表面积。面积越大越有利于传质、传热过程的进行。18.什么是塔板效率?如何计算?塔板效率是描述塔板传质效果的重要指标。通常用 来表示。如果汽液两相充分接触,离开塔板时两相达到平衡,这样的塔板就称为理论塔板(或称为理想塔板),但实际塔板不可能达到理想塔板的分离效果。因此,实际生产中必须用几块、几十块甚至上百块塔板才能完成必要的分离效果。就是说实际塔板数(n 实 )比理想塔板数(n l理 )要大, n 实 与 n 理 的比值就称为塔板效率。通常可写成 :实理n

14、塔板效率高低,与被分离介质的性质和操作条件都有关系,但最主要的是与塔板的结构有关。19.什么是拉乌尔定律?什么是道尔顿定律?拉乌尔( Raoult)研究稀溶液的性质,归纳了很多实验结果,于 1887 年发表了拉乌尔定律:在一定温度下的稀溶液中,溶剂的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶剂在溶液中的摩尔分率。其数学表达式为: Aoxp式中 溶剂 A 的蒸气压;p在一定温度条件下纯溶剂 A 的饱和蒸气压;o溶液中溶剂 A 的摩尔分率。Ax以后大量的科学研究实践证明,拉乌尔定律不仅适用于稀溶液,而且也适用于化学结构相似、相对分子质量接近的不同组分所形成的理想溶液。道尔顿( Dalton)根据大量试验结

15、果,归纳出“系统的总压等于该系统中各组分的分压之和” 。以上结论发表于 1801 年,通常称之为道尔顿定律。道尔顿定律有两种数学表达式:P=P1+P2+Pniiyp式中 P1、P 2Pn各组分在气相中的分压 ; 组分在气相中的摩尔分率。iy经以后的大量科学研究证实,道尔顿定律能准确地用于压力低于 0.3MPa 的气体混合物。将上述两个定律进行联解时,很容易得到以下算式: iixpy0根据此算式很容易由某一相的组成,求取与其相平衡的另一相的组成。20.气液相平衡和相平衡常数的物理意义是什么?气液相平衡是指气、液两相存在于一个系统中,在两相之中进行物质传递,最终系统的温度、压力保持恒定,各相的组成

16、保持不变,这样的状态称之为气液平衡。在石油蒸馏过程中气液相平衡主要用于研究温度、压力等操作参数与气、液组成之间的关系。气液相平衡常数 ,是指气、液两相达到平衡时,在系统的温度、压力条件下,系统iK中某一组分 i 在气相中的摩尔分率 与液相中的摩尔分率 的比值。即iyixiixyK相平衡常数是石油蒸馏过程相平衡计算时最重要的参数,对于压力低于1%) 对预加氢反应过程有何影响 ?应如何处理?H2S 的存在将会降低脱硫效率。5%的 H2S 含量将使氢分压下降 15%,特别是对原料含硫量较高时影响更大。另外,H 2S 腐蚀物将间接影响催化剂的活性。但是,当处理直馏石脑油时,如果新氢补充量保持在 200

17、Nm3/ m3 油的情况下不会对脱硫效率产生影响。某研究单位发现 H2S 对脱硫反应有一种可逆的抑制效应,并推论含 1%的 H2S 能使催化剂活性下降 4。因此,建议加工高硫石脑油(如热加工石脑油) 的装置,预加氢系统应增设酸性气脱硫工序。20.焦化石脑油作重整原料时,预加氢前是否应将二烯烃饱和?为了把含硫、氮的杂质精制到要求指标,主要操作经验是什么?据多数装置分析,焦化石脑油中二烯烃含量很低,一般不必设二烯烃饱和装置。美国大西洋里奇菲尔德公司曾有过经验,影响预加氢催化剂结焦结垢的原因不是二烯烃本身。而是原料油与氧接触所致。为此,有的公司把焦化汽油直接送到预加氢装置,生产中没有发生新的问题。为

