催化重整工藝與工程

1 1. 目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀2. 催化重整工藝概況3. 催化重整工藝類型及技術(shù)特點(diǎn)4. 催化重整裝置的工藝流程5. 催化重整的專用設(shè)備6. 重整裝置能耗分析7. 降低重整能耗的措施8. 流程改進(jìn)及提高效益的某些措施9. 安全設(shè)施設(shè)置的考慮10. 裝置的擴(kuò)能改造 11. 投資及成本分析 目 錄 2 “催化重整”是以石腦油（直餾和各類加氫石腦油）為原料，在催化劑的存在下，生產(chǎn)富含芳烴的高辛烷值汽油組分，并副產(chǎn)含氫氣體等產(chǎn)品的工藝 31.目 前 我 國(guó) 催 化 重 整 現(xiàn) 狀 4 1965年我國(guó)在大慶建成投產(chǎn)了第一套10萬(wàn)噸/年的工業(yè)化催化重整裝置 經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，到2005年3月共建成投產(chǎn)催化重整裝置65套 總加工能力2190萬(wàn)噸/年，約占原油總加工能力的10%左右連續(xù)重整裝置18套，加工能力為1190萬(wàn)噸/年半再生重整裝置47套，加工能力為1000萬(wàn)噸/年 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 5 建設(shè)投產(chǎn)年代 建設(shè)裝置套數(shù)，套 處理量，萬(wàn)噸/年 原設(shè)計(jì)/改造增加萬(wàn)噸/年半再生 連續(xù)重整 合計(jì) 半再生 連續(xù)重整 合計(jì)60 4 - 4 55 - 55 40/1570 9 - 9 160 - 160 117/4580 7 1 8 110 60 170 139/3590 19 11 30 450 730 1180 1050/131 2000 8 6 14 225 400 625 至2005年3月合計(jì) 47 18 65 1000 1190 2190 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 6 90年 代 以 前 的 25年 ， 建 成 投 產(chǎn) 了 21套 催 化 重 整 裝 置 ， 其 中 只 有 一 套 連 續(xù)重 整 裝 置 90年 代 以 后 的 15年 間 共 建 成 投 產(chǎn) 了 44套 催 化 重 整 裝 置 ， 占 全 部 投 產(chǎn) 裝 置總 套 數(shù) 的 68%； 而 其 加 工 能 力 占 全 部 投 產(chǎn) 裝 置 總 能 力 的 82.4% 90年 代 以 后 的 15年 就 建 成 投 產(chǎn) 了 17套 連 續(xù) 重 整 ， 占 全 部 投 產(chǎn) 連 續(xù) 重 整 裝置 總 套 數(shù) 的 94.4%,占 能 力 的 95%1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 7 已 建 成 裝 置 的 規(guī) 模 分 布 情 況規(guī)模，萬(wàn)噸/年 數(shù)量，套 占總套數(shù)的比例，% 15 27 4152040 24 3745100 12 185100 2 31.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 8 裝 置 按 目 的 產(chǎn) 品 分 類 目的產(chǎn)品為芳烴的為23套，加工能力為770萬(wàn)噸/年，占總能力的35.1%； 目的產(chǎn)品為高辛烷值汽油組分的為30套，加工能力為820萬(wàn)噸/年，占總能力的37.5%； 在生產(chǎn)芳烴的同時(shí)兼顧生產(chǎn)汽油的為12套，加工能力為600萬(wàn)噸/年，占總能力的27.4%。1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 9 連續(xù)重整裝置占總套數(shù)的27.7%，加工能力卻占到了54.3%。 18套連續(xù)重整裝置中的5套平均反應(yīng)壓力為0.8MPa左右,其余的平均反應(yīng)壓力為0.35MPa左右，單套裝置的平均能力為66萬(wàn)噸/年； 連續(xù)重整裝置所采用的工藝技術(shù)包括了UOP和IFP兩家專利公司的各代專利技術(shù)，已具有國(guó)際 水平。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 10 半再生重整裝置的平均反應(yīng)壓力大多在1.5MPa左右單套裝置的平均能力為21.3萬(wàn)噸/年，平均能力偏低 大多是80年代以后建設(shè)的，技術(shù)水平比較高1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 11 中 石 化 集 團(tuán) 總 公 司 所 屬 企 業(yè) 目 前 共 建 成 投 產(chǎn) 催 化 重 整 裝 置 29套 ， 總 加 工 能 力 為 1236萬(wàn) 噸 /年 裝置類型 數(shù)量 加工能力套 占全國(guó)的比例，% 萬(wàn)噸/年 占全國(guó)的比例，%半再生 18 38.3 407 40.7連續(xù)重整 11 61.1 829 69.7 合計(jì) 29 44.6 1236 56.4 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 12 中石化集團(tuán)總公司催化重整裝置的數(shù)量不到全國(guó)總數(shù)的一半，但能力卻超過(guò)全國(guó)總能力的一半 連續(xù)重整裝置單套裝置的平均能力為75萬(wàn)噸/年,比全國(guó)單套平均能力高14% 半再生重整單套裝置的平均能力為22.6萬(wàn)噸/年,比全國(guó)單套平均能力稍高 在已建成投產(chǎn)的催化重整裝置數(shù)量、能力、管理和操作水平 還是在催化劑生產(chǎn)、掌握的工藝技術(shù)水平等諸方面高于全國(guó)平均水平。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 13 半再生和連續(xù)重整催化劑都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，并達(dá)到國(guó)際水平 半再生重整的工程設(shè)計(jì)全部國(guó)產(chǎn)化 連續(xù)重整僅購(gòu)買專利使用權(quán)，全部工藝和工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并且開(kāi)發(fā)出了以“逆流移動(dòng)床”為代表的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)重整專利技術(shù)。1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 14 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距 我國(guó)催化重整近年來(lái)發(fā)展較快、技術(shù)水平不低，但能力等差別較大 先進(jìn)國(guó)家催化重整的加工能力已經(jīng)占原油一次加工能力的的20以上。 除總加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐州和北美外等發(fā)展中國(guó)家外，單套裝置尤其是半再生重整裝置的平均能力偏低 由于原料來(lái)源等原因，現(xiàn)有的裝置普遍開(kāi)工不足。因此，裝置的操作成本高，大部分裝置的能耗都在4000MJ/t重 整進(jìn)料以上 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 15 目前我國(guó)生產(chǎn)的車用汽油在質(zhì)量方面與世界燃料規(guī)范及國(guó)內(nèi)車用無(wú)鉛汽油新標(biāo)準(zhǔn)相比的主要差距烯烴含量高硫含量高芳烴及苯含量相對(duì)較低其中烯烴含量差距最大 造成上述這種情況的主要原因是我國(guó)車用汽油的構(gòu)成不合理 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 16 我國(guó)車用汽油調(diào)和組分中 催化裂化汽油所占比例太大 催化重整汽油和其它高質(zhì)量汽油組分所占比例太小 低辛烷值（直餾）汽油組分還占一定比例。