连续重整装置简介及开工优化操作

2023-01-20

一、重整装置简介

连续重整装置是新建的65万吨/年对二甲苯芳烃联合装置中的主要装置之一。本装置以直馏石脑油、加氢裂化重石脑油为原料, 生产拔头油、戊烷、含氢气体和液化气等产品, 重整生成油送至二甲苯单元。本装置包括预处理、连续重整、催化剂连续再生三个单元。预处理单元:规模170万吨/年, 采用先分馏后加氢及循环氢流程, 设置补充氢压缩机, 将重整产氢由2.2MPa升压至3.2MPa后为预加氢及歧化装置提供补充氢。预加氢循环氢压缩机与补充氢压缩机采用往复压缩机。连续重整单元:规模200万吨/年, 采用UOP最新一代超低压连续重整工艺技术及UOP公司R234催化剂。四台反应器两两重叠布置。反应温度549℃, 平均反应压力0.35MPa, 氢烃分子比2.0, 体积空速1.8h-1, C5+馏份辛烷值为RON104。催化剂连续再生单元:规模2041kg/h, 采用UOP Cycle Max工艺技术, 再生放空气脱氯采用UOP Chlorsorb工艺技术回收再生放空气中的氯化氢。

二、重整工艺原理

重整是一个化学反应的过程, 存在着多种化学反应。原料油分子在一定的操作条件下, 由于催化剂的作用, 使其分子结构发生重新组合, 从而最大限度地促进芳烃的生成和分子异构化, 达到制取芳烃或提高辛烷值的目的。

重整化学反应

1. 六元环烷脱氢反应

这类反应进行极快, 反应吸收大量热量, 芳烃和氢气产率高, 大多数在一反进行, 然后在二反完成。

2. 五元环烷异构脱氢反应

烷基化戊烷 (甲基环戊烷、二甲基环戊烷等) 首先进行异构化反应, 生成六元环烷烃, 再脱氢生成芳烃。该反应也是强吸热反应, 产物为芳烃和氢。主要在二反和三反中进行。

3. 烷烃脱氢环化反应

主要碳链上的碳原子数多于六个以上的烷烃在比较苛刻的条件下首先脱氢环化, 再进行脱氢生成芳烃。这类反应也是强吸热反应, 反应速度比环烷烃脱氢低得多。连续重整比半再生重整 (固定床) 的芳烃转化率有很大的提高主要原因是提高了烷烃转化成芳烃的反应速率。

4.

烷烃异构化反应

5.

这类反应速度慢, 放热少, 不产氢, 仅对提高辛烷值有利, 不直接产芳烃。

6. 加氢裂化反应

该反应是使分子量变小的过程, 反应速度慢放热耗氢, 不利于生产芳烃, 使液收降低, 增加催化剂积碳速度。这类反应主要在四反进行。反应温度和压力提高, 空速降低, 加氢裂化反应速度将加快。

7. 缩合反应

此类反应是指在催化剂上发生的结焦反应, 芳烃 (尤其是重芳烃) 和烯烃, 环烷烃都有可能参与缩合反应, 形成稠环芳烃继而结焦, 促进催化剂失活, 提高氢分压可抑制生焦。

由此可知重整反应大部分为放热反应同时产出大量的氢气, 根据化学反应动力学原理, 提高温度, 减少氢气量可以促进前四个反应向正向反应进行。氢烃比减少, 则氢分压降低, 有利于环烷脱氢和烷烃的脱氢环化。在开工初期, 催化剂活性较高, 容碳能力强, 可以选择较低的氢油比减少循环氢压缩机和重整四合一炉的负荷, 节能降耗。

三、重整装置开工

1. 联动试车

包括三查四定, 管线吹扫、爆破, 蒸汽打靶, 水冲洗、分馏单元水联运, 分馏系统气密, 临氢系统气密, 单机试运, 加热炉烘炉, 反应系统干燥, 余热锅炉煮炉, 催化剂装填, 分馏系统油联运。

2. 投料试车

(1) 预处理单元投料试车:预加氢反应系统引氢气置换、气密, 氢气循环升温, 反应系统进油催化剂活化, 预处理单元调整操作产合格精制油。

(2) 重整单元投料试车:重整反应系统引氢气置换、气密, 重整压缩机开机氢气循环, 再生系统引氢气置换、气密, 重整余热锅炉系统循环, 反应系统升温, 还原段、再生系统升温, C-2001、C-8001热油运, 重整反应系统投料, 投用再接触系统, 重整单元调整操作产出合格产品。

(3) 再生单元开工:催化剂黑烧, 催化剂黑烧转白烧。

3. 开工期间亮点

(1) 圆筒炉烘炉用水代替蒸汽作取热介质

重整装置预处理单元汽提塔重沸炉为一圆筒炉, 汽提塔底物料经汽提塔底重沸炉泵送出分四路进加热炉加热后混合成一路返回汽提塔。按照以前的经验, 烘炉时在炉子四路进料口接临时蒸汽通入炉管, 然后在四路出口法兰解口安装四个消音器, 利用蒸汽取热, 防止炉管干烧。缺点:消耗大量蒸汽, 能耗大;需安装四个消音器;噪声大。

用水代替蒸汽作取热介质:优化水联运流程, 烘炉时水在炉管中运行取走炉膛中的热量, 然后经过水冷器E-1007冷却。优点:节约大量蒸汽, 减少噪音污染, 不需配备消音器, 节省能耗。

(2) 前期准备工作足, 后期开工阶段问题少

装置开工前期经过大量的吹扫、冲洗、油运以及仪表调式、单机试运等工作暴露、整改大批问题, 保证了设备的稳定性, 优化了系统操作。开工后期投料阶段, 运转设备全部正常, 容器、管线、阀门无一泄漏和堵塞, 开工投料一次性成功。