克拉玛依职业技术学院
毕业设计
题目；指导教师；
班级；精化1131
姓名；完成日期；2014/5/5
克拉玛依职业技术学院制时间；2014/5/5
石油化学工程系
目录
1前言 (1)
2轻烃芳构化技术概况 (2)
3 GAP工艺技术 (3)
3.1 GAP-I工艺技术及其工业应用 (4)
3.2 GAP-II工艺 (9)
3.2.1 GAP-II工艺流程和特点 (9)
3.2.2 原料及芳构化催化剂的性质 (9)
3.2.3 GAP-II工艺主要工艺条件 (10)
3.2.4 GAP-II工艺产品分布和产品性质 (11)
3.2.5 GAP-II工艺装置的总投资 (12)
3.2.6 芳构化改质装置的加工费用 (12)
3.3 GAP-III工艺 (13)
3.3.1 GAP-III工艺流程和特点 (13)
3.3.2 GAP-III工艺主要工艺条件 (13)
3.3.3 GAP-III工艺产品分布及产品性质 (14)
3.3.4 GAP-III工艺的装置总投资 (15)
3.3.5 GAP-III工艺的加工费用 (15)
3.4 GAP工艺应用小结 (16)
4 GTA工艺及其工业应用 (17)
4.1 GTA-I工艺 (17)
4.1.1原料及催化剂的性质 (17)
4.1.2工艺流程 (17)
4.1.3主要工艺参数 (18)
4.1.4 产品分布及产品性质 (18)
4.1.5 GTA-I工艺的装置总投资 (19)
4.1.6 装置加工费用 (20)
4.2 GTA-II工艺及其工业应用 (20)
4.2.1 原料性质 (20)
4.2.2 GTA-II工艺流程 (21)
4.2.3主要工艺参数 (22)
4.2.4产品分布及产品性质 (22)
4.2.5 GTA-II工艺的装置总投资 (23)
4.2.6 GTA-II工艺的装置加工费用 (23)
4.3 GTA工艺小结 (24)
5 结论 (24)
1前言
轻质芳烃（苯、甲苯、二甲苯）是最基本的石油化工原料之一，随着合成橡胶、合成纤维、合成树脂三大合成材料的迅猛发展及国民经济对其它精细化学品需求的不断增长，轻质芳烃的需求急速增长。另外，燃料油市场对高辛烷值汽油的需求量也在不断增长，轻质芳烃正是高辛烷值清洁汽油的重要调合组份，我国绝大多数的清洁汽油中芳烃含量远低于国家标准对芳烃含量的要求，因此，开发新的芳烃来源和生产技术显得越来越重要。
目前，催化重整技术是炼油企业获得优质石油芳烃或高辛烷值汽油调合组分的最主要手段。催化重整反应的重要特征是将直馏石脑油中的环烷烃经脱氢等过程转化为芳烃。所以，无论早期的半再生重整工艺还是经催化剂及工艺改进后的连续重整工艺，均要求原料具有一定的芳烃潜含量（主要指环烷烃含量）。对原料组成的要求事实上限制了由催化重整生产芳烃的原料资源。
轻烃芳构化技术是近二十年来发展的一种新的石油加工技术，其特征是利用改性的沸石分子筛催化剂将低分子的烃类直接转化为苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃。轻烃芳构化技术与目前炼厂采用的重整工艺相比，具有以下优点：（1）使用的分子筛催化剂具有很好的抗硫、抗氮能力，原料无需深度加工；（2）芳烃产率不受原料油芳烃潜含量的限制，原料不需预分馏；（3）低压、非临氢操作，其基本建设投资少，操作费用低；（4）通过改变催化剂配方及芳构化反应工艺条件，可在一定范围内调整产品分布，以适应市场需要；（5）芳构化反应产生的干气富含氢气，碳1，碳2，可以作为燃料气和加氢装置的氢源。
随着现代工业的发展，作为基础化学工业原料和高辛烷值汽油组分的轻质芳烃的需求量不断增加，而石油资源却日益短缺，因此，立足现有石油资源，利用芳构化工艺过程来拓宽生产芳烃的原料资源、增加芳烃产量具有很强的现实意义。
新疆新投康佳集团紧跟化工发展时需，积极发展了正在投建中的40万吨每年的芳构化产业。并用运了中国石化洛阳石化工程公司工程研究院的工艺，该院在轻烃芳构化方面作了大量的研究开发工作，形成了自己的专有技术－GAP技术和GTA技术，并拥有两项专利(ZL92101228.4，ZL93102129.4)。该技术利用专有催化剂，可以将诸如焦化汽油、直馏汽油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油、裂解汽油、液化气等轻烃转化为芳烃，用于生产轻质芳烃或者高辛烷值汽油调合
组分。轻烃芳构化技术作为一种全新的轻烃深加工工艺，正日益受到众多炼油企业的关注。目前，GAP和GTA技术已成功应用于国内十余家炼化企业，并取得了理想的工业应用结果。工业装置运转结果表明，洛阳石化工程公司工程研究院开发的轻烃芳构化技术—GAP、GTA工业技术的成熟，为我国炼油企业提供了一条轻烃深加工的新途径，具有广阔的工业应用前景。
2轻烃芳构化技术概况
二十世纪70年代初，美国Mobil公司合成出了ZSM-5型硅铝沸石，并将其应用于催化剂研究中，进而开发出生产芳烃的催化剂和工艺，使得从其它途径生产芳烃成为可能。轻烃分子在HZSM-5分子筛催化剂上的反应较为复杂，一般认为包括裂化、齐聚、环化和脱氢四个主要步骤。烃分子首先裂化成低分子“碎片”，这些“碎片”再经过正碳离子反应机理“连接”成环，通过脱氢或氢转移生成芳烃。由于受分子筛结构和反应历程的限制，不同烃分子在HZSM-5沸石上的芳构化产品分布相近。金属改性的HZSM－5分子筛上烷烃芳构化的途径如图1所示。
图1 金属改性HZSM－5分子筛上烷烃芳构化途径
ZSM-5分子筛由于其特殊的择形性、良好的水热稳定性和抗积碳能力强，得到了广泛地工业应用。在ZSM-5沸石为主要活性组分的催化剂上，低分子烷烃或烯烃可以直接转化成芳烃，并对原料的芳烃潜含量没有要求。利用这一特性，国内外相继开发了多项由不同工艺、不同原料直接生产苯、甲苯、二甲苯（BTX）等轻质芳烃或高辛烷值汽油调合组分的轻烃芳构化工业技术。
由UOP公司与BP公司联合开发的Cyclar工艺是世界上最早实现工业化的芳构化工艺技术。该工艺是用一步法将液化石油气(丙烷和丁烷)选择性地转化为高附加值的轻质芳烃(BTX)，并联产大量氢气。采用该工艺的4.0万吨/年工业示范
装置于1989年9月在苏格兰Grangemouth BP公司炼油厂开工，第一套40万吨/年工业化装置于1990年1月在同地投产。由于应用了移动床反应器、催化剂连续
再生和未转化C
3、C
4
回炼等技术，芳烃收率很高。但正是由于采用了以上技术，造
成投资增加很多，因此该工艺比较适合于大规模装置，小规模装置的建设不宜采
用该工艺。
日本三菱石油和千代田公司联合开发了由LPG和轻石脑油生产BTX芳烃和氢气的Z-Forming TM新技术。该工艺的8200t/a工业验证装置于1990年11月投运，1991年11月完成试验验证。目的产品为芳烃、高纯度氢气和燃料气。
M
