关于炼化企业连续重整工艺的讨论

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:魏金涛
[导读] 摘要:连续重整反应是利用石脑油生产高纯度芳烃和氢气的过程,其在炼化企业生产过程中发挥着非常重要的作用。
        中国石油四川石化有限责任公司  四川彭州  611930
        摘要:连续重整反应是利用石脑油生产高纯度芳烃和氢气的过程,其在炼化企业生产过程中发挥着非常重要的作用。本篇文章对炼化企业中连续重整装置的生产要素进行了分析,简要叙述了重整装置生产工艺及流程,从生产过程的控制角度入手,对重整装置生产过程中存在的问题进行了阐述,制定了有效的解决措施,希望可以有效提高工艺流程生产效率。
        关键词:重整工艺;探讨;研究;石油;炼化;连续
        引言
        连续重整装置一般包括石脑油预加氢单元、连续重整单元、催化剂连续再生单元和氢气变压吸附提纯单元,四个单元紧密结合组成连续重整装置。石脑油预加氢单元利用预加氢催化剂和脱氯剂在一定的温度、压力和氢气条件下,去除原料石脑油中的砷、铅、铜等金属杂质和硫、氮、氯等非金属杂质,生成精制石脑油,为后续的连续重整单元提供合格原料。精制石脑油进入连续重整单元,在双金属Pt-Re催化剂和一定反应温度的作用下发生一系列反应,生成芳烃含量比较高的生成油并副产氢气。这个过程中连续重整催化剂上会生成积碳,导致催化剂活性下降,通过催化剂提升装置将含碳催化剂送入催化剂连续再生单元,在严格控制氧含量的情况下进行烧焦,在经过干燥、氧氯化,重整催化剂活性得到恢复后,再通过提升装置将催化剂送入反应器内参与反应。
        1 石脑油预加氢工艺流程探讨
        石脑油预加氢工艺有两种流程,一种是前分馏流程,一种是后分馏流程。前分馏流程是典型的原料预处理流程,其基本流程为:全馏分石脑油由原料油泵从原料罐抽出并升压后,通过换热、达到预定的温度后进入预分馏塔,在分馏塔切割分为轻、重两个组分,塔顶轻组分出装置,塔底重组分送到预加氢反应部分,这种工艺流程对于拔头油硫含量要求不太高的场合比较合适。后分馏流程是全馏分石脑油进预加氢装置界区后,经泵升压并与氢气混合,混合油气与预加氢反应器出后物料换热到一定的温度,再经过预加氢反应加热炉加热到所需的反应温度,进入反应器反应后劲油气分离器分离,生成油进气提塔,塔底油浸预分馏塔,预分馏塔顶拔出轻组分,塔底重组分作为重整进料。
        2 炼化重整工艺流程探讨
        2.1 反应部分
        在重整单元运行过程中,为了保护进料换热器,保证进料中没有杂质,精制石脑油在进入进料换热器之前需要通过一个进料过滤器,进料过滤器可以帮助去除精制油中可能混有的一些杂质。精制油进入进料换热器,与循环氢压缩机送来的氢气混合,与反应产物换热后升温到一定的温度,进入重整进料加热炉。因为重整反应是强吸热反应,为了保持恒定的反应温度,需要将物料在反应一段时间,温度有所下降的时候再次升温,所以一般的连续重整装置会设置4台加热炉。加热炉出口温度采用出口温度与燃料气流量串级控制的方式,当出口温度接近温度控制器设定的温度时,串级控制系统控制逐步减少燃料气流量,保持加热炉出口温度稳定。连续重整反应需要严格控制进料中硫、氮、氯、水等杂质含量,一般要求硫<0.5ppm、氮<0.5ppm、氯<0.5ppm、水<10ppm,同时为了维持催化剂的活性,在催化剂再生装置,要需要注入一定的氯,注氯量可以通过分析化验数据计算得出,为防止反应器器壁和加热炉炉管积碳,还需要在进料中适当注入硫化剂。