1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 17 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油的特點(diǎn)辛烷值高烯烴含量很低芳烴含量較高基本不含硫、氮、氧等雜質(zhì) 催化重整汽油的這些特點(diǎn)正好能彌補(bǔ)目前我國(guó)車用汽油的質(zhì)量缺點(diǎn)，是理想的可增加的調(diào)和組分。要實(shí)現(xiàn)車用汽油質(zhì)量的升級(jí)換代，就要調(diào)整汽油構(gòu)成，減少催化裂化汽油所占比 例，增加其它汽油調(diào)和組分尤其是催化重整汽油的比例。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 18 催化重整裝置與其它生產(chǎn)高質(zhì)量汽油的工藝相比其原料來(lái)源廣范，加工量大可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整所生產(chǎn)的汽油辛烷值的高低 是解決目前我國(guó)車用汽油質(zhì)量的最有效和最重要的手段。是實(shí)現(xiàn)汽油質(zhì)量升級(jí)的主要工藝1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 19 重整產(chǎn)氫是煉廠寶貴的氫源，目前，國(guó)內(nèi)柴油產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)也正在逐步提高，對(duì)硫含量等限制更加嚴(yán)格，所以要建設(shè)大量的加氫裝置，因而就需要大量的氫氣 采用制氫等裝置生產(chǎn)的氫氣成本很高，生產(chǎn)每噸純氫近萬(wàn)元 催化重整可付產(chǎn)大量廉價(jià)的含氫氣體，重整裝置的純氫產(chǎn)率為2.54.0,氫純度可達(dá)90%（分子），是加氫裝置非常好的氫源 一套規(guī)模為60萬(wàn)噸/年的催化重整裝置,采用半再生重整純氫產(chǎn)量至少每年1.5萬(wàn)噸，采用連續(xù)重整純氫產(chǎn)量每年約2.4萬(wàn)噸。可為一套120200萬(wàn)噸/年的柴油加氫精制裝置提供氫氣，節(jié)省大量的制氫原料，降低加氫裝置的操作成本 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 20 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油芳烴含量較高，一般為5580（重） 可生產(chǎn)高純度的苯，甲苯，混合二甲苯及重芳烴等芳烴產(chǎn)品 目前市場(chǎng)上芳烴產(chǎn)品十分緊俏，價(jià)格較高 我國(guó)已建成投產(chǎn)的催化重整裝置有一半是用來(lái)生產(chǎn)芳烴的1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 21 我 國(guó) 的 催 化 重 整 應(yīng) 該 /必 然 要 大 力 發(fā) 展 ：環(huán) 保 要 求 -北 京 等 大 城 市 汽 車 達(dá) 歐 排 放 標(biāo) 準(zhǔn)芳 烴 生 產(chǎn) 要 求 -國(guó) 內(nèi) PX缺 口 極 大1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 22 據(jù)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè): 到2010年我國(guó)還將建成投產(chǎn)約10套左右的重整裝置，其加工能力約為1000萬(wàn)噸/年 裝置規(guī)模趨于大型化，基本上都為連續(xù)重整裝置 一半的生產(chǎn)能力用于高辛烷值汽油組分，另一半用來(lái)生產(chǎn)芳烴。1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 23 我國(guó)重整裝置的平均處理能力偏低，處理量在40萬(wàn)噸/年以下的裝置就有44套，占總數(shù)量的78% 這些裝置因形不成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，所以運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)效益差 對(duì)這些裝置通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造可以使其處理能力提高，其提高的幅度可達(dá)50100%，而改造投資僅為相同規(guī)模裝置建設(shè)投資的50%70%，并且可使其技術(shù)水平提高 對(duì)現(xiàn)有的規(guī)模較小的裝置進(jìn)行技術(shù)改造以提高其處理能力，是提高我國(guó)重整處理能力另一個(gè)最主要和最佳的途徑。 1.目前我國(guó)催化重整現(xiàn)狀 24 2.催 化 重 整 工 藝 概 況 25 原料： 低辛烷值的石腦油（汽油) 產(chǎn)品： 富含芳烴的高辛烷值汽油組分 氫氣 少量的液化氣等生產(chǎn)目的： 高辛烷值汽油組分或芳烴2.催化重整工藝概況 26 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油的特點(diǎn)： 辛烷值高，一般為95106（RONC） 烯烴含量低，一般為0.11.0 芳烴含量較高，一般為5580左右 基本不含硫、氮、氧等雜質(zhì) 重整汽油具有辛烷值高，安定性好等特點(diǎn)，是十分理想的車用汽油調(diào)和組分。2.催化重整工藝概況 27 催 化 重 整 可 付 產(chǎn) 大 量 廉 價(jià) 的 氫 氣u催 化 重 整 可 付 產(chǎn) 大 量 廉 價(jià) 的 含 氫 氣 體 ， 是 加 氫 裝 置 非 常好 的 氫 源u重 整 裝 置 的 純 氫 產(chǎn) 率 為 2.5 4.0 ， 純 度 可 達(dá) 90%以 上2.催化重整工藝概況 28 催 化 重 整 可 為 化 工 等 裝 置 提 供 優(yōu) 質(zhì) 原 料 ：重 整 裝 置 生 產(chǎn) 的 汽 油 含 芳 烴 一 般 為 55 80（ 重 ） 可 生 產(chǎn) 高 純 度 的 苯 ， 甲 苯 ， 混 合 二 甲 苯 及 重 芳 烴 等 芳 烴 產(chǎn) 品 。而 這 些 芳 烴 產(chǎn) 品 是 有 機(jī) 合 成 ， 油 漆 ， 染 料 ， 醫(yī) 藥 ， 軍 工 等 工 業(yè) 的基 本 原 料我 國(guó) 的 催 化 重 整 裝 置 很 多 是 用 以 生 產(chǎn) 芳 烴 的 。重 整 汽 油 經(jīng) 芳 烴 抽 提 后 的 抽 余 油 是 很 好 的 溶 劑 油 和 裂 解 原 料 。2.催化重整工藝概況 29 重 整 的 原 料 來(lái) 源 常減壓的初餾塔頂和常壓塔頂直餾石腦油餾分 加氫裂化和加氫改質(zhì)石腦油。其芳烴潛含量高，是一種優(yōu)良的重整原料，可不經(jīng)預(yù)處理而直接進(jìn)重整反應(yīng) 乙稀裂解汽油的抽余油，環(huán)烷含量高，是比較好的重整原料 催化汽油部分餾分也可做重整原料 焦化石腦油。性質(zhì)較差，在進(jìn)重整反應(yīng)部分之前要經(jīng)加氫處理，并且因其稀烴和稠環(huán)含量多使催化劑生焦率高2.催化重整工藝概況 30 重整反應(yīng)對(duì)進(jìn)料有三個(gè)方面的要求： 餾程范圍 族組成 雜質(zhì)含量 經(jīng)原料預(yù)處理過(guò)的重整反應(yīng)進(jìn)料必須滿足上述三個(gè)要求 2.催化重整工藝概況 31 生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，一般采用84180OC餾分(C6 C12) 一般重整生成油的干點(diǎn)會(huì)比原料生高3040OC 2.催化重整工藝概況 32 生 產(chǎn) 芳 烴 時(shí) 合 適 的 餾 分 組 成目 的 產(chǎn) 品 合 適 的 餾 分苯甲 苯二 甲 苯苯 ， 甲 苯 +二 甲 苯 60 85OC85 110OC110 145OC60 145OC 2.催化重整工藝概況 33 雜質(zhì)含量要求：重整原料中的少量雜質(zhì)如砷、鉛、鐵、銅、汞、硫、氮、氧等會(huì)使催化劑喪失活性，這種現(xiàn)象稱之為催化劑的“中毒” ， 而這些雜質(zhì)則稱之為“毒物”。使催化劑永久性中毒的“毒物” ，稱之為“永久性毒物” ，金屬毒物如砷、鉛、銅、鐵、鎳、汞、鈉等為永久性毒物，經(jīng)過(guò)再生其活性不能恢復(fù)使催化劑暫時(shí)性中毒的“毒物” ，稱之為“暫時(shí)性毒物” ，非金屬毒物如硫、氮、氧等為非永久性毒物。經(jīng)過(guò)再生后其活性能恢復(fù)2.