2
-Forming工艺是80年代中期美国Mobil公司提出的有别于传统催化重整过程生产芳烃的工艺。该工艺在固定床上，以ZSM-5单功能催化剂，将单一低碳
烃或工业原料如石脑油、C
5
馏份油、轻质裂解汽油等芳构化用于生产芳烃。该工艺过程催化剂在线操作时间短，再生频繁。
德国鲁齐(Lurgi)公司开发的直馏石脑油生产高辛烷值汽油技术(Zeoforming 工艺)是利用俄罗斯科学院西伯利亚分部催化剂研究所开发的高活性分子筛芳构化催化剂，将石脑油在固定床反应器上转化为高辛烷值汽油。利用该工艺(Zeoforming)建成的4.0万吨/年工业装置于1997年在波兰投产。催化剂在线操作周期300小时左右。在Zeoforming工艺过程中，直馏石脑油芳构化所得到的产品为：11%的燃料气、26%的液化石油气、62%的高辛烷值汽油和1%的溶剂油。
中国石化集团洛阳石化工程公司工程研究院开发的劣质汽油芳构化改质技术—GAP工艺于1998年8月完成了工业化，并相继建成投产了多套加工能力分别2-10万吨/年劣质汽油芳构化改质工业装置，用于生产低烯烃、低硫、高辛烷值的汽油调合组份。轻烃芳构化生产芳烃的GTA工艺也于2005年5月进行了工业试验，原料为催化裂化装置所产C4组分，目的产品为轻质芳烃BTX，装置加工规模为5万吨/年。已经工业化的装置运行结果表明，不仅GAP和GTA工艺技术成熟可靠，而且与同类型催化剂相比，其催化剂在线操作时间较长，再生频率低，装置投资少，操作费用相对较低。
3 GAP工艺技术
随着国家环保法规及车用燃料新标准的出台，对成品汽油的产品质量提出了新的要求，众多炼化企业的直馏汽油、油田轻烃等低辛烷值汽油组分作为车用汽
油调合组分已不现实。目前，这部分汽油馏分主要作为轻油裂解制乙烯装置或催化重整装置的原料，而没有其它合适的深加工手段。另一方面，对于成品汽油以催化裂化汽油为主的炼化企业，因催化裂化汽油烯烃含量、硫含量高也面临诸多质量难题。
对于那些缺乏上述轻油深加工生产装置的众多企业，采用劣质汽油芳构化改质（GAP工艺）技术，可以将低辛烷值汽油组分直接转化为高辛烷值汽油调合组分，从而解决了其无法出厂的困境。而另一方面，由于GAP工艺所得的改质汽油辛烷值高、硫含量低且烯烃含量几乎为零，与催化汽油调合后可以很好地解决催化汽油高硫高烯烃的质量难题，从而全面提升了炼化企业成品汽油的产品质量。针对我国炼化企业的发展现状，洛阳石化工程公司工程研究院相继开发了GAP-I、GAP-II和GAP-III型工艺，以满足不同企业的产品质量要求。
自1998年第一套GAP工业装置建成投产后，劣质汽油改质技术先后在广西田东、四川南充、南阳油田、长庆油田等多家炼厂工业应用，装置加工规模从2万吨/年到10万吨/年不等。诸多工业装置的运转结果表明：诸如直馏汽油等低辛烷值汽油组分经GAP改质后辛烷值大幅提高（提高30-50个单位），完全可以作为高辛烷值汽油调合组分，同时也证明了GAP工业技术的成熟可行。
3.1 GAP-I工艺技术及其工业应用
GAP-I工艺的目的产品是RON为90的高辛烷值汽油调合组分，已在沈阳市新民蜡化学品实验厂（1万吨/年工业示范装置）、广西田东石化总厂（2万吨/年）、四川南充石化总厂（5万吨/ 年）等厂建成多套工业装置。以上述三套工业装置为例，GAP-I工艺的工业应用结果如下。
3.1.1芳构化催化剂及原料的性质
芳构化催化剂的性质见表1。三套工业装置的原料分别为沈北、川中和田东直馏汽油，其性质见表2。
表1 芳构化催化剂主要性质
项目性质
比表面积/m2·g –1302.2
孔体积/ml·g–10.22
可几孔半径/?19.06
堆密度/kg·m-3640
压碎强度（径向/120
Ｎ·cm-1）
表2 三套装置原料油性质
项目新民装置田东装置南充装置
m-3713.9 717.1 714.8 密度/kg
?
(100ml)-1 3.2 2.6 2.1 胶质/mg
?
腐蚀/（Cu，50，3h）1a 1a 1a
硫含量/μg.g-130 600 230
氮含量/μg.g-1＜5 ＜5 ＜5
芳烃含量/m％ 4.1 4.17 5.26
馏程/℃
IBP 43 45 39
10％94 71 70
50％130 104 103
90% 168 133 137
FBP 185 170 166
3.1.2 GAP-I工艺流程
GAP-I工艺采用独特的模拟移动床工艺完成劣质汽油在芳构化催化剂上的连续反应－再生过程，具有催化剂利用率高、产品质量稳定、装置投资小、操作灵活等特征。采用GAP-I工艺的汽油改质装置反应－再生系统原则流程如图2。以下分别就反应、再生操作及产品出路三方面进行介绍。
E103 V102
图2 GAP-I工艺反应再生系统工艺流程
3.1.2.1 GAP-I工艺反应部分流程
直馏汽油的芳构化改质反应为强吸热反应，需采用分段加热的方式实现整个
反应过程。反应部分采用了两台加热炉，一台为原料油加热炉，一台为中间产物加热炉。反应器为三台，加热炉反应器之间联接相应跨线，使三台反应器能以一定形式串联使用，从而达到分段反应的目的。芳构化装置采用模拟移动床循环反应再生方式实现连续操作。该装置反应系统流程的特点为：每个操作周期的前反应器均是采用前一周期未经再生的后反应器。正常操作状态为其中两台反应器串联反应，另一台反应器则处于再生或等待状态。
3.1.2.2 再生部分
反应器内的催化剂经过一段时期的运转后，因表面生焦积炭而失活，需要通过烧焦再生以恢复催化剂的活性。催化剂的再生是一个高温过程，采用氮气中配空气的方式对失活催化剂进行烧焦再生，再生气氧含量控制在一定值。再生温度由再生加热炉控制，再生烟气循环使用。
3.1.2.3 产物分离
直馏汽油芳构化改质装置可单独设吸收稳定系统，也可利用炼厂现有催化裂化装置的吸收稳定系统。由反应系统生成的油气经与原料换热及冷却后，进入油气分离罐，分离出的气液产物送至吸收稳定系统进一步分离得到改质稳定汽油、液化石油气和少量干气。所得干气可以作为燃料气供芳构化改质装置自用。
3.1.3工业装置标定结果
沈阳新民直馏汽油芳构化改质装置1998年8月投产，广西田东和四川南充的芳构化改质装置分别于2000年9月和12月投产。三套工业的标定结果分别见表3、4、5。
表3芳构化改质装置的产品分布
产品分布％新民装置田东装置南充装置
干气 4.6 4.17 4.65
液化气30.2 20.00 25.45
汽油调合组份64.1 74.39 68.62
损失及生焦 1.1 1.44 1.28
表4 液化气组成，v%
物料液化气
C
2.82
2
C 3H
6
0.00
C 3H
8
63.16
C 4H
8
0.50
C 4H
10
31.55
C
5
+ 2.47
表5芳构化改质装置粗汽油性质
项目新民装置田东装置南充装置
密度/kg
?
m-3743.7 743.5 743.0
胶质/mg
?