18、了把焦化石脑油中含量较高的硫、氮杂质除掉,阿希兰石油公司认为主要应供给足够的氢。用 Ni 系催化剂,温度为 343、空速为 4.0(h) 1,氢油比不得低于 62 Nm3/ m3 油,但有的公司认为催化剂装入量( 即空速 )最为重要,在 Co 系催化剂的装置中,压力为2.83.15MPa、 330条件下,空速不大于 4(h)1 ,可使硫由 40106 降至 1.1106 ,氮由 1.6106 降 0.5106 。还有人认为脱氮的关键是压力,脱硫的关键是温度。实践证明,反应压力几乎与原料中氮化物含量成正比。其余各种因素应综合考虑。21.采用混兑大量(25%) 焦化石脑油做重整原料时有些什么经验?

19、通常直馏原料中混入多于 25%的焦化石脑油后,进料中的氮和烯烃含量将会明显增加,烯烃在预加氢反应器中很容易转化,但氮含量的增大将使操作条件更加苛刻。在这种情况下使用镍系加氢精制催化剂比较有利。值得注意的是原料不宜在罐中存贮,应将焦化石脑油直接送到预加氢,避免与空气接触,但此时应防止焦化石脑油携带焦粉和明水。如果焦化汽油占预加氢进料的 50%以上,通常应采用两段加氢。第一段是低温浅度加氢,使二烯烃饱和;第二段由于二烯烃已经得到稳定,可进行较深度的脱氮。催化剂的颗粒度最好大一些,强度应高一些,以便降低床层压降。焦化汽油含量较高(如 25%以上)时,应选用径向反应器。华特逊炼厂的经验表明,其脱硫、脱

20、氮性能与轴向反应器一样,但压降小,运转周期长。22预加氢催化剂开工时预硫化的作用是什么?预加氢催化剂中的活性金属通常应是硫化(物) 状态,硫化 (物)状态的金属( 如镍)具有比氧化(物 )状态更高的活性和稳定性。但是新鲜的或再生后的预加氢催化剂中,金属活性组分均为氧化(物)状态,开工时预硫化的作用就是将氧化 (物) 状态的金属变成具有更高活性和稳定性的硫化(物)状态金属。23.预硫化过程中应注意哪些问题?(l)避免无硫热氢介质与催化剂接触。在 315左右,无硫热氢介质将使催化剂上的金属组分还原,通常还原态的金属的活性很低;(2)采用干法预硫化时,把 H2S、CS 2 或 DMDS(二甲基二硫)

21、直接加到循环氢中的速度不宜过快,床层温升不宜过高( 通常要求 30) ,最高的床层温度不宜超过 260;(3)采用湿法预硫化时,原料油中添加的硫含量推荐为 1%左右,原料油应是 100%的直馏石脑油,床层最高点温度亦应控制在 260以下,为避免高沸点硫化物难于转化为H2S,建议往原料油中添加 H2S、 CS2 或低沸点的 DMDS 作为硫化剂。(4)预加氢催化剂硫化时,通常要求催化剂吸收 8%左右的硫,为保证预硫化效果,应供给足够多的硫。24.如果在没有原料油进人的情况下,预加氢催化剂与氢接触的最高允许温度为多少?为什么?在没有原料油进入时,催化剂与氢气接触的最高允许温度,在预硫化前一般为 2

22、00,有的公司允许 260。预硫化后,允许 315。在停气不进油时,希望循环气中保持少量H2S。所有上述限制条件,目的是为了防止预加氢催化剂活性金属的还原。以镍金属为例,只有硫化态的镍才具有更高的加氢活性,还原镍是没有活性的。25.预加氢生成油中硫化氢,在什么情况下会与烯烃化合成有机硫?如何避免?H2S 与烯烃结合变成有机硫,在热力学上是可能的:但是,这种反应是在溴价较高和一定的 H2S 分压及温度下才能发生。例如,在375反应条件下,预加氢生成物溴价 2.0g/100mL,硫化氢分压为 0.025 MPa 时,按化学平衡计算平衡硫含量可达 106 ,没有一种催化剂能改变这种平衡。避免的方法是