催化重整工藝概況 34 雜 質(zhì) 半 再 生 重 整 連 續(xù) 重 整砷鉛其 他 金 屬 1ppb(重 量 )*10ppb(重 量 )*20ppb(重 量 ) 1ppb(重 量 )*10ppb(重 量 )*20ppb(重 量 ) 總 硫總 氮氟 化 物氯 化 物 水 +溶 解 O2+化 合 O2 0 5ppm(重 量 ) 0 5ppm(重 量 ) 0 5ppm(重 量 )* 0.25, 0.5ppm(重 量 ) 0 5ppm(重 量 ) 0 5ppm(重 量 )* 0 5ppm(重 量 ) W2，因而P2P1，靜壓力下大上小。 對(duì)于中心集氣管，由于氣量自上而下不斷增加，速度也不斷增加，即 W 1W2 , 因而P2P1-P1 ，即分氣管與集氣管的壓力差下部大于上部。 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 83 為了克服以上不均勻流動(dòng)的現(xiàn)象，可以考慮以下幾個(gè)措施： 擴(kuò)大分氣管和集氣管的流動(dòng)截面積，降低流速，使上下壓差沿管長(zhǎng)變化減小，從而使氣流分布均勻些。 將分氣管和集氣管設(shè)計(jì)成變截面的錐形管，以維持管內(nèi)流速變化不大，減小管內(nèi)靜壓力的變化。 分氣管和集氣管上下采用不同的開(kāi)孔率，用小孔阻力的變化補(bǔ)償管內(nèi)壓力變化。 增加小孔阻力，使其大大超過(guò)分氣管和集氣管內(nèi)的壓力變化。 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 84 改 進(jìn) 的 徑 向 反 應(yīng) 器 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu) 改 進(jìn) 型 徑 向 反 應(yīng) 器 物 料 流 動(dòng) 方 向 由 上 進(jìn) 下 出 改 為 上 進(jìn) 上 出5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 85底 部 多 流 7.1% 上 進(jìn) 下 出13.35KPa14.06KPa0.70KPa速 度 頭 0.001.05 14.06KPa14.75KPa0.00 1.05速 度 頭 KPa KPa 頂 部 多 流 1.3%KPa KPa1.05KPa速 度 頭上 進(jìn) 上 出 0.70KPa速 度 頭5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 86 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備徑向反應(yīng)器軸向截面的壓力等值線圖與速度云圖 等值線越密說(shuō)明壓力梯度越大?？梢钥闯?，壓力梯度最大的位置在催化劑床層，而且在催化劑床層中壓力等值線非常規(guī)律，不存在局部低壓區(qū)，因此，催化劑床層中，氣體不會(huì)形成旋渦。而在中心管中、中心管開(kāi)孔附近形成了多處局部低壓區(qū)，由于局部低壓的形成，在中心管中部及開(kāi)孔附近將形成多處小旋渦。在約翰遜網(wǎng)與中心管之間的空隙區(qū)域中，顏色非常一致，說(shuō)明壓力分布很均勻。催化劑床層中的氣體速度 較小，大小分布均勻。出中心管過(guò)孔時(shí)，氣體速度明顯增大。 87 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備徑向反應(yīng)器軸向截面的速度等值線圖與云圖 速度梯度最大的位置在扇形筒、中心管過(guò)孔及中心管中。催化劑床層中等值線十分稀疏，說(shuō)明在催化劑床層中速度比較均勻。氣體過(guò)孔后形成明顯的受制射流形狀。而在孔的附近區(qū)域存在明顯的低速區(qū)，也就說(shuō)明氣流在此處已形成旋渦。氣體進(jìn)入催化劑床層中后，以近似徑向的方向流動(dòng)，到達(dá)約翰遜網(wǎng)壁時(shí)，改變方向， 從開(kāi)孔處進(jìn)入中心管。 88 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備反應(yīng)器軸向截面的速度矢量圖 氣體經(jīng)由扇形筒分配進(jìn)入催化劑床層中，在催化劑床層中速度大小基本一致，然后經(jīng)由中心管開(kāi)孔進(jìn)入中心管中。氣體在中心管及管的開(kāi)孔附近的多個(gè)局部低壓區(qū)形成旋渦。仍有部分氣體通過(guò)催化劑頂部床層串入反應(yīng)器上部無(wú)催化劑的空腔內(nèi)，但是速度極小、量也極少。從速度流線圖可以清晰地看出氣 體在催化劑床層中以平推流的形式流動(dòng)。 89 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備反應(yīng)器速度流線圖 90 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備反 應(yīng) 器 橫 截 面 的 流 線 視 圖 圖中淺灰色部分為扇形筒，黑色為工藝物流流動(dòng)的跡線。跡線的疏密表示流動(dòng)的趨勢(shì)。從圖中可以看出，扇形筒間不存在在大的周向流動(dòng)。由于反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，氣體從扇形筒側(cè)面出來(lái)后，經(jīng)過(guò)碰撞后，流動(dòng)方向轉(zhuǎn)為沿反應(yīng)器徑向流動(dòng)。周向流動(dòng)幾乎不存 在。 91 5.2 進(jìn) 料 換 熱 器5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 92 我國(guó)早期重整裝置中進(jìn)料換熱器都是采用U型管和浮頭式，好幾臺(tái)串聯(lián)操作，效率低，占地面積大，而且壓力降高，不能滿足低壓重整的需要。從石油七廠多金屬重整設(shè)計(jì)開(kāi)始，用一臺(tái)大型單管程立式換熱器作為重整進(jìn)料與反應(yīng)生成物換熱設(shè)備。 近年來(lái)催化重整設(shè)備方面另一個(gè)引人注目的進(jìn)展就是采用焊板式換熱器代替原來(lái)的純逆流單管程立式換熱器作重整進(jìn)料換熱器。5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 93 單 管 程 立 式 換 熱 器 焊 接 板 式 換 熱 器 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 94 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 95 立 式 管 殼 換 熱 器 板 式 換 熱 器 熱 負(fù) 荷 , MW 50.21 50.21 51.80 熱 端 溫 差 , 49 49 39 殼 程 數(shù) 2 1 1 總 傳 熱 系 數(shù) ,W/m2. 270 502 499 總 傳 熱 面 積 , m2 4657 2499 3396 總 壓 降 ,KPa 62.6 80.8 81.6 管 長(zhǎng) 或 設(shè) 備 長(zhǎng) 度 ， 米 19.8 13.4 14.9 設(shè) 備 直 徑 , 米 1.52 1.96 2.05 設(shè) 備 重 量 , 噸 2 54.8 36.6 49.7 典 型 的 立 換 與 板 換 的 比 較5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 965.3 多 流 路 四 合 一 加 熱爐 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 97 重整反應(yīng)爐被加熱物流為循環(huán)氫氣和油氣，體積流率很大，既要有利于加熱又要壓力降小，因此存在著一個(gè)多流路爐管的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并聯(lián)流路有時(shí)高達(dá)幾十路，同時(shí)為了縮小占地，減少投資，對(duì)于規(guī)模較大的重整裝置，往往把四個(gè)加熱爐聯(lián)合在一起，成為一個(gè)四合一爐，爐管采用U型（集合管在上）或形（集合管在下）。5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 98 多 流 路 爐 管 配 置5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 U型四合一重整反應(yīng)加熱爐 99 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 型四合一重整反應(yīng)加熱爐 100 多 流 路 爐 管 配 置5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備U型（集合管在上）形（集合管在下） 101 多流路加熱爐物流計(jì)算5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 102 5.4 再 生 器5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 103 再生器是連續(xù)重整的主要設(shè)備，設(shè)備從上而下包括燒焦，氧氯化及焙燒干燥等過(guò)程。 