(100ml)-1 4.9 4.2 3.9 腐蚀/（Cu，50，3h）1a 1a 1a
硫含量/μg.g-120 215 140
RON 90.8 90.2 90.1
芳烃含量/v％40.2 35.2 33.5
烯烃含量/v％0 0.8 0.5
馏程/℃
IBP 40 29 34
10％84 63 71
50％130 112 123
90% 178 157 168
FBP 204 200 198 直馏汽油芳构化改质装置的标定结果表明，对于不同的原料，其芳构化改质所得的产品分布存在较为明显的区别，但装置的综合商品（汽油＋液化气）率都较高，达到93%以上。由表4可以看出液化气产品组成以烷烃为主，通过操作的小幅调整，即可生产车用液化气。由表5可以看出，直馏汽油芳构化改质后，所得汽油的质量基本符合当前90#汽油质量标准，其辛烷值（RON）不仅可达到90以上，而且硫含量和烯烃含量都很低。以此芳构化改质汽油作为炼厂的高辛烷值汽油调合组分，不仅可以提升全厂汽油的辛烷值，还可有效降低成品汽油的硫及烯烃含量，从而实现炼厂车用汽油质量的全面升级。
3.1.4装置的单程操作周期
芳构化改质装置的单程操作周期是装置操作成本的重要影响因素。洛阳石化工程公司工程研究院开发的LAC系列芳构化催化剂的显著优点是催化剂在线操作周期较同类催化剂长，具有良好的活性、稳定性。新民、田东、南充三装置的单程操作周期分别为16天、15天和13天，之所以存在差异是由于原料和操作条件不同。催化剂的再生操作周期为5-7天。
3.1.5芳构化改质装置的总投资
三套直馏汽油芳构化改质装置的建设投资见表6，其中南充装置自身设有稳定系统，新民和田东装置则利用本厂催化裂化装置的吸收稳定系统。
表6 芳构化改质装置的建设投资（万元）
项目新民装置田东装置南充装置
总投资800 850 1200
反应系统500 550 600
再生系统300 300 400
吸收稳定系统－－200
备注旧三苯装置改造新建3万吨/年催化装置改造3.1.6 芳构化改质装置的加工费用
以南充芳构化改质装置为例，装置的加工费用核算见表7。
表7芳构化改质装置的加工费用（元/吨）
材料名称单位单价(元) 耗量费用（万元）1 催化剂及辅助材料254
1.1 催化剂t 230000 9.4 216.2 1.2 脱硫剂t 30000 6.0 18
1.3 干燥剂t 18000 6.0 10.8
1.4 支撑保护剂t 9000 10 9
2 动力费364.2 2.1 循环水t 0.25 1820000 46
2.2 电KW 0.46 1694000 78
2.3 燃料气t 900.00 2367 213
2.4 净化压缩空气N m30.15 480000 7.2
2.5 氮气20
3 工资及附加人20000 20 40
4 折旧费100
5 修理费40
6 加工费合计798.2
7 单位加工费(元/吨) 159.6
由表7可知，该装置的加工费用为159.6元/吨，其中催化剂的使用寿命按两年计算，而实际工业装置的催化剂使用寿命达到4年，且装置所产干气可以满足本装置自用，因而实际加工费用应低于表7的计算值。
3.2 GAP-II工艺
3.2.1 GAP-II工艺流程和特点
GAP-II工艺以直接生产90＃清洁汽油组分为目的。5.0万吨/年油田轻烃芳构化改质工业装置反应－再生部分简要工艺流程见图3。
图3 GAP-II工艺反再系统工艺流程
该工艺流程中设三台反应器，三台加热炉。反应器1、2和反应器3、分别串联成一组，交替在线反应或再生。换热后的原料经原料加热炉加热后进入反应器1改质，由于油田凝析油芳构化改质过程是一强吸热反应，所以从反应器1出来的油气经中间加热炉加热后进反应器2进一步改质，再经气液分离后得到目的产品。待反应器1、2这一组反应器的催化剂失活后切换到另一组反应器3继续进行芳构化改质反应，而反应器1、2切换进入催化剂烧焦再生周期。
GAP-II工艺的特点是通过反应-再生循环操作，达到连续稳定生产的目的。后续的气液产物分离系统与GAP-I工艺相同。同GAP-I工艺相比，GAP-II工艺流程和操作相对简单，总液体产品收率高，产品质量稳定，但催化剂利用率相对略低。
3.2.2 原料及芳构化催化剂的性质
芳构化装置的原料为胜利油田凝析油，其性质见表8。催化剂的性质见表9。
表8油田凝析油性质
项目凝析油
密度/Kg·m-3708.9
硫含量/μg·g-157.84
氮含量/μg·g-1<0.50
腐蚀/(Cu,50℃,3h) 1a
RON 52.6
族组成/v%
链烷烃66.19
环烷烃29.52
芳烃 4.29
馏程：
IBP 36.2
10% 56.5
50% 98.9
90% 159.4
95% 174.9
FBP 185.1
表9 催化剂主要性质
项目性质
比表面积/m2·g –1310
孔体积/ml·g–10.21
可几孔半径/?20.3
堆密度/kg·m-3660
压碎强度
径向/Ｎ·cm-1124
3.2.3 GAP-II工艺主要工艺条件
对于GAP-II工艺来说，反应开始时每个反应器内均为新鲜催化剂，反应条件相对缓和。GAP-II工艺主要操作条件见表10。
表10 GAP-II工艺中试工艺条件
项目数值
进料空速/ h-10.5
反应压力/ MPa 0.1-0.5
前反应器入口温度/℃320-500
后反应器入口温度/℃320-500
反应操作周期/d >20
再生周期/d 5-7
催化剂寿命/年>3.0
3.2.4 GAP-II工艺产品分布和产品性质
GAP-II工艺产品分布见表11。正如上所述，该工艺两反应器反应初期均为新鲜催化剂（或再生催化剂），反应条件较缓和，所以总液收较高。
表11 GAP-II工艺产品分布，m%
项目数值
干气 4.0
液化石油气26.9
改质汽油68.3
焦炭（含损失）0.8
GAP-II工艺液化气组成见表12，改质汽油的主要性质见表13。
表12 GAP-II工艺液化气组成，v%
物料液化气
C
2
1.56
C 3H
6
0.50
C 3H
8
70.32
C 4H
8
0.80
C 4H
10
24.46
C
5
+ 2.36
表13 GAP-II工艺改质汽油主要性质
项目芳构化汽油
密度/kg·m-3742.0
胶质/μg.(100ml)-1 4.2
腐蚀／(Cu,50℃,3h) 合格
硫/μg·g-129
芳烃/％33.0
苯/v% 2.1
烯烃/v% 0.9
辛烷值（RON）90.5
馏程/℃
IBP 38.2
FBP 204.2
由表可知，GAP-II工艺改质汽油的辛烷值（RON）大于90，其他性质基本符合90#清洁汽油的要求。液化气组成符合车用液化气标准。
3.2.5 GAP-II工艺装置的总投资
5.0万吨/年GAP-II工艺装置的建设投资见表14。
表14 5.0万吨/年GAP-II工艺装置的建设投资（万元）
项目金额
总投资1800
反应系统800
再生系统400
吸收稳定系统600
3.2.6 芳构化改质装置的加工费用
5.0万吨/年GAP-II工艺装置的加工费用核算见表15。
表15 5.0万吨/年GAP-II工艺装置的加工费用（元/吨）
1 催化剂及辅助材料233.
2 1.1 催化剂t 230000 8.
3 190.9 1.2 脱硫剂t 30000 6.0 18 1.3 干燥剂t 18000 6.0 10.8
1.4 支撑保护剂t 9000 15 13.5
2 动力费322.2 2.1 循环水t 0.25 1820000 46 2.2 电KW 0.46 1500000 69 2.
3 燃料气t 900.00 2000 180 2.