23、:首先应降低反应温度,降低烯烃的生成量 ;其次可设法降低系统硫化氢分压,如增加新氢量,系统置换等。如上述问题仍不能解决,应选用高活性预加氢催化剂。26.怎样评价预加氢催化剂的使用性能?通常是在试验室评价装置上,用特定的原料,或按试验要求在原料中添加一定数量的H2S 来评价催化剂的脱硫性能或其它性能,进行最佳化运转,确定最佳的使用条件等。在进行催化剂性能比较时,应在相同的操作条件和相同的原料时才能进行对比,不同装置上运转催化剂的使用性能没有可比性,这不仅由于使用的操作条件不同,而且原料油也有差异,催化剂寿命的不同,脱硫率的差异等。事实上如果工艺要求脱硫率为 90%95%时,也不能根据脱硫率在 6

24、0%80%时的试验结果来评选催化剂,动力学的变化将导致催化剂选择性的变化。为了评价催化剂的活性,国外曾推导出一种简单动力学公式,据悉可以把工业数据简化为一种活度常数。这种活度常数是工艺参数的函数,某些催化剂厂用以做为催化剂使用性能的保证。27.是否有办法可以预测预加氢催化剂的使用寿命?预测预加氢催化剂使用寿命是一件非常难办的事,这是因为催化剂的使用寿命与下列因素有关,诸如催化剂的制备方法、原料的类型、原料油中硫及其它杂质毒物含量以及要求达到的精制深度等。因此,有人说不可能真正预测预加氢催化剂的使用寿命。但是美国催化剂化学品公司提出了一种方法。对特定的原料油可以做出催化剂运转周期与加工深度和氢分

25、压的函数关系,可以预测设计装置允许的催化剂再生次数,这样总的使用寿命便可以估算出来。28.使预加氢催化剂寿命缩短的原因有哪些?如何延长预加氢催化剂的使用寿命?使预加氢催化剂寿命缩短的原因有:(l)反应器温度过高;(2)进料干点过高;(3)进料空速过低;(4)循环气氢纯度过低,氢分压下降;(5)氢油比过低等。延长预加氢催化剂使用寿命,应将上述导致催化剂结焦使用寿命下降的五个主要因素限制在允许的限度内:(1)控制反应温度在任何时候,反应温度必须控制在完成所要求的脱硫率和脱氮率所必需的最低值。提高反应温度会提高焦炭生成速度,因而缩短了再生之间的运转时间。同样,如果改变进料量,反应温度随之改变,通常的

26、做法是在降低进料量之前,应先降低反应温度,或在提温前先提进料量。(2)控制原料馏程如果原料干点升高。硫、氮含量将增加,这就需要用较高的温度来脱除。而重馏分的进料含有比较多的焦炭母体,使催化剂积炭增加。因此,一定要控制好原料馏程,勿使过高干点的物料进入反应器。(3)控制进料速率如果进料量下降很多,原料油在反应器内的停留时间(假反应时间延长,焦炭的生成量增加;同时,进料量(即空速 )过低,会使水力学因素变得困难起来,反应器内物流的分配可能变得不均匀,出现边壁气流等,使催化剂利用率下降,需要较高的反应温度来弥补,因而进一步使积炭增加,催化剂寿命缩短。为避免这种情况,通常要求进料量不宜低于设计值的 7

27、0%。 (4)控制氢纯度(氢分压)如果氢纯度(氢分压)降低时,加氢反应将不能有效完成,焦炭生成的倾向将增大,催化剂活性变差,为此,操作人员只好用提高反应温度去补偿,使问题会变得更趋严重。为了延长催化剂的使用寿命,尽量减少焦炭的生成,不宜让装置在氢纯度低干 70%(摩尔) 条件下运转。应尽量通过提高补充氢纯度和(或) 提供更多的新氢量使系统氢纯度提高。(5)控制适宜的氢油比适宜的氢油比是确保催化剂使用寿命的基本条件。如果装置在低于氢/油比设计值的条件下运转,催化剂床层和加热炉管壁温度都会提高,从而导致结焦加速生成。氢气的中断更是十分危险。因此,通常在氢/油比降至预定的最小值时,应使加热炉熄火降温

