石油加工工艺第7章 催化重整装置
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催化重整装置催化重整(Catalytic Reforming)是一种重要的石油化工过程,广泛应用于炼油厂中。
通过催化剂的作用,将原油中的烷烃和芳烃转化为高辛烷值的芳香烃,以提高汽油的辛烷值。
本文将详细介绍催化重整装置的工作原理、组成以及应用。
催化重整装置包括Pretreatment部分、Reaction部分和Separation部分。
Pretreatment部分主要是对原油进行预处理,包括脱硫、脱氮、脱氯等步骤,以保障后续反应的顺利进行。
原油经过蒸馏后得到的渣油,首先要去除其中的硫、氮和氯等杂质,以防止催化剂的中毒和活性的丧失。
同时,也有助于降低后续分离部分的操作难度。
脱硫通常采用氢气作为还原剂,使硫化物重新还原为元素硫,在高温、高压下通过催化剂催化剂进行反应。
脱氮和脱氯则需要通过不同的方法进行,比如利用酸、碱等进行中和,或者在催化剂反应前通过其他机制去除。
接着,Reaction部分是催化重整的核心部分。
在这部分,原油中的烷烃和芳烃通过催化剂的作用,反应生成高辛烷值的芳香烃。
催化重整反应需要在高温、高压、多相(气液固)条件下进行。
催化剂通常是含有贵金属(如铂、铑等)和支撑物的复合催化剂。
其中贵金属具有催化剂反应所需的特定活性,而支撑物则提供催化剂的稳定性和催化剂的寿命。
在催化重整反应中,烷烃通过脱氢反应生成烯烃,然后烯烃通过脱氢氧化和重排反应生成芳香烃,最终得到高辛烷值的芳香烃。
Separation部分是将反应产物中的不同组分进行分离。
由于催化重整反应是多相反应,产物中同时存在气相、液相和固相。
因此,需要通过分离操作将芳香烃从其他组分中分离出来。
一般来说,通过蒸馏、吸附和提取等分离技术实现。
首先,通过蒸馏将轻质烃类从重质烃类中分离,然后再通过吸附和提取将芳香烃从副产物中分离出来。
最终得到的高辛烷值的芳香烃可用作汽油的添加剂,提高汽油的辛烷值和抗爆性能。
催化重整装置的应用非常广泛。
在炼油厂中,催化重整是提高汽油辛烷值的重要工艺之一。
催化重整1 装置概述1.1 工艺原理概述 1.1.1 预加氢部分为了保护重整催化剂,必须对原料油进行加氢精制预处理。
即石脑油与氢气在一定温度下通过预精制催化剂加氢,将其所含的硫、氮、氯及氧等,加氢转化为H2S、NH3、HCl和H2O,从石脑油中脱除;使烯烃加氢饱和;将金属有机物分解,金属吸附在催化剂的表面脱除。
重整原料经预加氢精制后,杂质含量满足重整装置对进料的质量要求,确保了重整催化剂性能的充分发挥,实现催化重整装置的长期稳定运转。
加氢精制的主要化学反应如下:1.1.1.1 加氢脱硫硫化物在重整条件下能转化为H2S并吸附在金属铂上,从而抑制催化剂加氢脱氢功能,不利于重整脱氢、环化反应。
加氢脱硫过程就是将原料中的硫醇、硫醚、二硫化物等硫化物变成硫化氢而脱除。
① 硫醇的加氢RSH + H2 →RH + H2S② 硫醚的加氢③ 二硫化物的加氢④ 环硫化物的加氢⑤ 噻吩类的加氢在加氢脱硫的反应中,各种类型硫化物加氢脱硫的反应历程、难易程度不尽相同。
硫醇加氢脱硫的反应历程比较简单也容易发生,即C-S键断裂的同时加氢得到相应的烷烃和硫化氢。
硫醚的加氢脱硫比硫醇要相对困难一些,脱硫需分步进行,即先加氢转化为硫醇,然后再进一步加氢脱硫。
二硫化物在加氢条件下也是首先发生S-S键断裂反应生成硫醇,进而再加氢脱硫。
硫的杂环化合物,特别是噻吩及其衍生物不易氢解,其反应历程也比较复杂,直馏石脑油馏分中的噻吩硫比非噻吩硫要难脱的多。
噻吩的加氢脱硫反应可能有以下两个途径,一个途径是先加氢使环上的双键饱和,然后再开环脱硫生成烷烃;另一个途径是先开环生成二烯烃,然后再加氢生成烷烃,一般认为这两种反应同时存在。
噻吩的加氢脱硫的途径如下:各类硫化物加氢脱硫反应性能的顺序是:RSH >RSSR′ >RSR′ >噻吩1.1.1.2 加氢脱氮重整原料油中的碱性氮化物和氨对重整催化剂来说是毒物,它能中和重整催化剂的酸性,使重整催化剂的双功能失调,抑制其异构化、加氢裂化和脱氢环化反应的性能,脱氢反应也会受到一定的影响。
炼油催化装置设备有哪些炼油催化装置是炼油工业中的重要设备之一,用于在石油加工过程中进行重油催化裂解和转化,以提高产品的品质和产量。
下面将介绍一些常见的炼油催化装置设备。
1.催化裂化装置催化裂化装置是炼油催化装置中最常见的设备之一。
其主要功能是将重质石油馏分经过高温和催化剂的作用下进行裂化反应,将长链烃分子裂解为短链烃分子,以提高汽油和液化石油气(LPG)的产量。
催化裂化装置通常由反应器、分离器和再生器等组成。