4 净化压缩空气N m30.1
5 480000 7.2
2.5 氮气20
3 工资及附加人20000 20 40
4 折旧费120
5 修理费50
6 加工费合计765.4
7 单位加工费(元/吨) 153.1
由表15可知，该装置的加工费用为153.1元/吨，其中催化剂的使用寿命按三年计算。
3.3 GAP-III工艺
3.3.1 GAP-III工艺流程和特点
GAP-III工艺以生产高辛烷值清洁汽油调合组分（RON约85.0）为目的。以
山东东明石化集团5.0万吨/年直馏石脑油芳构化改质工业装置为例，其反应-再生部分工艺流程图见图4。该装置设有一台二合一加热炉，两台反应器。换热后的原料经加热炉加热后经反应器A改质，从反应器A出来的油气再经加热炉加热后进反应器B进一步改质，经气液分离后得到目的产品（液化石油气和高辛烷值汽油调合组分）。待反应器A和反应器B的催化剂失活后，通再生气烧焦再生。
GAP-III工艺特点是反应-再生周期性进行。GAP-III工艺流程简单，操作安全可靠，操作费用和建设投资均较低，总液体产品收率高；该工艺不足之处是生产不能连续进行。
图4 GAP-III工艺反应流程简图
3.3.2 GAP-III工艺主要工艺条件
GAP-III工艺主要操作条件如表16所示。
表16 GAP-III工艺装置主要操作条件
项目数值
反应压力/MPa 0.2－0.5
进料空速/h-10.25
催化剂装填量/t 25
前、后反应器入口温度/℃310-480
反应操作周期/天>50
再生周期/天8－10
催化剂总寿命/年>3
3.3.3 GAP-III工艺产品分布及产品性质
GAP-III工艺5.0万吨/年直馏石脑油芳构化改质装置产品分布如表17所示。
表17 GAP-III工艺装置产品分布，％
项目数值
干气 2.4
液化气22.4
改质汽油74.6
焦炭（含损失）0.6
由表可知，GAP-III工艺的综合商品率较高，在96％以上。液化气和改质汽油性质见表18、19。
表18 GAP-III工艺典型液化气组成,v%
物料液化气
C
2
1.20
C 3H
6
2.35
C 3H
8
65.21
C 4H
8
1.53
C 4H
10
28.39
C
5
+ 1.32
表19 GAP-III工艺改质汽油主要性质
项目芳构化汽油
密度/kg·m-3730.2
硫含量/μg·g-120
芳烃/％24.3
苯 /% 0.8
烯烃/% 0.1
腐蚀／(Cu,50℃,3h) 1a
辛烷值（RON）86.2
馏程/℃
IBP 36.8
10% 69.1
50% 113.5
90% 170.8
FBP 203.8
由表可以看出，经GAP-III工艺改质后，所得改质汽油的硫含量和烯烃含量很低，是优良的高辛烷值汽油调合组分。而且所产液化气组成符合车用液化气标准。
3.3.4 GAP-III工艺的装置总投资
以山东东明5万吨/年直馏汽油芳构化装置为例，GAP-III工艺的装置投资见
表20。
表20 5万吨/年GAP-III工业装置的建设投资（万元）
项目数值
总投资1400
反应系统500
再生系统300
吸收稳定系统600
3.3.5 GAP-III工艺的加工费用
以东明装置为例，GAP-III工艺的加工费用见表21。
表21 5.0万吨/年GAP-III工业装置的加工费用（元/吨）
1.1 催化剂t 230000 8.3 190.9
1.2 脱硫剂t 30000 6.0 18
1.3 干燥剂t 18000 6.0 10.8
1.4 支撑保护剂t 9000 6.0 5.4
2 动力费293
2.1 循环水t 0.25 1820000 46
2.2 电KW 0.46 1000000 46
2.3 燃料气t 900.00 2000 180
2.4 净化压缩空气N m30.15 400000 6
2.5 氮气15
3 工资及附加
人20000 20 40
4 折旧费100
5 修理费40
6 加工费合计698.1
7 单位加工费(元/
吨) 139.6
由表21可知，GAP-III工艺装置的加工费用比GAP-I和GAP-II工业装置低，仅为139.6元/吨，其中催化剂的使用寿命按三年计算。
3.4 GAP工艺应用小结
（1）利用洛阳石化工程公司工程研究院的劣质汽油芳构化改质技术可以将直馏汽油改质生产高附加值的高辛烷值汽油调合组分和液化石油气。解决炼厂低辛
烷值汽油组分的出路问题。
（2）直馏汽油芳构化改质装置的工业运转结果表明：直馏汽油经芳构化改质后，所得产品分布合理，综合商品率高；所得芳构化汽油的质量基本符合我国90#清洁汽油质量标准，且硫、烯烃含量低，是优良的高辛烷值汽油调和组份。
（3）根据各个厂家的不同情况，可以选择GAP工艺的不同技术方案。其中，GAP-I和GAP-II工艺目的产物基本相同，GAP-II工艺的装置投资比GAP-I工艺略高，但综合收率比GAP-I工艺高，且加工费用稍低，操作更加简单。在三套工艺中GAP-III工艺装置投资最少，操作周期最长，综合收率最高，操作最简单，且加工费用最低，但其改质汽油的辛烷值略低（RON约85）。
（4）劣质汽油改质装置的技术经济分析结果表明：GAP工艺装置建设投资省、操作费用低，可以为企业创造良好的经济效益。
4 GTA工艺及其工业应用
由于凝析油、液化气等轻烃附加值较低，而轻质芳烃是高附加值的基础化工原料，因此利用轻烃生产芳烃不仅可以为企业创造经济效益，也可为企业向化工领域发展创造有利条件。基于这种需求，洛阳石化工程公司工程研究院在GAP技术的基础上开发了轻烃芳构化制取芳烃的GTA技术，针对不同原料开发了GTA-I
和GTA-II工艺。
4.1 GTA-I工艺
以液化气为原料生产芳烃的GTA-I工艺已成功实现了工业化，装置加工规模为5万吨/年，原料为催化裂化装置的混合C4组分。
4.1.1原料及催化剂的性质
混合C4(山东某厂)的组成如表22所示。催化剂性质见表23。
表22 混合C4原料组成
物料
混合C
4
v% M%
C
2
0.33 0.18
C
3H
6
3.06 2.35
C
3H
8
2.99 2.41
C
4H
8
56.64 58.03
C
4H
10
30.17 32.01
C
5
+ 3.81 5.02
表23 催化剂性质
项目LAC-1A
堆密度/kg·m-3710
孔体积/ml·g-10.19
比表面/m2·g-1296.8
径向压碎强度/ N·cm-1106
4.1.2工艺流程
1、反应再生再系统
采用三炉三反，连续操作。即反应部分设置一台原料预热炉和中间加热炉，三台反应器。再生系统设有一台再生气加热炉。每次反应用一组一个反应器，催化剂活性降低时把原料切入另外一组反应器。在切入反应器进行反应的同时对另外一组活性低的催化剂进行再生，使整个操作呈连续状态。工艺流程见图5。2、产物分离
反应产物由富气和液体产物组成，富气进入吸收稳定系统，由于原料是混合C4，芳构化反应后的液体产物中芳烃含量>95％。
3、再生系统
自系统来的氮气和净化空气（补充用）按比例分别计量进入再生气分液罐分液后，进入再生气换热器，与循环气体换热后，进入再生气加热炉加热至工艺要求温度去芳构化反应器，从床层顶部自上而下烧焦。根据反应器床层温度变化情况，随时补充空气。
轻烃芳构化生产芳烃技术进展 廖宝星 (中国石油化工股份有限公司广州分公司,广东广州510726) 摘 要:综述了国内外典型的轻烃芳构化工艺技术,介绍了不同分子筛催化剂的金属改性和反应条件对催化剂芳构化性能的影响,着重阐述了轻烃芳构化的反应机理,并提出了沸石分子筛芳构化催化剂进一步的优化方向。 关键词:轻烃;芳烃:芳构化 中图分类号:TQ 203;TQ 241 文献标志码:A 文章编号:0367-6358(2009)06-0373-04 Prog ress of Light H ydrocarbons A romatization T echnology LIAO Bao -xing (D ivision o f Guang z hou B ranch Compan y ,S INOP EC ,Guangd on g Guan gz hou 510725,China ) A bstract :Ty pical processing technologies fo r the arom atization of lig ht hy drocarbo ns are summarized .The effect on aromatizatio n perfo rmance of metal modification on different zeo lite catalysts and reaction conditions is introduced .Reactio n mechanism o f light hydrocarbons aroma tizatio n is discussed .consequently ,the furthen optim izatio n in zeo lite cataly sts is pro po sed .Key words :light hy drocarbo ns ;a ro matics ;arom atizatio n 收稿日期:2009-01-10;修回日期:2009-03-17 作者简介:廖宝星(1962～),男,高级工程师,主要从事乙烯、汽油加氢、芳烃抽提、丁二烯的生产、技术管理工作。E -mail :liaobx @g ncmail .cn 芳烃是产量和规模仅次于乙烯和丙烯的重要有机化工原料。其衍生物广泛用于生产化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化学品。最初芳烃生产以煤焦化得到的焦油为原料。随着炼油工业和石化工业的发展,芳烃生产已转向以催化重整油和裂解汽油为主要原料,以石油为原料的芳烃国外约占98%以上,国内约占85%以上。目前,石油芳烃大规模的工业生产通过现代化的芳烃联合装置来实现。通常芳烃联合装置包括催化重整、裂解汽油加氢、芳烃转换、芳烃分离等装置。 轻烃主要是指以C 5为主的烷烃或单烯烃化合物,是石油开采和炼制过程中的副产品。它与天然气、液化气、汽油、柴油一样,同属石油大家庭,常温常压下是液态。轻烃的来源主要有:(1)各油田、采油厂提取的C 4～C 8的混合物-轻质油(各油田叫法 不一)。(2)石化生产的副产品-塔顶油。(3)天然气田,油田开采中的凝析油,主要成分是链烷烃(占3%),不含烯烃。(4)炼油厂轻烃:原油常压蒸馏的 轻石脑油,石油二次加工如催化重整,加氢裂化的产品中均含一定数量的C 5及C 5以下烷烃组分。(5)石油化工厂轻烃,主要是溶剂油。据不完全统计,国内目前轻烃年产量7000～10000kt ,到2020年可能达到20000kt [1]。近几年来,随着石油资源的日益减少,将丰富廉价的轻烃,转变为高附加值的苯、甲苯、二甲苯(BTX )的研究已成为当今重要的研究课题和热点问题。轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺,用于生产芳烃或高辛烷值汽油的调和组分。该工艺是以HZSM -5沸石分子筛作为催化剂的活性组分,将重整抽余油、重整拔头油、直馏汽油、焦化汽油、热裂解汽油、热裂解C 5馏