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 104 UOP連 續(xù) 重 整 再 生 器結(jié) 構(gòu) : 再 生 器 自 上 而 下 分 為 4個(gè) 區(qū) ： 燒 焦 區(qū) 、 氧 氯 化 區(qū) 、干 燥 焙 燒 區(qū) 和 冷 卻 區(qū) 。 燒焦 區(qū) 為 徑 向 床 結(jié) 構(gòu) ； 氧 氯化 區(qū) 、 干 燥 焙 燒 區(qū) 和 冷 卻區(qū) 為 同 心 筒 結(jié) 構(gòu) 。 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 105 IFP再 生 器 結(jié) 構(gòu) : 再 生 器 自 上 而 下 分 為 4個(gè)區(qū) ： 一 段 燒 焦 區(qū) 、 二 段 燒 焦 區(qū) 、氧 氯 化 區(qū) 和 焙 燒 區(qū) 。 一 段 和 二段 燒 焦 區(qū) 為 徑 向 床 結(jié) 構(gòu) ； 氧 氯化 區(qū) 為 軸 向 床 結(jié) 構(gòu) 、 焙 燒 區(qū) 為同 心 筒 結(jié) 構(gòu) 。 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 A/B/C OUT OUTINB T.L.AT 120IN INB ATW6P3P2TWB BP PA AOUTBIN TWINBOUTBTWHH TWINB PINLALLLI LALLT.L. IN MH INATWA/B/C MHMHA BOUTOUTOUTATWINAIN MH4AOUTHHAMH INAMH 106 6 重 整 裝 置 能 耗 分 析 107 重整裝置因所采用的原料種類和性質(zhì)、要求的產(chǎn)品方案以及裝置規(guī)模的不同其能耗差別很大。 一般規(guī)模越小、原料越差、要求的產(chǎn)品辛烷值越高、外送氫氣的純度的壓力越高其能耗越大。 生產(chǎn)高辛烷值汽油與生產(chǎn)芳烴的重整裝置能耗相差很大6重整裝置能耗分析 108 一般半再生重整裝置能耗為80-90萬(wàn)大卡/噸進(jìn)料左右 連續(xù)重整為100-110萬(wàn)大卡/噸進(jìn)料左右。6重整裝置能耗分析 109 6.1 半 再 生 重 整 裝 置 能 耗 分 析6重整裝置能耗分析 110 以一套半再生重整裝置為例：原料：大慶53%的直餾和47%的加氫石腦油處理量：20萬(wàn)噸/年產(chǎn)品：RON95的高辛烷值汽油 平均反應(yīng)壓力：1.4 MPa氫油比：600：1（一段）和 1200：1（二段） 6重整裝置能耗分析 111 公 用 工 程 消 耗 預(yù) 處 理 部 分 重 整 反 應(yīng) 部 分 產(chǎn) 品 分 離 部 分 合 計(jì) 循 環(huán) 水 ， 噸 /噸 進(jìn) 料 電 ， Kwh/噸 進(jìn) 料 燃 料 ， 公 斤 /噸 進(jìn) 料 3.5MPa 蒸 汽 ， 噸 /噸 進(jìn) 料 1.0MPa 蒸 汽 ， 噸 /噸 進(jìn) 料 除 氧 水 ， 噸 /噸 進(jìn) 料 3.3 28.2 34.0 - - - 4.65 1.13 83.5 0.62 -0.868 0.28 7.5 5.22 12.5 - - - 15.45 34.55 130.0 0.62 -0.868 0.28 典 型 的 半 再 生 重 整 裝 置 公 用 工 程 消 耗 -表 示 裝 置 產(chǎn) 生 外 送 量 ， 余 熱 鍋 爐 產(chǎn) 生 3。 5MPa蒸 汽 ， 循 環(huán) 氫 壓 縮 機(jī) 采 用 背 壓 式 透 平 驅(qū) 動(dòng) 6重整裝置能耗分析 112 典 型 的 半 再 生 重 整 裝 置 各 部 分 能 耗6重整裝置能耗分析 113 重整反應(yīng)部分的能耗最高，約占全裝置能耗的53.6%左右； 預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的34.6%左右； 產(chǎn)物分離部分的能耗最小，占全裝置能耗的11.8%; 在單項(xiàng)公用工程消耗中，燃料能耗占比例最大： 其中重整反應(yīng)部分燃料消耗量最大。主要是重整反應(yīng)熱。 預(yù)處理和產(chǎn)物分離燃料能耗分別占各自能耗的73%和79%。 重整煙氣余熱鍋爐發(fā)生蒸汽為裝置貢獻(xiàn)能量，占全裝置能耗的21.6% 6重整裝置能耗分析 114 半再生重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶” 加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的76%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的11%。 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的87%。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行6重整裝置能耗分析 115 6.2 連 續(xù) 重 整 裝 置 能 耗 分 析 6重整裝置能耗分析 116 典 型 的 UOP連 續(xù) 重 整 裝 置 能 耗6重整裝置能耗分析 117 典 型 的 IFP連 續(xù) 重 整 裝 置 能 耗6重整裝置能耗分析 118 按 裝 置 生 產(chǎn) 單 元 進(jìn) 行 能 耗 分 析 ， 連 續(xù) 重 整 各 單 元 所 占 裝 置 能 耗 比 例 單 元 名 稱 占 全 裝 置 的 能 耗 的 比 例 預(yù) 處 理 部 分 1922% 重 整 反 應(yīng) 部 分 70% 催 化 劑 再 生 部 分 25% 重 整 油 分 餾 部 分 58% 6重整裝置能耗分析 119 重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分的能耗比較高，約占全裝置能耗的75%左右； 預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的20%左右； 催化劑再生部分的能耗僅占全裝置能耗的2-5%。 預(yù)處理部分主要用于重整反應(yīng)原料的精制，因此它的能耗主要取決于原料油的雜質(zhì)含量及C6烷烴以下的輕石腦油的比例。 催化劑再生部分的能耗占全裝置能耗的比例較小，因此，不同催化劑再生工藝的能耗差別對(duì)全裝置能耗的影響不大。 對(duì)于采用不同工藝技術(shù)的連續(xù)重整裝置來(lái)講，在裝置生產(chǎn)規(guī)模、原料組成、產(chǎn)品要求相同的前提下，原料預(yù)處理、重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離等部分的能耗基本相同，只是催化劑再生和循環(huán)方式不同使催化劑再生部分的能耗有所差別 6重整裝置能耗分析 120 連續(xù)重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶”加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的67.3%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的21.6%。 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的88.9%。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 6重整裝置能耗分析 121 6.3 兩 種 重 整 工 藝 能 耗 對(duì) 比 分 析6重整裝置能耗分析 122 無(wú)論何種重整工藝類型，其反應(yīng)條件對(duì)能耗的影響較大，相同原料條件下： 苛刻度（產(chǎn)品的辛烷值）決定反應(yīng)條件 苛刻度高=溫度高、壓力低、氫/烴比大=能耗高 不同的反應(yīng)苛刻度，其能耗差別較大6重整裝置能耗分析 123 半再生重整的反應(yīng)苛刻度小于連續(xù)重整，需要的反應(yīng)熱比連續(xù)重整少。