28、或采取其它紧急措施(联锁)。29.更换预加氢催化剂的标准是什么?国内外各公司更换预加氢催化剂没有固定的指标和标准。有的公司用一种活性因子,对比各再生周期催化剂活性衰退,当活性降至原始活性的 60%时,认为应该更换催化剂。此外,有的公司认为反应温度已提高至极限,而且必须通过降低空速才能满足生产要求时,就应更换催化剂。上述的活性衰退可以是脱硫活性、脱氮活性或脱金属活性等的衰退,可按其中对运转起限制作用的活性来确定。极限运转温度,就是不能生产出质量合格的重整原料时的最高反应温度。此外,还应考虑金属毒物积累而穿透,造成生成油杂质含量超标,或者催化剂物性的明显降级,如破碎严重,床层细粉增加导致床层压降增

29、大或沟流等。更换催化剂要考虑停工计划和额外的停产费用。30.预加氢系统开工(用重整氢 )及停工的基本程序是什么?预加氢系统开工步骤大致如下:(1)催化剂干燥和重整催化剂一样,催化剂的干燥对预加氢系统开工是重要步骤之一,通常是在0.5MPa 压力下,要求氮气中含 O20.5和(烃H 2) 0.5,升温至干燥要求温度如350),脱除催化剂上的湿存水和凝结水。干燥结束后降温至 200,视重整开工情况进行预硫化、进油(如不硫化亦可 )。(2)用重整氢开工进油重整产氢后,用重整氢使预加氢系统升压至要求指标如 2.0MPa ,点火升温,使反应器入口达到预硫化或进油时要求的温度后,亦可考虑预硫化或进油,进油

30、时的条件(原料通常用精制油开工):温度:250300;压力:达到预期指标(如 2.0MPa 进料量:设计值的 50%。如果预硫化,应在进油之前进行。在预加氢进油前还要考虑脱水塔用精制油升温循环,以便顺利地与预加氢系统开工同步。当预加氢生成油进入蒸发脱水塔后,各部条件正常,塔底油质量符合重整要求后,也可及早向重整系统供原料,以便节省贮备的精制油。如果有外供氢,预加氢也可先于重整开工,制备重整开工用精制油。预加氢系统停工的基本程序如下:对于增压型预加氢,是在重整停工前预加氢先行停工,即重整降温至 460改用精制油;预加氢降温至 300停油,用重整氢降温;停工降温期间生成油改入汽油罐。对于循环型预加

31、氢,当重整降至 460后,与重整系统断开,两个系统单独循环降温、停工。31.在预加氢装置实施“粗汽油开工”有何优点?有什么应用经验?双金属或多金属重整要求用精制油作原料,以高纯氢开工和进行催化剂还原,这就需要准备精制油和高纯氢,并设置相应的油罐车和贮运氢系统,设备复杂,投资较高。石油化工科学研究院开发的在预加氢装置实施的“粗汽油开工”技术为解决上述问题创造了条件,对不具备上述条件的重整装置开工特别有利。某厂的具体做法是:(l)粗汽油开工的工艺流程是以原有预加氢工艺流程为基础(见图 22) 。用第一反应器(铂催化剂 )制氢时,分离器分出的液相产品去汽油罐; 制精制油时用第二反应器 (装 3761