８ 工业催化 ＩＮＤＵＳ矾ｔＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ２００５年第１３卷增刊低碳烃、汽油芳构化技术进展 孙书红１，一，谢进宁３，马建泰１ （１．兰州大学化学化工学院，甘肃兰州７３００００；２．中国石油兰州石化公司石化研究院，甘肃兰州７３００６０；３．中国石油兰州石油化工公司兰州炼油化工设计院，甘肃兰州７３００６０） 摘要：综述了低碳烃、汽油芳构化技术进展，阐述了芳构化机理、工艺条件影响因素、工业技术应 用以及催化剂研究进展等。． 关键词：低碳烃；汽油；芳构化 利用轻烃芳构化过程可以将廉价的轻烃资源， 如裂解轻烃、油田轻烃、直馏汽油、焦化汽油、重整拔头油和重整抽余油等转化为价值较高的芳烃，用于生产轻质芳烃或改质劣质汽油，生产高辛烷值汽油。 轻烃芳构化工艺与催化重整工艺相比，具有以下特点：原料适用范围广；使用的分子筛催化剂具有一定的抗硫、抗氮能力，原料不需要精制；芳烃产率不受原料芳烃潜含量的限制，原料不需要预分馏；通过改变催化剂组成和制备工艺及芳构化反应工艺条件，可以在一定程度上调整产品分布，以适应市场变化；装置建设投资省，操作费用低。目前市场芳烃紧缺，国家环保法规对清洁汽油的要求日益严格，因此轻烃芳构化技术大有发展潜力。 １芳构化机理 １．１低碳烷烃芳构化的热力学… 热力学计算表明，将液化石油气（ＬＰＧ）转化为芳烃（Ｂ１Ⅸ）的反应需要较高的反应温度，相比之下，将烯烃转化为芳烃的反应温度较低。将烷烃转化为烯烃比转化为芳烃需要更高的反应温度，烷烃分子的碳数越多，烷烃转化为芳烃所需温度越低，表明碳数越多的烷烃越易转化为芳烃或烯烃，随碳数增多，芳构化产物中苯的选择性也呈下降趋势。 １．２低碳烃芳构化反应机理 低碳烃芳构化反应机理的核心问题是烷烃的活化、催化剂的酸性和金属组分在芳构化反应中的作用和失活机理。Ｍｏｌｅｔ等川２认为在丙烷活化中，ｚｎ２＋起脱氢作用。ＯｎｏＹ等０３『根据芳烃随总转化率变化看出，芳烃随反应时问的增加而单调增加，说明芳构化的第一步是通过ｚｎ或Ｇａ物种的催化脱氢，证实了金属离子的脱氢活性。张雄辐等Ｌ４ｌ则认为在反应起始阶段，沸石的酸性质子首先活化丙烷形成正碳离子。 就芳构化反应整体而言，烷烃的活化需要较高的温度和较强的酸性，而聚合环化只需在相对较低的温度和较弱的酸性下进行，因此，在烷烃芳构化反应中存在着高温与低温、强酸与弱酸之间的矛盾。 谢茂松引５认为，甲烷芳构化反应机理和途径可假设为： （１）甲烷的一个（、＿Ｈ键与定位在ＨＺＳＭ一５分子筛孔道中的钼物种发生相互作用而被极化；（２）极化了的甲烷分子与ＨＺＳＭ一５分子筛的１３酸中心发生反应，生成氢分子，在分子筛上留下一负电荷；（３）带负电荷分子筛ｚ一和ＯＨ；作用，恢复ＨＺＳＭ一５分子筛的Ｂ酸中心和生成钼类碳烯中问物或一ＣＨ自由基，形成一个催化循环；（４）钼类碳烯中间物或一ＣＨ２自由基通过双聚生成苯和甲苯。 从反应机理看，芳构化过程可看作是１３酸和Ｉ。酸协同作用的结果，只有提供足够的Ｌ酸中心和具有适当的Ｌ／Ｂ比值，才会有高的芳烃收率。 ２操作工艺条件的影响 ２．１反应温度 芳构化反应为强的吸热反应，从动力学方面考虑，提高反应温度能增加化学反应速率，有利于芳烃产率的增加。但是过高的反应温度促进热裂化等副 作者简介：孙书红（１９７０一），女，高级士程师，博士研究生，从事催化裂化催化剂的研究和开发工作。 万方数据
目录 摘要........................................................... I Abstract......................................................... I I 第1章绪论 (1) 1.1图像分割概述 (1) 1.2图像分割特征 (1) 1.3图像分割的发展及现状 (1) 1.4研究的背景与意义 (2) 第2章数字图像处理 (3) 2.1发展概况 (3) 2.2主要目的 (4) 2.3常用方法 (4) 2.4应用领域 (5) 2.5研究方向 (7) 2.6基本特点 (7) 2.7MATLAB软件 (8) 第3章阈值分割 (10) 3.1图像二值化 (10) 3.2阈值分割基本原理 (10) 3.3阈值分割方法定义 (11) 3.4阈值分割描述 (11) 3.5阈值分割分类 (12) 第4章阈值分割方法 (13) 4.1直方图法 (13)
4.2迭代法 (14) 4.3最大类间方差法 (17) 4.4小结 (20) 第5章最大类间方差法的改进 (21) 结论 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
通常人们只对图像的某个区域感兴趣，为了能够把感兴趣的区域提取出来，就得对图像进行分割。图像分割就是把图像分成一些具有不同特征而有意义的区域，以便进一步的图像处理与分析。图像分割是图像处理的关键，在灰度图像中分割出有意义区域的最基本方法是设置阈值的分割方法。选择阈值的主要方法有：直方图法，迭代法，最大类间方差法。本文主要比较三种方法的优缺点，并对其中的最大类间方差法进行优化，改进分割效果。 关键词：阈值直方图迭代法最大类间方差法
淮海工学院专业设计报告书 题目： 50000吨/年炼厂液化气分离 工艺初步设计 系（院）：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 姓名： 学号： 2013年12月20 日
设计任务书 班级：姓名：学号： 一、设计题目： 50000吨/年炼厂液化气分离工艺设计。 二、设计条件： 液化石油气 组分 wt% 乙烷 0.31 乙烯 0.02 丙烯 35.58 丙烷 8.46 正丁烷 7.51 异丁烷 14.66 异丁烯 12.08 丁烯-1 5.01 反丁烯-2 9.81 顺丁烯-2 6.55 异戊烷 0.01 总硫量 20~50ppm 水分饱和水 合计 100 丙烯： 分子式： C 3H 6 熔点(℃)： -191.2 沸点(℃)： -47.72 相对密度(水=1)： 0.5 相对蒸气密度(空气=1)： 1.48 饱和蒸气压(kPa)： 602.88(0℃) 性能： 主要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。 外观与性状：无色气体或黄棕色油状液体, 有特殊臭味。 闪点(℃)： -74 引燃温度(℃)： 426～537 爆炸上限%(V/V)： 33 爆炸下限%(V/V)： 5 健康危害：本品有麻醉作用。急性中毒：有头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等；重症者可突然倒下，尿失禁，意识丧失，甚至呼吸停止。可致皮肤冻伤。慢
性影响：长期接触低浓度者，可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳以及植物神经功能紊乱等。 环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。 燃爆危险：本品易燃，具麻醉性。 危险特性：极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 特点： ①污染少。②发热量高。③易于运输。④压力稳定。⑤储存设备简单，供应方式灵活。
《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应
芳构化操作规程 第一章概述 第一节本装置生产任务及特点 随着我国淘汰70＃汽油、2000年全面实现汽油无铅化进程的加快，对于加工流程简单的炼油厂，如何解决低辛烷值汽油组份的深加工问题必将成为技术改造的重点。 轻烃芳构化技术是近十年来发展起来的一种新的石油化工工艺技术，其特点是利用非贵金属改性的沸石催化剂将低分子烃类直接转化为苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃。与目前炼油厂采用的催化重整工艺相比，该技术具有以下几种特征：（1）使用的沸石催化剂具有一定的抗硫、抗氮能力，原料不需要深度精制。（2）其芳烃准备产率不受到原料芳烃潜含量限制。（3）低压、非临氢操作，其操作费用低，基本建设投资少，因而，芳构化技术的开发应用即将成为继催化重整技术以后的又一项生产石油芳烃或高辛烷值汽油组份的新工艺。 多年来，中国石化集团公司洛阳石化工程公司炼制研究所在轻烃芳构化生产芳烃或高辛烷值汽油等方面作了大量的研究开发工作，形成了自己的专有技术，并拥有两项发明专利（ZL93102129.4）。由洛阳石化工程公司炼制研究所等单位共同研究开发的劣质汽油芳构化改质技术已于1998年1月通过了中国石化集团公司（原中国石化总公司）组织的技术鉴定。该技术利用专有催化剂，将诸如焦化汽油、直馏汽油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油、裂解汽油等轻烃转化为芳烃，用于生产芳烃或高辛烷值汽油。 1998年8月，以直馏汽油为原料的1.0×104t/a芳构化改质工业示范装置在沈阳新民蜡化学品实验厂投入运行。该装置的运转结果达到了预期的目的（即液化石油气+汽油≥90%(wt);汽油ROM≥90），证实芳构化改质技术的可靠和可行性，具备了工业应用的条件。
中南民族大学 毕业论文(设计) 学院: 计算机科学学院 专业: 自动化年级:2012 题目: 图像分割技术与MATLAB仿真 学生姓名: 高宇成学号:2012213353 指导教师姓名: 王黎职称: 讲师 2012年5月10日
中南民族大学本科毕业论文（设计）原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：年月日