物料在重整反应器内的流动方向处于径向流动过程,物料从反应器上方的分配器进入反应器外壁,再逐渐从外围穿过催化剂床层,向中心管内流动,最后从中心管的顶端流出反应器。反应完后的物料再进入进料换热器与原料换热[2],经过空冷冷却后进入产物分离罐,罐底液体由泵送入下一部分,罐顶的气体由循环氢压缩机压缩,一部分氢气作为循环氢进入进料换热器继续参与反应,一部分氢气送至增压机,进一步升压。
        2.2 再接触部分
        重整反应过程可以生成丰富的氢气,一部分作为循环进入氢继续参与反应,一部分由压缩机升压进入再接触部分。因为氢气在低压高温条件下,会携带一部分小分子烃类,这不利于氢气纯度的提高,也不利于轻烃的回收利用。在再接触部分设置了两台压缩机和一套制冷系统,氢气通过两台压缩机升压到2.2MPa左右,与产物分离罐底泵来的重整生成油混合,进入冷冻系统,降温至4℃左右,利用冷生成油吸收氢气中的轻烃,达到提纯氢气的目的。吸收后的混合物进入再接触罐,再接触罐底部的液相油进入脱戊烷塔脱除轻组分,再接触罐顶部的高纯度氢气在经过氢气脱氯罐脱除氯离子后进入变压吸附单元进一步提纯,可生产99.99%的高纯度氢气。
        3 炼化重整工艺的优化设想
        在常规的连续催化重整工艺的设定过程中,催化剂的流动方向和油气的流动方向保持一致。重整反应也会逐渐由简单进入到更难的一个过程,尤其到最后一个反应器时,催化剂会受到氯流失和积碳的影响,整体的活性会下降非常明显。为了进一步对这个问题进行解决,需要科研人员和相关的研究团队沟通提出创新的炼化重整工艺体系。含碳催化剂经过再生之后,会进入到其他的反应装置当中,循序渐进的开展一系列的反应,在整个过程中会经过第一反应器、第二反应器、第三反应器、第四反应器。提高催化剂的整体活性,相关反应原料和催化剂在接触的过程中,要尽量增加接触面积,从而可以有效提高整体系统的反应效率。炼化重整工艺在具体研究和后期应用的过程中,如何提高再生催化剂的活性是最重要的组成内容。在反应末期容易出现一些强烈的结焦问题,针对这个问题,也需要对催化剂的活性进行系统性的研究和分析。通过构建炼化重整工艺优化体系,可以对催化剂进行择优选择,综合考虑各方面的性能,以达到最好的反应活性、选择性和稳定性[4]。在传统的反应体系当中,催化剂到连续反应末期时的活性会有所降低,并且在后期的积炭量也会逐渐增高。对炼化重整工艺进行不同的优化和调整,可以对其中的反应物以及催化剂流向进行调整。
        结语
        综上所述,我国经济的快速向前发展,科学技术有了大幅度的提高,石油炼化技术也越来越成熟和完善。通过对炼化重整工艺进行系统性的优化和调整,进一步对工艺流程进行提升,提高整体反应的效率和质量。针对系统运行过程中所存在的一些问题,制定有效的解决措施,提高了炼化重整工艺应用的效率。
        参考文献
        [1] 邢彬彬 . 催化重整技术与我国炼油业发展的研究 [D]. 北京 : 中国石油大学 ( 北京 ),2016.
        [2] 李庆刚 . 连续重整装置工艺模拟与优化改造 [D]. 天津 :天津大学 ,2012.
        [3] 汪宗麒 . 镇海炼化连续重整装置流程模拟与优化 [J]. 中外能源 ,2011,16(S1):39-43.
        [4] 张琰彬 , 王文涛 .CYCLEMAX 工艺在海南炼化连续重整装置的应用 [J]. 石化技术 ,2019,16(04):33-36.
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