半再生重整的反應(yīng)壓力（約1.4MPa）高于連續(xù)重整(約0.24MPa)，循環(huán)氫壓縮機(jī)及產(chǎn)氫增壓機(jī)的功率小于連續(xù)重整。半再生重整比連續(xù)重整能耗低 6重整裝置能耗分析 124 對(duì)重整能耗影響最大的是反應(yīng)爐和循環(huán)氫壓縮機(jī)半再生重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的76%，壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的11%。連續(xù)重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的67.3%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的21.6%。兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的88%。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行，6重整裝置能耗分析 1257 降 低 重 整 能 耗 的 措施 126 根據(jù)以上能耗分析，催化重整裝置的節(jié)能途徑主要應(yīng)當(dāng)是：提高加熱爐熱效率降低循環(huán)氫壓縮機(jī)功率選定適當(dāng)?shù)臍錃鈮核蛪毫?yōu)化工藝流程選用高效設(shè)備7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 127 應(yīng)通過(guò)強(qiáng)化換熱，提高反應(yīng)進(jìn)料和分餾塔進(jìn)料溫度，同時(shí)降低分餾塔的回流比，以降低加熱爐的熱負(fù)荷 結(jié)合反應(yīng)條件的優(yōu)化，降低預(yù)加氫循環(huán)氫和重整循環(huán)氫的氫油比并減少重整氫增壓機(jī)壓力平衡的返回量等措施達(dá)到節(jié)能降耗的目的 盡量利用裝置的低溫?zé)帷? 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 128 提高加熱爐熱效率-余熱回收 一套典型的催化重整裝置設(shè)有加熱爐8臺(tái)，（1臺(tái)預(yù)加氫進(jìn)料爐，4臺(tái)重整反應(yīng)爐，3臺(tái)重沸爐），爐子多，熱負(fù)荷大，是裝置節(jié)能的重點(diǎn)。加熱爐有效熱負(fù)荷是由工藝過(guò)程決定的，因此加熱爐節(jié)能的主要目標(biāo)是煙氣余熱回收，提高加熱爐的熱效率。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 129 提高加熱爐熱效率-余熱回收 重整反應(yīng)加熱爐用于加熱反應(yīng)物料（5000C）的負(fù)荷只占總負(fù)荷的5360%，輻射室排煙溫度 8000C。 設(shè)余熱鍋爐，處理1噸重整進(jìn)料其反應(yīng)加熱爐高溫?zé)煔饪砂l(fā)生3.5MPa蒸汽0.26噸。 自產(chǎn)的蒸汽基本滿足循環(huán)氫透平用。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 130 提高加熱爐熱效率新型高效爐型-四合一爐采用高效火嘴多流路并聯(lián)爐管-降低壓降加熱爐總熱效率90%。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 131 強(qiáng)化重整反應(yīng)進(jìn)料換熱器的換熱量 反應(yīng)物出口溫度5000C，而反應(yīng)進(jìn)料要通過(guò)加熱爐加熱到大于5000C。增加重整進(jìn)料與反應(yīng)產(chǎn)物換熱器的換熱量對(duì)降低能耗有重要影響。換熱越多則進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷越小，同時(shí)產(chǎn)物空冷器的冷卻負(fù)荷也越小，對(duì)節(jié)能是很有利的。 目前都采用一臺(tái)單管程純逆流合金鋼立式換熱器或者焊板式換熱器。這兩種換熱器的傳熱系數(shù)高、壓降小、占地面積小。 一臺(tái)單管程純逆流合金鋼立式換熱器的壓降僅為0.02MPa左右，而傳熱系數(shù)是普通管殼式換熱器的1.5倍。 7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 132 換 熱 器 熱 負(fù) 荷 ， kw 16428 17330 17856換 熱 面 積 ， m2 1060 1640 2026進(jìn) 料 /產(chǎn) 物 換 熱 器 換 熱 器 重 量 ， t 35 50 67熱 流 出 口 溫 度 ， 0C 140 125 119冷 流 出 口 溫 度 ， 0C 404 422 432總 傳 熱 系 數(shù) ， kcal/hr.m2. 0C 261.7 239.6 235.8管 程 /殼 程 壓 力 降 ， kg/cm2 0.08/0.21 0.09/0.19 0.11/0.21第 一 重 整 爐 熱 負(fù) 荷 ， kw 4814 3912 3386 燃 料 氣 消 耗 ， kg/hr 505 411 355燃 料 氣 年 操 作 費(fèi) 用 ， 萬(wàn) 元 363.6 295.9 255.6比 前 一 種 方 案 節(jié) 省 ， 萬(wàn) 元 67.7 40.3換 熱 器 投 資 ， 萬(wàn) 元 192.5 275 368.5 比 前 一 種 方 案 增 加 投 資 ， 萬(wàn) 元 82.5 93.5投 資 回 收 年 限 ， 年 1.22 2.32 立 式 換 熱 器 面 積 變 化 對(duì) 冷 熱 流 出 口 溫 度 和 反 應(yīng) 進(jìn) 料 加 熱 爐 影 響7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 133 由表中可見(jiàn)反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器熱負(fù)荷非常大（與四個(gè)反應(yīng)爐的負(fù)荷相差不多）不同換熱面積對(duì)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的影響很大，操作費(fèi)用變化很大盡管反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器面積增大很多，但投資回收期增加幅度不大增大反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器面積，節(jié)能效果非常好7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 134 板式換熱器與單管程純逆流合金鋼立式換熱器相比，傳熱系數(shù)增加1倍。能夠進(jìn)一步減少換熱器的熱端溫差，增加換熱量，對(duì)回收熱量有利。 7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 135 板式換熱器能夠減少換熱器的熱端溫差，增加換熱量，對(duì)回收熱量有利 立式換熱器與板式換熱器比較7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 136 60萬(wàn)噸/年連續(xù)重整采用立式與焊板式換熱器的比較 換 熱 器 形 式 立 式 換 熱 器 工 況（ 基 本 工 況 ） 焊 板 式 換 熱 器 工 況 焊 板 式 換 熱 器實(shí) 際 標(biāo) 定 工 況 換 熱 面 積 ， m2 4000 2800熱 流 流 出 口 溫 度 ， 0C 110 100 95.3 100.2回 收 熱 量 ， MW 25.9 26.8 27.2 26.8板 換 比 立 換 多 回 收 熱 量 ， MW - 0.9 1.3 0.9 節(jié) 省 燃 料 -噸 /年 - 688 994 688萬(wàn) 元 /年 - 68.8 99.4 68.8 7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 137 與立式換熱器相比，板式換熱器多回收的1MW的熱量，約占第一重整加熱爐和重整產(chǎn)物空冷器負(fù)荷的20%和15%。這兩部分的設(shè)備投資和空冷器的操作費(fèi)用也會(huì)因熱負(fù)荷的減少而有所下降。表中沒(méi)有考慮。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 138 適當(dāng)選定循環(huán)氣量降低循環(huán)壓縮機(jī)功率 循環(huán)氣量是決定循環(huán)壓縮機(jī)功率的重要因素，它是由反應(yīng)的氫烴比決定的。