32、 催化剂)。(2)制氢过程的基本做法是以单铂催化剂来制氢。催化剂干燥后,切除精制反应器,制氢铂催化剂反应条件是入口温度 400,分离器压力为 1.2M Pa。实践表明,每吨粗汽油可产高纯度氢气 3050 Nm3 (不包括损失 )在 70h 内贮氢 2400Nm3,纯度高达 99.3%(体)。(3)为保护铂催化剂,在床层顶部装 T302 脱硫剂是必要的。(4)制精制油过程的基本做法是用 3761 催化剂高空速运行。制氢结束后,在第一反应器降至 370后串入第二反应器即精制反应器),当第二精制反应器床层温度达到 320时进油。在制精制油过程中主要操作条件是:第二反应器入口温度约为 340,体积空速

33、为 8.4h1 ,压缩机全量循环。在 200 小时内制含硫50,床层最高点温度不得510,根据烧炭情况调整蒸汽中的含氧量,即改变注入的空气量 AF。A F (m3/h)可由下式计算:79.15VOAgF式中 Og再生介质中的含氧量 w(体);V蒸汽流量,kg/h。33.预加氢催化剂用空气/水蒸气烧焦的程序是怎样的 ?空气/水蒸气烧焦通常分两阶段完成。(1) 400烧焦 蒸汽流通后,加热炉点火,反应器入口达 400后补空气,床层温升大于 50时,停止补空气,升温 60时,加热炉灭火。根据床层温升情况逐步提高蒸汽中的氧含量至 1%,当床层温升开始下降,表明 400烧焦结束,停止补空气。(2)460

34、烧焦 反应器入口升温至 460(床层温度平稳)后,补空气烧焦,床层温升达45时,停止补空气,温升大于 50时,加热炉熄火,当床层温升开始下降,表明烧焦结束,提高氧含量,最后提高含氧量至 2%,床层无温升,停止补空气,结束烧焦。由于预加氢催化剂结焦量大。初始补空气时要小心,避免床层超温,烧坏催化剂和设备。34采用氮气+空气再生和水蒸气+空气再生时应如何防止硫酸根积累?采用循环气体(氮气+空气)再生时,为了防止硫酸根积累,通常用注碱的办法,将再生气中的 SO2 洗掉。注碱的位置一般在空冷器或水冷器) 之前。含有 SO2 的碱液在专门的装置进行处理。采用水蒸气+空气再生时,为了防止硫酸根积累,可采用

35、加大水蒸气流量的办法。无论是采用循环气体(氮气十空气 )再生,还是采用水蒸气 +空气再生法,装置停工前,都应采取热氢循环处理待生的催化剂床层,以便吹脱催化剂中的游离硫,这对防止硫酸根积累,无疑是有好处的。35.已用过但未再生的预加氢催化剂卸出时为什么要采取预防自燃措施?怎样卸出?在卸出已用过而未再生的催化剂时,必须采用专门的预防措施,因为存在于反应器和催化剂床中的硫化铁(FeS)与空气接触后极易自燃。这种燃烧产生的温度是相当高的,如不遏制可能损坏催化剂、反应器内件和催化剂处理设备。为防止接触空气,烧坏催化剂,因而催化剂卸出和过筛的整个过程应在氮气保护下完成,其程序大致如下:(1)装置停工处理在

36、正常停工之后,原料油已从反应器中除去,并经过用氢彻底冲洗置换后,将系统升至最高压力并升高反应器人口温度至 350左右,脱除催化剂上吸附的烃类,此期间应注意低点排油,在床层达到 300并稳定 2 小时(维持氢气通过床层) 后,继续冷却床层催化剂,冷却至 65以下,最好是 4050,氮气吹扫后泄压,准备卸剂。(2)卸催化剂 在整个卸剂过程中应以氮气覆盖于反应器,以防止空气进入使催化剂含有 Fe)燃烧。打开反应器,进入反应器的人员戴好防护用品,掏出瓷球和筐篮,使催化剂与瓷球分开,并除去催化剂上部可能存在的硬垢,以免卸剂时堵塞流道。在氮气保护下卸剂。如果催化剂未再生,需过筛除去反应器下部瓷球和粉末,也应在氮气保护下进行。当催化剂倒入桶中时,应保持氮气流动(见图 23) 。

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