2.催化裂化再生器催化裂化再生器是催化裂化装置中的重要组成部分。
在催化裂化过程中,催化剂会在反应中逐渐失活,需要经过再生处理才能恢复催化活性。
催化裂化再生器就是用于热解并燃烧积碳的废弃催化剂,以恢复催化剂的活性,提高催化效果。
3.催化裂化分离器催化裂化分离器主要用于将催化裂化反应器产物进行分离,并得到所需产品,如汽油、石脑油等。
常见的催化裂化分离器有闪蒸塔、提取塔等。
4.催化裂化反应器催化裂化反应器是催化裂化装置中最重要的部分之一。
在催化裂化反应器中,重质石油馏分在高温和催化剂的作用下发生裂化反应,生成汽油、液化石油气等轻质烃。
催化裂化反应器通常采用固定床反应器或流化床反应器。
5.催化重整装置催化重整装置是一种将低辛烷值的烃类化合物转化为高辛烷值的芳烃类化合物的装置。
催化重整是通过将烷类化合物经过催化剂的作用下进行分子重排和重组反应,使其转化为具有较高辛烷值的芳烃类化合物,从而提高汽油的辛烷值。
催化重整装置通常由重整反应器、再生器和分离器等组成。
6.稳定装置稳定装置是炼油过程中的一种常见设备,主要用于脱除石油馏分中的硫化物、氮化物和重质烃等不稳定成分,以提高产品的稳定性和质量。
稳定装置一般包括稳定塔、冷凝器、减压器等。
以上是一些常见的炼油催化装置设备,它们在炼油过程中起到了重要的作用。
随着石油工业的发展,炼油催化装置也在不断创新和改进,以适应市场和环保要求的变化。
炼油催化装置的发展将进一步推动石油工业的进步和发展。
石油炼化七种工艺流程从原油到石油要经过多种工艺流程,不同的工艺流程会将同样的原料生产出不同的产品.从原油到石油的基本途径一般为:①将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的非理想组分;②通过化学反应转化,生成所需要的组分,进而得到一系列合格的石油产品.石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。
(一)常减压蒸馏1。
原料:原油等。
2。
产品:2.石脑油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、沥青、减一线。
3.基本概念:常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称,基本属物理过程:原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料。
常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序,称为原油的一次加工,包括三个工序:a.原油的脱盐、脱水;b.常压蒸馏;c。
减压蒸馏。
4。
生产工艺:原油一般是带有盐份和水,能导致设备的腐蚀,因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理,通常是加入破乳剂和水.原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分,一部分形成塔顶油,经过冷却器、流量计,最后进入罐区,这一部分是化工轻油(即所谓的石脑油);一部分形成塔底油,再经过换热部分,进入常压炉、常压塔,形成三部分,一部分柴油,一部分蜡油,一部分塔底油;剩余的塔底油在经过减压炉,减压塔,进一步加工,生成减一线、蜡油、渣油和沥青。
各自的收率:石脑油(轻汽油或化工轻油)占1%左右,柴油占20%左右,蜡油占30%左右,渣油和沥青约占42%左右,减一线约占5%左右。
常减压工序是不生产汽油产品的,其中蜡油和渣油进入催化裂化环节,生产汽油、柴油、煤油等成品油;石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工,一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物;减一线可以直接进行调剂润滑油.5。
石油炼化工艺的催化重整装置是一种高能耗设备,全行业平均能耗在80~90kgoe/t,是石化行业节能改造首先考虑的设备。
催化重整的功能是将低辛烷值石脑油,在催化剂和氢的作用下,发生吸热化学反应,使之成为高辛烷值的重整生成油和芳烃,重整生成油是高标号汽油的重要组成部分,芳烃是用途广泛的化工原料。
由于催化重整是吸热反应,每个反应器之前必须配置中间加热炉为其提供反应热量[1],与之配套的反应工艺条件、塔顶操作压力、加热炉效率、物料流程、热联合、换热器等均是节能降耗需要考虑的因素。