目录 摘要 (1) Abstract (1) 引言 (3) 1 图像分割技术 (3) 1.1 图像工程与图像分割 (3) 1.2 图像分割的方法分类 (4) 2 图像分割技术算法综述 (5) 2.1 基于阈值的图像分割技术 (5) 2.2边缘检测法 (5) 2.3 区域分割法 (7) 2.4 基于水平集的分割方法 (8) 2.5 分割算法对比表格 (8) 3基于水平集的图像分割 (9) 3.1 水平集方法简介 (9) 3.2 水平集方法在图像分割上的应用 (9) 3.3 仿真算法介绍 (10) 3.4 实验仿真及其结果 (11) 结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (19)
图像分割技术研究及MATLAB仿真 摘要：作为一项热门的计算机科学技术，图像分割技术已经在我们生活中越来越普及。顾 名思义这项技术的目的就是，将目标图像从背景图像中分离出去。由于这些被分割的图像区域在某些属性上很相近，因此图像分割与模式识别以及图像压缩编码有着密不可分的关系。完成图像分割所采用的方法各式各样，所应用的原理也不同。但他们的最终目的都是把图像中性质相似的某些区域归为一类，把性质差异明显的不同区域分割开来。通常在分割完成之后，我们就要对某些特定区域进行分析、计算、评估等操作，因而分割质量的好坏直接影响到了下一步的图像处理[1]，因此图像分割是图像处理的一个关键步奏。图像分割技术在各个领域都有着及其重要的意义；在工业上有卫星遥感，工业过程控制监测等等；在医学方面，水平集的分割方法还可以通过医学成像帮助医生识别模糊的病变区域；在模式识别领域还可应用到指纹扫描、手写识别、车牌号识别等等。 本课题的研究内容是对图像分割技术的几种常用的方法进行综述和比较，并基于其中一种方法进行MATLAB仿真测试，给出性能分析比较结果。 关键字：图像分割，MA TLAB仿真，模式识别 Image Segmentation and Matlab Simulation Abstract:Image segmentation is to image representation for the physically meaningful regional connectivity set, namely according to the prior knowledge of target and background, we on the image of target and background of labeling and localization, then separate the object from the background. Because these segmented image regions are very similar in some properties, image segmentation is often used for pattern recognition and image understanding and image compression and coding of two major categories. Because the generated in the segmented region is a kind of image content representation, it is the image of visual analysis and pattern recognition based and segmentation results of quality of image analysis, recognition and interpretation of quality has a direct impact. Image segmentation it is according to certain features of the image (such as gray level, spectrum, texture, etc.) to a complete picture of the image is segmented into several meaningful area. These features made in a certain region of consistent or similar, and between different regions showed significantly different. Image segmentation technology in various fields have most of the field and its important significance in digital image processing, image segmentation has a wide range of applications, such as industrial automation, process control, online product inspection, image coding, document image processing, remote sensing and medical image analysis, security surveillance, as well as military, sports and other aspects. In medical image processing and analysis, image segmentation for body occurrence of three-dimensional display of the diseased organ or lesion location determination and analysis plays an effective role in counseling; in the analysis and application of road traffic conditions,
利用 LNG 冷能的轻烃分离高压流程
高婷，林文胜，顾安忠
（上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海，200240） 摘要：利用 LNG 冷能能以较低的能耗分离回收其中高附加值的 C2+轻烃资源，同时实现 LNG 气化，是 LNG 冷能 利用的有效方式。本文提出一种新型的利用 LNG 冷能的轻烃分离流程，脱甲烷塔在较高的压力下运行，从而分 离出的富甲烷天然气能以较低能耗压缩到管输压力；脱乙烷塔在常压下运行，可以直接得到常压液态乙烷及 LPG 产品，方便产品的储运。脱甲烷塔中再沸器的热耗由燃气提供，经计算只需消耗 1 %左右的天然气；脱乙烷塔中 冷凝器所需的冷量由 LNG 提供。该流程轻烃回收率可达 90 %以上，其中乙烷回收率可达 85 %左右。以某气源组 分为基础，考察了乙烷含量和乙烷价格变化对装置经济性的影响，结果表明，使用该流程进行轻烃回收效益可观。 关键词：液化天然气（LNG） ；冷能利用；轻烃分离；高压流程；经济性分析 中图分类号：TQ 028; TE64 文献标识码：A 文章编号：
Light hydrocarbons separation at high pressure from liquefied natural gas with its cryogenic energy utilized
Gao Ting, Lin Wensheng, Gu Anzhong
(Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240)
Abstract: C2+ light hydrocarbons, which are resources with high additional values, can be separated from LNG with low power
consumption by efficiently utilizing its cryogenic energy, and LNG is gasified meanwhile. A novel light hydrocarbons separation process is proposed in this paper: the demethanizer works at higher pressure, thus the methane-rich natural gas can be compressed to pipeline pressure with low power consumption; the deethanizer works at atmosphere pressure, consequently liquefied ethane and LPG (liquefied petroleum gas, i.e. C3+) at atmosphere pressure can be product directly, which are easy to be stored and transported. The heat consumption of the reboiler in the demethanizer is provided by the combustion of the separated natural gas, which account for about 1 % of the total amount; the cold energy of the condenser in the deethanizer is provided by the cryogenic energy of LNG. The recovery rate is more than 90 % for light hydrocarbons, and about 85% for ethane. On the basis of one typical feed gas composition, the effects of the ethane content and the ethane price to the economics of the process is studied. The results show that, recovering light hydrocarbons from LNG by this process can gain great profits.