氫烴比的大小直接影響催化劑上的積碳量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)反應(yīng)的苛刻度正確地加以選定。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 139 重 整 應(yīng) 選 擇 合 適 的 苛 刻 度 和 操 作 條 件7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 140 降低臨氫系統(tǒng)壓力降 臨氫系統(tǒng)的壓力降，決定循環(huán)氫壓縮機(jī)的壓縮比，循環(huán)氫壓縮機(jī)的功率隨壓縮比的增加而增加，因此壓縮比應(yīng)當(dāng)盡量減小。隨著重整反應(yīng)壓力的降低，要求臨氫系統(tǒng)的壓力降進(jìn)一步減小。 7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 141 半 再 生 重 整 連 續(xù) 重 整 反 應(yīng) 器 190 80 加 熱 爐 180 85 換 熱 器 90 80 冷 卻 器 70 20 管 線 50 50 合 計(jì) 580 315 典 型 的 重 整 裝 置 臨 氫 系 統(tǒng) 壓 力 降 （ KPa）7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 142 為了降低臨氫系統(tǒng)的壓力降，應(yīng)采取的措施是： 采用徑向反應(yīng)器代替軸向反應(yīng)器； 采用大型單管程立式換熱器或焊接板式換熱器代替多個(gè)串聯(lián)的U型管換熱器； 加熱爐增加并聯(lián)流路； 空冷器改用單管程，水冷器增加并聯(lián)流路； 布置緊湊，以盡量減少管線長(zhǎng)度，同時(shí)適當(dāng)增大管徑； 改進(jìn)流程，如采用兩段混氫，取消后加氫等。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 143 加熱爐增加并聯(lián)流路，降低壓降： 大型重整反應(yīng)加熱爐管的排列方式有兩種：正U型管式和倒U型管式。正U型管式的進(jìn)出兩個(gè)集合管在爐頂部，多根爐管呈正U形與兩個(gè)集合管相連接；而倒U型管式的進(jìn)出兩個(gè)集合管在爐底部部，多根爐管呈倒U形與兩個(gè)集合管相連接。這兩種形式的爐型爐管排列的數(shù)目都很多，主要目的是降低流速，減少壓降。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 144 低溫?zé)岬睦?重整有很多低溫?zé)?，如?與進(jìn)料換熱后的反應(yīng)產(chǎn)物，溫度大于100OC，直接通過(guò)空冷冷卻到40OC左右進(jìn)高分； 與進(jìn)料換熱后的穩(wěn)定汽油，溫度大于100OC，直接通過(guò)空冷和水冷冷卻到40 OC左右后出裝置。 冷卻這些物料所需的冷卻熱負(fù)荷很大，因此這些低溫?zé)崃繎?yīng)該回收 可用這些低溫?zé)峒訜嶂卣酂徨仩t所用脫鹽水等 7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 145 采用新型塔板，提高分離效率，優(yōu)化操作條件結(jié)合工藝要求，采用高效塔板，或適當(dāng)增加塔板數(shù)，同時(shí)優(yōu)化回流比，減小塔底加熱爐和塔頂空冷器及水冷器的負(fù)荷，降低裝置的能耗。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 146 7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 147 重整工藝為高溫催化反應(yīng)工藝，能耗較高； 反應(yīng)苛刻度大其能耗高，連續(xù)重整的能耗高于半再生重整； 能耗的高低除與反應(yīng)苛刻度有關(guān)外，還與原料種類、產(chǎn)品的分離要求以及外送氫的最終壓力有關(guān)， 因此，重整裝置的能耗不能一概而論； 重整裝置的兩個(gè)能耗大戶是加熱爐和循環(huán)氫壓縮機(jī)，節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)在這兩部分； 應(yīng)采用一些高效節(jié)能的新型設(shè)備，如焊板式進(jìn)料/反應(yīng)產(chǎn)物換熱器等。7 降 低 重 整 能 耗 的 措 施 148 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 149 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 150 氫氣是重整裝置中一個(gè)非常寶貴的副產(chǎn)品，它為工廠加氫裝置提供了一個(gè)廉價(jià)的氫氣來(lái)源。 為了提高氫氣純度和回收輕烴，重整氫氣常面臨一個(gè)提純問(wèn)題。隨著重整反應(yīng)壓力的降低，這問(wèn)題更加突出。 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 151 氨冷卻再接觸,然后再經(jīng)預(yù)加氫提純氫氣的流程 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 152 氫 氣 提 純 效 果 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 153 再 接 觸 操 作 壓 力 與 溫 度 對(duì) 提 純 效 果 的 影 響 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 1548.2 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 155 穩(wěn)定塔頂氣體中回收液化氣的幾種做法：A. 穩(wěn)定塔前設(shè)液化氣回收罐的流程 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 156 B.穩(wěn)定塔頂氣體與增壓機(jī)一段出口氣體與油混合吸收的流程 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 157 回 流 罐 頂 氣 體 不 同 吸 收 方 法 的 計(jì) 算 結(jié) 果 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 1588.3 氫 氣 脫 氯 問(wèn) 題 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 159 催化重整的產(chǎn)氫中有時(shí)含氯26ppm(分子)，這樣高含量的氯化物能引起下游裝置鹽析和腐蝕，因此一般都要在產(chǎn)物離開(kāi)重整裝置以前先脫氯。 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 160 脫 氯 罐 典 型 流 程A 出 料進(jìn) 料 B 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 1619.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 1629.1重 整 循 環(huán) 氫 低 流 量 的 聯(lián)鎖 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 163 重整循環(huán)氫主要作用： 熱載體的作用，使反應(yīng)加熱爐提供的熱量均勻地分布于反應(yīng)器床層并帶離反應(yīng)器，可以保證催化劑床層溫度均勻分布并且保證沒(méi)有局部超溫現(xiàn)象以保護(hù)催化劑 循環(huán)氫可以使反應(yīng)物料在催化劑表面上均勻分布，使催化劑充分發(fā)揮效率 循環(huán)氫的存在可以抑制反應(yīng)物料的熱裂解以阻止焦碳的生成 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 164 重整循環(huán)氫斷流或流量過(guò)低對(duì)裝置造成的危害： 催化劑床層超溫并且在催化劑上和反應(yīng)系統(tǒng)中積碳，使催化劑失活。 催化劑床層易短路 爐管偏流，局部超溫，嚴(yán)重時(shí)燒穿爐管，造成惡性事故發(fā)生 反應(yīng)進(jìn)料可能倒入循環(huán)氫管線直至壓縮機(jī)，造成管線震動(dòng)或損害壓縮機(jī)。 