催化重整工艺原理培训PPT讲稿.ppt
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1、催化重整工艺原理培训9/22/20221第1页,共33页,编辑于2022年,星期四第一节 概述一、催化重整在石油加工中的地位 “重整”是指烃类分子重排成新的分子结构。在有催化剂作用下的条件下对汽油馏分进行重整叫做催化重整。采用铂催化的通常叫铂重整;采用铂铼催化剂或多金属催化剂的通常叫铂铼重整或多金属重整。9/22/20222第2页,共33页,编辑于2022年,星期四n在催化重整过程中主要的化学反应是芳构化反应,因此在重整生成油中,苯、甲苯、二甲苯及较大分子的芳烃含量很高。同时由于重整中的脱氢反应,该工艺过程还副产纯度很高的氢气(含氢7595%,是炼油厂廉价氢气的重要来源。n催化重整不仅是生产优
2、质发动机燃料的重要手段,而且是重要的化工原料,即芳烃的重要来源。因此,催化重整在炼油和化工生产中占有十分重要的地位。9/22/20223第3页,共33页,编辑于2022年,星期四二、催化重整的工艺流程n催化重整过程可以用于生产高辛烷值汽油,也可以用于生产芳烃。生产目的不同,流程也不相同。n用于生产高辛烷值汽油时,流程包括原料预处理和重整反应两大部分。n用于生产芳烃时,流程包括原料预处理、重整反应、芳烃抽提和芳烃精馏四个部分。n对于原料预处理和重整两个部分的工艺流程,生产芳烃时和生产汽油时是基本相同的,不同之处:9/22/20224第4页,共33页,编辑于2022年,星期四1)由于存在裂解反应,
3、重整生成油中含有少量烯烃,在芳烃抽提时烯烃会混入芳烃影响芳烃纯度。因此,生产芳烃时还要增加后加氢流程是这些烯烃饱和。2)分离出富氢气体后的重整生成油进入脱戊烷塔,塔顶分出C5的轻组分,塔底为脱戊烷油。9/22/20225第5页,共33页,编辑于2022年,星期四第二节 原料预处理n目的:切取符合要求的馏分和脱除对催化剂有害的杂质和水分。一、预分馏 主要作用是切合出符合馏程要求的原料。生产高辛烷值汽油时切割出80180馏分;生产C6C8芳烃时,适宜的馏程是60145。主要设备是一具浮阀塔。9/22/20226第6页,共33页,编辑于2022年,星期四二、预脱砷 重整原料中要求砷含量1ppb。若从
4、常压装置来的原料中As 100pp则可以不经过预脱砷,直接进行预加氢即可。预脱砷有三种方法,一是吸附脱砷;二是化学氧化脱砷;三是加氢预脱砷。在原料中砷含量较高时,加氢预脱砷具有工艺流程简单、操作费用较低的优点。9/22/20227第7页,共33页,编辑于2022年,星期四三、预加氢 预加氢的作用是除去原料中的杂质以保护重整催化剂。1、预加氢的化学反应 预加氢是在催化剂和氢压的条件下,使原料中的含硫、含氮、含氧等化合物进行加氢分解,生成H2S、NH3和水,然后分离除去。原料中的烯烃生成饱和烃。原料中的含砷、铅等金属的化合物加氢分解出金属,然后吸附在加氢催化剂上,从而防止带到重整催化剂上。9/22
5、/20228第8页,共33页,编辑于2022年,星期四n脱硫反应RSH+H2RH+H2SHCCHHC CH+4H2C4H10+H2S Sn脱氧反应 OH +H2 +H2O9/22/20229第9页,共33页,编辑于2022年,星期四n脱氮反应 H C HC CH +5H2C5H12+NH3 HC CH Nn脱卤素反应 RCl+H2RH+HCln烯烃饱和反应C7H14+H2C7H169/22/202210第10页,共33页,编辑于2022年,星期四n 预加氢是放热反应,通常原料溴价每下降1个单位,放热8.12千焦/公斤进料。硫含量每下降1%放热16.25 千焦/公斤进料。n 预加氢反应中,脱砷和
6、脱硫反应最快,其次为烯烃饱和反应,脱氮反应最慢。因此,在原料含氮量较高时采用较高的反应温度。脱砷反应虽快,但因重整原料油对含砷量要求很苛刻,当预加氢进料含砷量超过100ppb时,即使采用脱砷效率高的钼酸钴催化剂也难以达到要求。9/22/202211第11页,共33页,编辑于2022年,星期四2、预加氢催化剂 铂重整装置预加氢采用钼酸钴或钼酸镍,由于铂铼等双金属及多金属重整重整操作压力较低,我国又发展了适应较低压力的钴钼镍预加氢催化剂。在反应过程中,催化剂因表面上逐渐积炭及受有害杂质的影响活性逐渐下降。活性的下降首先表现在脱氮性能的降低,其次是烯烃饱和,最后是脱硫活性的降低。9/22/20221
7、2第12页,共33页,编辑于2022年,星期四n 预加氢催化剂失活后,可用空气-水蒸气或空气-惰性气再生。3、预加氢反应的影响因素和操作条件 影响预加氢的因素,除原料油的性质和催化剂的活性外,主要有温度、压力、空速及氢油比等。1)温度 提高温度可使反应速度加快,使精制油中杂质含量下降。但温度过高会促进裂化反应而使液体产物收率下降。因此,一般在用钼酸钴时,反应温度为320370,在用钼酸镍时为280320,在用钴钼镍时约为325。9/22/202213第13页,共33页,编辑于2022年,星期四2)压力 提高压力可以促进加氢反应,有利于脱除杂质,尤其是脱氮,增加精制深度,减少催化剂上积炭,延长催
8、化剂寿命。但是预加氢所用的氢气来源于重整部分,反应压力受重整压力限制而不能提高。在铂重整中预加氢压力一般为2.02.5MPa,而在铂铼重整中则为1.6MPa左右。9/22/202214第14页,共33页,编辑于2022年,星期四3)空速 降低空速意味着增加原料油与催化剂的接触时间,可使加氢精制深度增加,精制油杂质含量下降。但过低的空速不仅使装置处理能力下降,而且由于裂化反应增加而使液体收率下降,积炭增加,缩短催化剂寿命。空速的选择一般取决于催化剂的活性,通常选取35m3/m3cat.hr。用钴钼镍催化剂时空速一般为2.22.6h-1。9/22/202215第15页,共33页,编辑于2022年,
9、星期四4)氢油比 氢油比是指进入反应器的氢气流量与原料流量之比。若氢气流量和原料流量都以体积单位计算,称氢油体积比;若以摩尔流量计算,称作汽油摩尔比。氢气流量(Nm3/h)氢油比(体积)=原料油流量(m3/h)9/22/202216第16页,共33页,编辑于2022年,星期四 氢气流量(kmol/h)氢油比(摩尔)=原料油流量(kmol/h)计算氢油比时,氢气流量通常是指富氢气体(其中包含少量的小分子烃)在0,1大气压下的体积流量,而原料油则是指20时的液体体积流量。计算氢油摩尔比时,氢气流量通常指纯氢的流量。提高氢油比也就是提高了氢分压,有利于加氢反应而抑制催化剂上积炭,也有利导出反应热;但
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