1、,2018/10/8,2,催化重整,2018/10/8,3,目录,1. 目前我国催化重整现状2. 催化重整的反应3. 催化重整工艺类型及技术特点4. 催化重整装置的工艺流程5. 催化重整的专用设备6. 重整装置能耗分析7. 降低重整能耗的措施8. 流程改进及提高效益的某些措施9. 安全设施设置的考虑10. 装置的扩能改造11. 投资及成本分析12. 结束语,2018/10/8,4,1. 目前我国催化重整现状,1965年我国在大庆建成投产了第一套10万吨/年的工业化催化重整装置经过40年的发展，到2005年3月共建成投产催化重整装置65套总加工能力2190万吨/年，约占原油总加工能力的10%左右
2、连续重整装置18套，加工能力为1190万吨/年半再生重整装置47套，加工能力为1000万吨/年,2018/10/8,5,2018/10/8,6,90年代以前的25年，建成投产了21套催化重整装置，其中只有一套连续重整装置90年代以后的15年间共建成投产了44套催化重整装置，占全部投产装置总套数的68%；而其加工能力占全部投产装置总能力的82.4%90年代以后的15年就建成投产了17套连续重整，占全部投产连续重整装置总套数的94.4%,占能力的95%,2018/10/8,7,已建成装置的规模分布情况,2018/10/8,8,装置按目的产品分类,目的产品为芳烃的为23套，加工能力为770万吨/年，
3、占总能力的35.1%；目的产品为高辛烷值汽油组分的为30套，加工能力为820万吨/年，占总能力的37.5%；在生产芳烃的同时兼顾生产汽油的为12套，加工能力为600万吨/年，占总能力的27.4%。,2018/10/8,9,连续重整装置占总套数的27.7%，加工能力却占到了54.3%。18套连续重整装置中的5套平均反应压力为0.8MPa左右,其余的平均反应压力为0.35MPa左右，单套装置的平均能力为66万吨/年；连续重整装置所采用的工艺技术包括了UOP和IFP两家专利公司的各代专利技术，已具有国际水平。,2018/10/8,10,半再生重整装置的平均反应压力大多在1.5MPa左右单套装置的平均
4、能力为21.3万吨/年，平均能力偏低 大多是80年代以后建设的，技术水平比较高,2018/10/8,11,2018/10/8,12,中石化集团总公司所属企业目前共建成投产催化重整装置29套，总加工能力为1236万吨/年中石化集团总公司催化重整装置的数量不到全国总数的一半，但能力却超过全国总能力的一半连续重整装置单套装置的平均能力为75万吨/年,比全国单套平均能力高14%半再生重整单套装置的平均能力为22.6万吨/年,比全国单套平均能力稍高在已建成投产的催化重整装置数量、能力、管理和操作水平还是在催化剂生产、掌握的工艺技术水平等诸方面高于全国平均水平。,2018/10/8,13,半再生和连续重整
5、催化剂都已经实现了国产化，并达到国际水平半再生重整的工程设计全部国产化连续重整仅购买专利使用权，全部工艺和工程设计实现国产化，并且开发出了以“逆流移动床”为代表的具有自主知识产权的连续重整专利技术。,2018/10/8,14,与发达国家相比还有差距,我国催化重整近年来发展较快、技术水平不低，但能力等差别较大先进国家催化重整的加工能力已经占原油一次加工能力的的20以上。除总加工能力远远低于欧州和北美外等发展中国家外，单套装置尤其是半再生重整装置的平均能力偏低由于原料来源等原因，现有的装置普遍开工不足。因此，装置的操作成本高，大部分装置的能耗都在4000MJ/t重整进料以上,2018/10/8,1