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 165 多流路加熱爐管排布，流量降低容易偏流、超溫、積碳 積碳形成后，爐管中的介質(zhì)流量進(jìn)一步降低，帶走的熱量就會(huì)減少，爐管的溫度進(jìn)一步上升，積碳進(jìn)一步加劇，形成惡性循環(huán)，直至在局部積碳把爐管堵死，造成該爐管斷流 斷流將很快使?fàn)t管局部超溫變紅，嚴(yán)重時(shí)燒穿爐管造成惡性事故發(fā)生 在爐管中的積碳很難用吹掃等常規(guī)方法去除，尤其是對(duì)正U型排列的爐管，灰狀的積碳會(huì)堆積在U型彎的底部無(wú)法排除，發(fā)生這種情況就要全裝置停工把爐管切開(kāi)進(jìn)行處理 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 166 循環(huán)氫斷流或者流量降低導(dǎo)致壓力降低，反應(yīng)進(jìn)料可能倒入循環(huán)氫管線直至壓縮機(jī)，造成管線震動(dòng)或損害壓縮機(jī) 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)來(lái)的混氫流量降低到一定程度時(shí)，應(yīng)采取的保護(hù)措施： 自動(dòng)切斷重整反應(yīng)加熱爐的燃料以使其降溫 并且應(yīng)當(dāng)切斷反應(yīng)進(jìn)料 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 167 控制方案： DCS輸出一個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)同時(shí)關(guān)閉重整油進(jìn)料泵、進(jìn)料控制閥和重整反應(yīng)加熱爐燃料控制閥： 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 168 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮9.2離心式重整循環(huán)氫壓縮機(jī)防喘震系統(tǒng)的考慮 169 不必要 循環(huán)氫流程的本身為循環(huán)回路，并且在回路上沒(méi)有如流量調(diào)節(jié)閥等的節(jié)流設(shè)施，因此不存在喘震條件，所以無(wú)須設(shè)置防喘震系統(tǒng) 有害處 一旦由于誤操作等原因使防喘震閥打開(kāi)，則會(huì)造成循環(huán)氫短路，循環(huán)氫不能進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，就會(huì)造成如前面所述的系統(tǒng)及催化劑結(jié)焦和損害等安全事故的發(fā)生 有經(jīng)驗(yàn) 國(guó)外設(shè)計(jì)基本都不設(shè)置防喘震系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)大多也不設(shè)。在實(shí)際操作中沒(méi)有發(fā)生過(guò)問(wèn)題 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 170 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮9.3 重 沸 爐 的 多 流 路 控 制 與 低 流 量 保 護(hù) 171 沒(méi)有防偏流自動(dòng)控制和聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)施的多流路重沸爐，易發(fā)生： 進(jìn)料流量降低時(shí)，會(huì)發(fā)生偏流 偏流時(shí)某根或幾根爐管的質(zhì)量流量過(guò)低 流量過(guò)低時(shí)發(fā)生爐管結(jié)焦，甚至燒穿爐管 為防止多流路重沸爐發(fā)生偏流，應(yīng)設(shè)置進(jìn)料分支流路的均流量控制及總流量低流量自動(dòng)保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng) 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮 172 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮重沸爐的多流路控制與低流量保護(hù)方案 173 9.安 全 設(shè) 施 設(shè) 置 的 考 慮9.3 安 全 環(huán) 保 系 統(tǒng) 的 考 慮 ： 放空系統(tǒng) 取樣系統(tǒng) 裝卸系統(tǒng) 勞保設(shè)施 17410. 裝置的擴(kuò)能改造 175 10.1 重 整 裝 置 的 特點(diǎn) 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 176 10.1 原 則 考 慮 根據(jù)實(shí)際情況決定改造目標(biāo)： 盡量利用現(xiàn)有設(shè)備，減少改動(dòng)的工程量，這是節(jié)約投資的關(guān)鍵，也是改造工程項(xiàng)目存在的必要條件； 改造后的裝置應(yīng)當(dāng)具有一定的技術(shù)水平以迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)，這是有關(guān)工廠對(duì)改造工作提出來(lái)的要求； 減少施工對(duì)現(xiàn)有裝置生產(chǎn)的影響也是做出好裝置改造工作的一項(xiàng)重要要求，為此需要合理安排施工工作，交叉作業(yè)，縮短現(xiàn)有裝置的停工時(shí)間。 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 177 10.2 改 造 的 基 本 思 路針對(duì)我國(guó)大部分半再生重整裝置的現(xiàn)狀，對(duì)這些裝置消除“瓶頸”的技術(shù)改造工作應(yīng)當(dāng)在挖潛、優(yōu)化、巧安排上做文章 反應(yīng)器我國(guó)不少現(xiàn)有裝置中的預(yù)加氫反應(yīng)器偏大，體積空速只有2h -1，而我國(guó)催化劑現(xiàn)有水平已可將體積空速提高到6-8h-1，因此即使處理量提高3-4倍，預(yù)加氫反應(yīng)器也可以不加大。重整反應(yīng)器，除了根據(jù)反應(yīng)要求也可適當(dāng)調(diào)整空速外，可以根據(jù)反應(yīng)器前小后大的特點(diǎn)，將原有的三、四反作一、二反用，新建三、四反或者在后邊并聯(lián)或串聯(lián)一臺(tái)反應(yīng)器。如果原來(lái)只有三個(gè)反應(yīng)器可以在后邊增加一爐一反，即新增加一臺(tái)大的反應(yīng)器作第四反應(yīng)器，前邊反應(yīng)器不動(dòng)。 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 178 壓縮機(jī)過(guò)去的預(yù)加氫氫油比大都比較大，一般在250Nm3/m3左右，根據(jù)現(xiàn)在經(jīng)驗(yàn)，100Nm3/m3左右就可以滿足需要，因此預(yù)加氫循環(huán)壓縮機(jī)往往可以基本不動(dòng)。重整循環(huán)壓縮機(jī)可以通過(guò)調(diào)整氫油比、二段混氫等方法盡量保留原有壓縮機(jī)，或者與壓縮機(jī)制造廠商量對(duì)汽缸活塞作適當(dāng)改動(dòng)。必要時(shí)增加一臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)操作。 加熱爐考慮到預(yù)加氫反應(yīng)前后溫度變化很小，如果適當(dāng)增加進(jìn)料換熱器的傳熱面積，加熱爐不改動(dòng)的可能性是存在的。 重整加熱爐則往往需要加大。原有的幾臺(tái)反應(yīng)加熱爐負(fù)荷不等，可以前后調(diào)整使用，加長(zhǎng)爐管或增加爐管根據(jù)數(shù)，必要時(shí)要考慮新增一臺(tái)加熱爐。 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 179 塔 催化重整裝置一般有三個(gè)塔，即預(yù)分餾塔、汽提塔和穩(wěn)定塔，這些塔應(yīng)當(dāng)在挖潛、優(yōu)化的基礎(chǔ)上分別提出改造方案，有的可以通過(guò)降低回流比進(jìn)行挖潛，有的需要增塔板數(shù)，局部擴(kuò)大或改用新型塔板或填料，差別太大的則需要更換新塔。 冷換設(shè)備 首先合理地調(diào)整冷換設(shè)備的負(fù)荷，明確壓降要求。