黄健[2]提出原料优化及降低氢油比的节能措施,使中压蒸汽消耗量下催化重整装置能耗影响因素与节能效果分析卢俊文陈敏湛立宁王肖逸周璐璐王峥(河北省特种设备监督检验研究院唐山分院)摘要:为改善催化重整装置能耗状态,达到降耗节能最佳效果,对催化重整装置能耗进行分析,依据占装置总能耗比例大小,能耗构成包括燃料消耗、蒸汽消耗、电力消耗等,其中加热炉燃料消耗占装置总能耗74%;能耗影响因素有原料组分及产品结构、氢油比及回流比、加热炉效率等。
在某厂0.6Mt/a 催化重整装置节能改造中,采取加氢裂化重石脑油直供预加氢汽提塔、改变重石脑油加热源,选择高效换热设备等节能措施,使催化重整装置减少能耗4.06kgoe/t。
关键词:催化重整;加热炉;反应器;能耗分析;节能措施DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.07.009Analysis of factors influencing energy consumption and energy conservation effect in catalytic reforming deviceLU Junwen,CHEN Min,ZHAN Lining,WANG Xiaoyi,ZHOU Lulu,WANG Zheng Tangshan Branch of Special Equipment Supervision and Inspection Institute,Hebei ProvinceAbstract:In order to improve the energy consumption state of catalytic reforming device and achieve the best effect of reducing consumption and energy conservation,the energy consumption of catalytic reforming device is analyzed.According to the proportion of total energy consumption of device,the energy consumption composition includes fuel consumption,steam consumption,power consump-tion and so on.Especially,the fuel consumption of heating furnace accounts for 74%of the total ener-gy consumption of device,and the influencing factors of energy consumption include raw material composition and product structure,hydrogen oil ratio and reflux ratio,heating furnace efficiency and so on.In the energy conservation reconstruction of a 0.6Mt/a continuous reforming device in a plant,the energy conservation measures that contains direct supply of hydrocracking heavy naphtha to the pre-hydrotreating stripper,change in the heating source of heavy naphtha,and the selection of high-efficiency heat exchange equipment are taken,which makes energy conservation measures re-duce the energy consumption by 4.06kgoe/t .Keywords:catalytic reforming;heating furnace;reactor;energy consumption analysis;energy con-servation measures第一作者简介:卢俊文,高级工程师,1985年毕业于河北工业大学(化工机械专业),从事压力管道、压力容器及化工换热器方面的研究工作,130****3878,******************,河北省唐山市高新区大庆道37号河北省特种设备监督检验研究院唐山分院,063000。