Keywords: liquefied natural gas (LNG); cryogenic energy utilization; light hydrocarbons separation; high pressure process; economic analysis 都是湿气 （乙烷、 丙烷等C2+轻烃的摩尔含量在10 % 以上） 湿气中的C2+轻烃是优质清洁的乙烯裂解原 ， 料，用其代替石脑油生产乙烯，装置投资可节省30 %，能耗降低30 %，综合成本降低10 %。利用LNG 的冷能分离出其中的轻烃资源， 还可以省去制冷设 备，以很低的能耗获得高附加值的乙烷和由C3+组
Corresponding author: Lin Wensheng, E-mail：linwsh@https://www.doczj.com/doc/4d16310543.html,.
引 言
LNG是在低温下以液态形式存在的天然气， 通 常需要重新气化才能获得利用。 LNG气化时释放的 -1 冷能大约为840 kJ·kg ，回收这部分能源具有可观 的经济和社会效益[1-2]。目前世界贸易中许多LNG
联系人：林文胜。第一作者：高婷（1985—） ，女，博士研究生。
甲醇制芳烃技术进展及经济分析
2014年12月17日（亚化咨询-上海）
目
? 前言 ? 甲醇制芳烃技术进展
录
? 甲醇制芳烃技术经济分析 ? 结束语
前
言
芳烃，特别是轻质芳烃BTX（苯、甲苯、二甲苯） 是重要的基本有机化工材料，其产量与规模仅次 于乙烯和丙烯。其衍生物广泛地应用于化纤、塑 料和橡胶等化工产品和精细化学品的生产中。近 年来，随着石油化工及纺织工业的不断发展，世 界上对芳烃的需求量不断增长。
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芳烃主要来源于石油路线。石油芳烃是目前芳 烃最主要的来源。 国内芳烃来源于石油和煤焦油，其中石油生产 的芳烃约占芳烃生产总量的85%以上。 国外通过石油路线生产的芳烃高达芳烃总产量 的98%以上。
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从石油获取芳烃资源主要来自三个方面的 技术：石脑油重整、乙烯裂解汽油加氢抽 提和碳四、碳五芳构化技术。 已经成功工业化的甲醇甲苯甲基化成为制 取BTX的一种新技术路线。
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国内市场对芳烃的需求量很大，而且增长较快。 由于我国近几年聚酯产业的迅猛发展，芳烃的产 量，尤其是PX产量难以满足国内市场快速增长的 巨大需求。2013年，我国PX表观消费量达到1650 万吨，其中国内产量760万吨，进口量890万吨。 2014年前三季度PX进口约700万吨。
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2013年，我国的进口原油依存度58%，单纯依赖石油资源已 经很难满足日益增长的化工基础原料需求，同时，巨大的 石油资源缺口也已严重威胁到国家的能源安全。 我国化石能源中煤炭资源相对丰富，利用煤炭资源生产 甲醇，继而从煤基甲醇或是海外进口廉价的甲醇为原料制 取芳烃，提高甲醇下游产品的附加值，延长煤化工产业链 ，是一条发展中国特色芳烃产业的新路。
文章编号:1006-5539(2001)03-0017-05 轻烃芳构化工业技术进展 郝代军,刘丹禾 (洛阳石油化工工程公司炼制研究所,河南洛阳471003) 摘 要:本文对世界上已建成的多套轻烃芳构化工业装置进行了详细总结。轻烃芳构化技 术根据目标产品的不同可以分为两类:生产芳烃技术和生产高辛烷值汽油技术。轻烃芳构化 技术目前有移动床反应工艺和固定床反应工艺两种形式。轻烃芳构化催化剂在注重活性的基础上,更应该注重其选择性和多功能性。 关键词:轻烃;芳构化;工业技术;综述中图分类号:TQ241;TQ205 文献标识码:A 第19卷第3期2001年9月 天 然 气 与 石 油 Natural Gas A nd Oil Vol .19,No .3Sept .2001 收稿日期:2000-09-29;修回日期:2001-04-09 作者简介:郝代军(1963-),男,山东金乡人,高级工程师,1988年毕业于山东大学,获硕士学位。一直从事石油化工工艺及催化剂的研制和开发工作。 1 前言 轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺。该工艺利用HZSM -5分子筛作为催化剂的活性组分,将诸如油田凝析油、直馏汽油、焦化汽油、重整抽余油、重整拔头油、热裂解汽油、热裂解碳五馏分和液化石油气等轻烃转化为芳烃,用于生产芳烃或高辛烷值汽油调和组分。 轻烃芳构化工艺与催化重整工艺相比,具有以下特点:原料适用范围广;使用的分子筛催化剂具有一定的抗硫、抗氮能力,原料不需要精制;芳烃产率不受原料芳烃潜含量的限制,原料不需要预分馏;通过改变催化剂组成和制备工艺及芳构化反应工艺条件,可以在一定程度上调整产品分布,以适应市场变化;装置建设投资省、操作费用低。目前市场芳烃紧缺,汽油燃料清洁化进程加快,因此轻烃芳构化技术必将得到快速发展。 2 轻烃芳构化生产芳烃 2.1 液化石油气生产芳烃的Cyclar 工艺 由UOP 公司与B P 公司联合开发的C yclar 工艺过程是用一步法将液化石油气(LP G )选择性地转化 为高附加值的轻质芳烃(B TX ),并联产大量氢气。 采用该工艺的4.0×104t /a 工业示范装置于1989年9月在苏格兰Grangemouth BP 公司炼油厂开工,第一套工业化装置于1990年1月在同地投产[1]。 Cyclar 工艺过程所用催化剂尚未公开,但估计是Ga /HZSM -5。沸石催化剂不但抗结焦能力强、热稳定性好、机械强度高,而且磨损小、寿命长,连续运转几天仍然保持高的活性,完全满足工艺上移动床的要求。另外该催化剂对硫、氮化物及C O 2、H 2O 不敏感,因此原料不需要精制。 Cyclar 工艺装置主要由反应器、催化剂再生(CCR )单元和产物分离装置三大部分组成,工艺流程见图1 。 图1 BP -UOP Cyclar 工艺流程
图像分割 前一章的资料使我们所研究的图像处理方法开始发生了转变。从输人输出均为图像的处理方法转变为输人为图像而输出为从这些图像中提取出来的属性的处理方法〔这方面在1.1节中定义过)。图像分割是这一方向的另一主要步骤。 分割将图像细分为构成它的子区域或对象。分割的程度取决于要解决的问题。就是说当感兴趣的对象已经被分离出来时就停止分割。例如，在电子元件的自动检测方面，我们关注的是分析产品的图像，检测是否存在特定的异常状态，比如，缺失的元件或断裂的连接线路。超过识别这此元件所需的分割是没有意义的。 异常图像的分割是图像处理中最困难的任务之一。精确的分割决定着计算分析过程的成败。因此，应该特别的关注分割的稳定性。在某些情况下，比如工业检测应用，至少有可能对环境进行适度控制的检测。有经验的图像处理系统设计师总是将相当大的注意力放在这类可能性上。在其他应用方面，比如自动目标采集，系统设计者无法对环境进行控制。所以，通常的方法是将注意力集中于传感器类型的选择上，这样可以增强获取所关注对象的能力，从而减少图像无关细节的影响。一个很好的例子就是，军方利用红外线图像发现有很强热信号的目标，比如移动中的装备和部队。 图像分割算法一般是基于亮度值的不连续性和相似性两个基本特性之一。第一类性质的应用途径是基于亮度的不连续变化分割图像，比如图像的边缘。第二类的主要应用途径是依据事先制定的准则将图像分割为相似的区域，门限处理、区域生长、区域分离和聚合都是这类方法的实例。 本章中，我们将对刚刚提到的两类特性各讨论一些方法。我们先从适合于检测灰度级的不连续性的方法展开，如点、线和边缘。特别是边缘检测近年来已经成为分割算法的主题。除了边缘检测本身，我们还会讨论一些连接边缘线段和把边缘“组装”为边界的方法。关于边缘检测的讨论将在介绍了各种门限处理技术之后进行。门限处理也是一种人们普遍关注的用于分割处理的基础性方法，特别是在速度因素占重要地位的应用中。关于门限处理的讨论将在几种面向区域的分割方法展开的讨论之后进行。之后，我们将讨论一种称为分水岭分割法的形态学
