第六章 催化重整装置(136-148).doc

第六章 催化重整装置 第一节 概述 催化重整装置是用直馏汽油（初馏点～145℃）或二次加工汽油的混合油作原料，在催化剂（铂或多金属）的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等反应，使烃类分子重新排列成新的分子结构，以生产C6～C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目的。并利用重整副产氢气供二次加工的热裂化、延迟焦化的汽油或柴油加氢精制。 石油化工厂的催化重整装置与炼油厂的基本相同，其催化重整置是以石油（32~220℃）为原料，生产C6~C9产品，供芳烃抽提装置作原料。丁烷供芳烃抽提装置作反抽提剂。液化石油气供制氢装置作原料。 本章是以催化重整装置生产中出现的腐蚀问题和实际采取的防腐措施提出设备防腐意见。本章包括预分馏、预加氢、芳烃抽提、芳烃精馏等几部分。有关循环氢脱硫和加氢精制请参阅本篇脱硫装置和加氢精制装置。 第二节 原理与流程 一、生产原理 （一）原料预处理 预处理包括：预脱砷、预分馏、预加氢三部人。其目的为将原料切割成适合重整要求的馏程范围和脱去对催化剂有害的杂质。 1．预脱砷 凡原料中的砷含量大于100ppb，则需用脱砷剂预脱砷，预脱砷通常设在原料油罐区。 2．预分馏 根据重整装置产品要求，切割成一定馏程的馏分作为原料。一般切除原料中小于C6的轻组分，同时脱除原料油中的部分水分，为重整准备符合馏分要求的原料。 3．预加氢 将预分馏所得的原料，经钼酸镍催化剂，在压力1.5～1.8Mpa，温度280～360℃，氢油比70～150Nm3/m3，体积空速2～4h-1条件下加氢精制，烯烃被饱和，硫化物、氮化物、氧化物等转变成易于除掉的气体：硫化氢、氨和水；原料中的砷、铅、汞、铁等金属毒物被催化剂吸附除掉，满足重整催化剂对原料油中杂质含量的严格要求。 （二）催化重整 重整任务是将预处理后的精制油采用多金属（铂铼、铂铱、铂锡）催化剂在一定的温度压力条件下，将原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构化、异构化等主要反应，以增产芳烃或提高汽油辛烷值为目的。鉴于在常压下操作，催化剂表面容易结焦，因此，重整过程都是在氢气循环及压力下进行的。其操作压力一般在1.4～1.8Mpa，温度480～510℃，氢油比：一段400～600Nm3/m3；二段1000～1200Nm3/m3；体积空速1.5～2h-1。其生成油作为抽原料，副产品为氢气。 （三）芳烃抽提 芳烃抽提是为了取得高纯度芳烃。其基本原理是利用芳烃与非芳烃在溶剂中溶解度的差异，将两者分离。根据芳烃与溶剂的沸点差，将芳烃从溶剂中分离出来，从而得到纯度为99.8%以上的混合芳烃。一般炼油厂所用的溶剂多为三乙二醇或二乙二醇醚。石化厂的芳烃抽提则用环丁砜、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等。三乙二醇醚的溶解度、开始分解温度都比二乙醇醚高，且溶解比小，许多炼油厂均用它替代二乙二醇醚。其操作参数为：温度125～150℃；压力0.8～0.9Mpa；溶剂比（对抽提进料）10～13；溶剂含水量7～9%（重量）。 （四）芳烃精馏 芳烃精馏是将混合芳烃分离为苯、甲苯、二甲苯等单体芳烃的过程。根据芳烃中各组分的沸点不同，利用汽液两相多次接触，多次汽化、多次冷凝进行传质传热，将各组分加以分离。一般普通的分馏得到的是沸点不同的混全物，而芳烃精馏得到的是单体烃类。 二、工艺流程 催化重整装置由四部分组成：即原料预处理、重整、芳烃抽提、芳烃精馏。预处理和重整的流程见图2-6-1。芳烃抽提流程图见图2-6-2。芳烃精馏流程见图2-6-3。如不生产芳烃，则只需前两部分。 第三节 腐蚀介质、部位和原因 一、高温H2的腐蚀 催化重整的目的是制取芳烃或提高汽油的辛烷值。在重整反应过程中，其中六员环烷进行脱氢反应，五员环烷进行异构脱氢反应，烷烃环化脱氢反应等都会产生氢气。其反应过程是在监氢高温和一定压力下进行，因此，临氢设备和管线会产生氢损伤。 氢损伤通常有四种类型：氢鼓泡、氢脆、脱碳和氢腐蚀。重整反应过程中的设备是在高温高压同时有氢气的条件下进行的，主要发生脱碳和氢腐蚀。高温氢气会从合金中除去碳，从而使那些依赖间隙碳或碳化物沉淀而增加强度的合金的搞拉强度降低，延性和蠕变速度增高。因此钢中在长期暴露于高温氢气中，强度降低，会造成设备破坏。钢材在氢和烃的混合气体中也能产生渗碳，但渗碳比脱碳的危害性小些。氢腐蚀是指高温下合金中的组分与氢发生的反应，如钢在高温临氢的条件下，将发生下列反应：C（Fe）+2H2=CH4。碳化物或溶解的碳[以C（Fe）表示]与氢反应生成甲烷。反应速度和方向取决于气相中的氢和甲烷含量。原子氢很容易扩散进钢铁内部，在金属内部孔穴生成氢气，可以引起破裂，危害极大。氢脆易发生于高强度钢，合金强度越高对破裂的敏感性也越高，破裂倾向也随金属中氢浓度增加而上升。氢脆与缺陷存在无关，而且氢脆是一种近乎是一种近乎