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)現(xiàn)有冷換設(shè)備作出不動(dòng)、調(diào)整使用或適當(dāng)增補(bǔ)的選擇。 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 180 泵 根據(jù)泵的特性曲線計(jì)算流量逐臺(tái)核實(shí)泵的規(guī)格，有的可以不動(dòng)，有的可增加一臺(tái)（兩開(kāi)一備），有的可調(diào)換使用，少數(shù)情況需要以大換小。 容器 根據(jù)工藝核算情況分別處理，有的可以不動(dòng)，有的需要調(diào)劑使用或新做，如將原有產(chǎn)品分離罐改作回流罐并新做一個(gè)產(chǎn)品分離罐等。 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 181 10.3 改 造 技 術(shù) 路 線 選 擇 催化重整有半再生重整、連續(xù)重整、逆流移動(dòng)床重整、末反再生、組合式重整（前邊固定床后邊移動(dòng)床）等多種模式，改造時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況考慮； 由于各廠情況不同，改造工作不宜限于一種模式，既要滿足工廠需要，又要盡量減少工程量和投資，需要根據(jù)工廠具體條件通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證予以確定。 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造 182 11.投 資 及 成 本 分 析 183 11.1投 資 分 析 184 工程建設(shè)投資由建設(shè)投資、投資方向調(diào)節(jié)稅、貸款利息和鋪底流動(dòng)資金組成。在工程概算的建設(shè)投資中包括以下四部分：1. 固定資產(chǎn)投資 工程費(fèi)用，包括全部工程的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)和建筑工程費(fèi) 其他費(fèi)用，包括土地使用費(fèi)、工程監(jiān)理費(fèi)、勘察設(shè)計(jì)費(fèi)、引進(jìn)設(shè)備和壓力容器檢驗(yàn)費(fèi)、聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、施工機(jī)構(gòu)遷移費(fèi)等2. 無(wú)形資產(chǎn)投資，包括專利使用費(fèi)、土地使用權(quán)出讓金等3. 遞延資產(chǎn)投資，包括生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)、出國(guó)人員費(fèi)用、銀行擔(dān)保費(fèi)等4. 預(yù)備費(fèi)，包括基本預(yù)備費(fèi)、工程造價(jià)調(diào)整預(yù)備費(fèi)等 11.1投 資 分 析 185 催 化 重 整 裝 置 的 建 設(shè) 投 資 與 裝 置 規(guī) 模 、原 料 性 質(zhì) 、 產(chǎn) 品 要 求 、 工 藝 技 術(shù) 和 現(xiàn)場(chǎng) 條 件 有 關(guān) 。 一 套 生 產(chǎn) RON95重 整 油的 40萬(wàn) 噸 /年 半 再 生 重 整 裝 置 ， 大 約需 要 投 資 22.5億 元 ， 而 如 果 要 生 產(chǎn)RON100以 上 重 整 油 ， 采 用 連 續(xù) 重 整裝 置 ， 則 投 資 往 往 要 在 3億 元 以 上 。催 化 重 整 裝 置 建 設(shè) 投 資 中 各 種 投 資 費(fèi)用 的 比 例 ， 以 一 套 50萬(wàn) 噸 /年 連 續(xù) 重整 概 算 為 例 ， 如 圖 所 示 。在 這 一 實(shí) 例 中 ， 固 定 資 產(chǎn) 投 資 （ 包 括工 程 費(fèi) 及 其 他 費(fèi) 用 ） 占 92.53%， 無(wú)形 資 產(chǎn) 投 資 和 遞 延 資 產(chǎn) 投 資 占 2.38%， 預(yù) 備 費(fèi) 占 5.09%。 11.1投 資 分 析 186 工程費(fèi)用是建設(shè)投資中的主要部分和基礎(chǔ)，約占建設(shè)總投資8085%，是影響投資高低的決定性因素。工程費(fèi)用中各項(xiàng)工程費(fèi)用的分配以一套30萬(wàn)噸/年半再生重整為例，如圖所示。 11.1投 資 分 析 187 從技術(shù)工作的角度，降低投資主要是要降低工程費(fèi)用。工程費(fèi)中各種設(shè)備費(fèi)大約占了一半，其次是儀表、土建和管道。對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，首先要想辦法降低設(shè)備費(fèi)用，要讓設(shè)備少一些、小一些、造價(jià)低一些，同時(shí)盡量減少占地面積以節(jié)約管道和土建投資。降低儀表費(fèi)用對(duì)重整裝置也有重要的意義。 在重整裝置的設(shè)備中，投資最大的是加熱爐和氫氣壓縮機(jī)，它們各占設(shè)備總投資的30%左右；其次是冷換設(shè)備和電器設(shè)備，各占設(shè)備投資的1012%。反應(yīng)器只占設(shè)備總投資的5%，對(duì)投資影響不大，但反應(yīng)器的大小并不只是影響設(shè)備費(fèi)用，其中催化劑的費(fèi)用是反應(yīng)器設(shè)備費(fèi)的4倍，不容忽視。 11.1投 資 分 析 188 按工藝過(guò)程劃分，以一套40萬(wàn)噸/年Regen C連續(xù)重整為例，工程費(fèi)用中重整（重整反應(yīng)及產(chǎn)品處理）占62.1%，預(yù)處理（預(yù)分餾和預(yù)加氫）占13.6%，催化劑再生占24.3%，如圖所 11.1投 資 分 析 189 以一套60萬(wàn)噸/年CycleMax連續(xù)重整裝置為例，按2003年中油公司經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)油品價(jià)格計(jì)算裝置的總成本費(fèi)用為152381 萬(wàn)元/年， 生產(chǎn)成本包括原料費(fèi) 、輔助材料費(fèi) 、燃料動(dòng)力費(fèi)、工資及福利費(fèi)和制造費(fèi)用，在實(shí)例中為151718萬(wàn)元，占總成本的99.56%。 扣除原料費(fèi)以后的加工費(fèi)為12981萬(wàn)元/年，按重整原料量為基礎(chǔ)計(jì)算，每噸重整原料的加工費(fèi)（包括折舊費(fèi)和修理費(fèi)）為216.35元。 原料費(fèi)是成本費(fèi)中最主要的因素，占總成本費(fèi)的91.04%，其他所有加工、制造、管理等費(fèi)用占總成本還不到10%，因此原料石腦油價(jià)格的高低對(duì)重整裝置成本有著決定性的影響。 11.2成 本 分 析 190 只計(jì)算加工費(fèi)、折舊和大修的費(fèi)用，不包括原料費(fèi)用的成本比例如圖所示。 從圖可以看出，對(duì)加工成本影響最大的是燃料和蒸汽。因?yàn)榧訜釥t余熱副產(chǎn)蒸汽，多余蒸汽外送，蒸汽的費(fèi)用是負(fù)值，因此成本主要是消耗在燃料上。加工費(fèi)中影響第二大的就是電，主要消耗在壓縮機(jī)上。從節(jié)約成本出發(fā)，燃料盡量采用廉價(jià)的燃料油或燃料氣，避免使用價(jià)格昂貴的液化氣。 11.2成 本 分 析 191 5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備反應(yīng)器速度流線圖 192 5.2 進(jìn) 料 換 熱 器5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 193 多流路加熱爐物流計(jì)算5.催 化 重 整 的 專 用 設(shè) 備 194 無(wú)論何種重整工藝類型，其反應(yīng)條件對(duì)能耗的影響較大，相同原料條件下： 苛刻度（產(chǎn)品的辛烷值）決定反應(yīng)條件 苛刻度高=溫度高、壓力低、氫/烴比大=能耗高 不同的反應(yīng)苛刻度，其能耗差別較大6重整裝置能耗分析 195 8.流程改進(jìn)及提高效益的某些措施 196 氫 氣 提 純 效 果 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 197 穩(wěn)定塔頂氣體中回收液化氣的幾種做法：A. 穩(wěn)定塔前設(shè)液化氣回收罐的流程 8.流 程 改 進(jìn) 及 提 高 效 益 的 某 些 措 施 198 10.1 重 整 裝 置 的 特點(diǎn) 10.裝 置 的 擴(kuò) 能 改 造