20000吨乙胺装置分离系统工艺设计 辛清炜1，李强2 (1.东北电力大学化学工程学院,吉林吉林132012; 2.东北电力大学化学工程学院,吉林吉林 132012) 摘要：本设计的内容是年产20000吨乙胺装置分离系统装置工艺设计，工艺采用连续精馏的方式，使用四个精馏塔，将乙醇和液氨混合加氢精馏成纯度大于99.5%的乙胺产品。本设计主要对T103塔所给的各个组分的质量分数并经过ASPEN软件模拟，得出各个塔的理论板数和回流比以及工艺条件，得出本套工艺装置的初步数据。同时完成物料衡算、热量衡算、并对乙胺精馏塔进行严格设备计算。对塔的冷凝器、再沸器、回流罐、接塔管和进料泵进行了详细计算和选型。 关键词：乙胺；精馏；ASPEN软件；工艺设计 Process Design of Separation System of 20000t Ethylamine Plant XIN Qing-wei1 ,LI Qiang2 (1.Chemical Engineering College, Northeast Dianli University, Jilin Jilin 132012;2.Chemical Engineering College, Northeast Dianli University, Jilin Jilin 132012) Abstract;The present design is 20000 tons per year ethylamine separation system means plant process design, continuous distillation process using manner, using four distillation column, ethanol and ammonia mixing hydrogenation rectification into purity of more than 99.5% of amine products. The design of the main T103 tower to the various components of the quality score and through the ASPEN software simulation, the theoretical plate of each column and reflux ratio and process conditions, the set of process equipment, the preliminary data. At the same time to complete the material balance, heat balance, and the rectification of the column for strict equipment calculation. The calculation and selection of the condenser, the re boiling device, the reflux tank, the connecting pipe and the feed pump of the tower are calculated in detail. And draw the process flow chart of the control point, the material map, equipment layout and piping layout. Key Words：Ethylamine；Distillation；ASPEN；Process planning 1绪论
轻烃芳构化技术及应用 近几年来,随着石油资源的日益减少,将丰富廉价的轻烃,转变为高附加值的苯、甲苯、二甲苯（BTX）的研究已成为当今重要的研究课题和热点问题。 轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺，用于生产芳烃或高辛烷值汽油的调和组分。轻烃芳构化基本机理是低碳烯烃在固体酸表面活化成正碳离子，然后转化为低碳烯烃中间物种，再低度共聚生成六碳至九碳烯烃等低聚物。低聚物再通过环化、异构化和脱氢等反应步骤生成芳烃。 轻烃芳构化技术主要为非临氢，有两种工艺路线。 一种是芳烃型芳构化工艺路线，原料可以为轻烯烃和碳3以上烷烃，包括炼厂气、液化气、混合C4、裂解C5、油田轻烃等。主要产物是以三苯为主的芳烃（液相产品芳烃含量98%以上），反应温度较高（高于500℃），不仅可以转化碳四中的烯烃，同时碳四烷烃也可以得到转化，缺点是会产生较多的干气（15%左右）。 另一种是汽油型芳构化工艺路线，以高辛烷值汽油调合组分作为目的产物，原料可以为直馏汽油、加氢焦化汽油、轻石脑油、混合碳四、液化石油气等，反应温度较低（一般300-450℃），干气产量较低（低于2%），所得汽油辛烷值较高（RON 85-93或更高）。 国外在上世纪八十年代开始低碳烃的芳构化技术研究，陆续开发出以LPG为原料的移动床芳构化Cyclar工艺（UOP/BP）、采用固定床的M2-Forming工艺(Mobil)和Aroforming工艺（IFP）等轻烃芳构化技术。 20世纪80年代初，国内开始对轻烃芳构化催化剂进行探索。华东理工大学和山西煤化所分别对金属改性的ZSM - 5 沸石用于轻烃芳构化进行研究；抚研院以富含丁烯的C4 馏分、丙烷及混合C3 为原料,在改性的HZSM- 5沸石催化剂上
基于MA TLAB的图像分割算法研究 基于MATLAB的图像分割算法研究 摘要 本文从原理和应用效果上对经典的图像分割方法如边缘检测、阈值分割技术和区域增长等进行了分析。对梯度算法中的Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、拉普拉斯(Laplacian)算子、LoG(Laplacian-Gauss)算子、坎尼（Canny）算子的分割步骤、分割方式、分割准则相互比较可以看出根据坎尼（Canny）边缘算子的3个准则得出的边缘检测结果最满意。而阈值分割技术的关键在于阈值的确定，只有阈值确定好了才能有效的划分物体与背景，但这种方法只对于那些灰度分布明显，背景与物体差别大的图像的分割效果才明显。区域增长的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成新区域。与此同时本文还分析了图像分割技术研究的方向。 关键词：图像处理图像分割 Abstract This article analyses the application effect to the classics image segmentation method like the edge examination, territory value division technology, and the region growth and so on.For comparing the Roberts operator, Sobel operator, Prewitt operator, the operator of Laplacian and the operator of LoG(Laplacian-Gauss),Canny operator in gradient algorithm,the step, the way and the standard of the image segmentation,we can find out the three standard of Canny edge operator the edge detection result of reaching most satisfy. And the key point of threshold segmentation lie in fixing the threshold value, it is good to have only threshold value to determine it then can be effective to divide object and background,but this kind of method is good to those gray scales,the big difference image effect between the background and obiect. The basic idea of area is to form the new region from similar nature.And also, this paper analyses the research direction of image segmentation technology at the same time. Key words: image processing image segmentation operator