6、5,目前我国生产的车用汽油在质量方面与世界燃料规范及国内车用无铅汽油新标准相比的主要差距烯烃含量高硫含量高芳烃及苯含量相对较低其中烯烃含量差距最大造成上述这种情况的主要原因是我国车用汽油的构成不合理,2018/10/8,16,我国车用汽油调和组分中催化裂化汽油所占比例太大催化重整汽油和其它高质量汽油组分所占比例太小低辛烷值（直馏）汽油组分还占一定比例。,2018/10/8,17,催化重整装置生产的汽油的特点辛烷值高烯烃含量很低芳烃含量较高基本不含硫、氮、氧等杂质催化重整汽油的这些特点正好能弥补目前我国车用汽油的质量缺点，是理想的可增加的调和组分。要实现车用汽油质量的升级换代，就要调整汽油构成，
7、减少催化裂化汽油所占比例，增加其它汽油调和组分尤其是催化重整汽油的比例。,2018/10/8,18,催化重整装置与其它生产高质量汽油的工艺相比其原料来源广范，加工量大可根据需要在一定范围内调整所生产的汽油辛烷值的高低是解决目前我国车用汽油质量的最有效和最重要的手段。是实现汽油质量升级的主要工艺,2018/10/8,19,重整产氢是炼厂宝贵的氢源，目前，国内柴油产品的质量指标也正在逐步提高，对硫含量等限制更加严格，所以要建设大量的加氢装置，因而就需要大量的氢气采用制氢等装置生产的氢气成本很高，生产每吨纯氢近万元催化重整可付产大量廉价的含氢气体，重整装置的纯氢产率为2.54.0,氢纯度可达90%（
8、分子），是加氢装置非常好的氢源一套规模为60万吨/年的催化重整装置,采用半再生重整纯氢产量至少每年1.5万吨，采用连续重整纯氢产量每年约2.4万吨。可为一套120200万吨/年的柴油加氢精制装置提供氢气，节省大量的制氢原料，降低加氢装置的操作成本,2018/10/8,20,催化重整装置生产的汽油芳烃含量较高，一般为5580（重）可生产高纯度的苯，甲苯，混合二甲苯及重芳烃等芳烃产品目前市场上芳烃产品十分紧俏，价格较高我国已建成投产的催化重整装置有一半是用来生产芳烃的,2018/10/8,21,我国的催化重整应该/必然要大力发展：环保要求-北京等大城市汽车达欧排放标准芳烃生产要求-国内PX缺口极大
9、,2018/10/8,22,据统计和预测:到2010年我国还将建成投产约10套左右的重整装置，其加工能力约为1000万吨/年装置规模趋于大型化，基本上都为连续重整装置一半的生产能力用于高辛烷值汽油组分，另一半用来生产芳烃。,2018/10/8,23,我国重整装置的平均处理能力偏低，处理量在40万吨/年以下的装置就有44套，占总数量的78%这些装置因形不成经济规模，所以运行成本高，经济效益差对这些装置通过适当的技术改造可以使其处理能力提高，其提高的幅度可达50100%，而改造投资仅为相同规模装置建设投资的50%70%，并且可使其技术水平提高对现有的规模较小的装置进行技术改造以提高其处理能力，是提
10、高我国重整处理能力另一个最主要和最佳的途径。,2018/10/8,24,2 催化重整反应,一、催化重整反应类型 二、催化重整反应特点,2018/10/8,25,催化重整的化学反应,“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构。在有催化剂作用的条件下对石脑油（汽油馏分）进行重整叫作“催化重整”。重整不改变碳原子数。如： C RCCCC RCCC,2018/10/8,26,一、重整化学反应（一）芳构化反应1.六元环脱氢反应,2018/10/8,27,2.五元环烷烃异构脱氢反应,2018/10/8,28,3.烷烃环化脱氢反应,2018/10/8,29,芳构化反应的特点是：强吸热，其中相同碳原子烷烃环化
11、脱氢吸热量最大，五元环烷烃异构脱氢吸热量最小，因此，实际生产过程中必须不断补充反应过程中所需的热量；体积增大，因为都是脱氢反应，这样重整过程可生产高纯度的富产氢气；可逆，实际过程中可控制操作条件，提高芳烃产率。六元环烷的脱氢反应进行得很快，在工业条件下能达到化学平衡，是生产芳烃的最重要的反应；五元环烷的异构脱氢反应比六元环烷的脱氢反应慢很多，但大部分也能转化为芳烃；烷烃环化脱氢反应的速率较慢，在一般铂重整过程中，烷烃转化为芳烃的转化率很小。铂铼等双金属和多金属催化剂重整的芳烃转化率有很大的提高，主要原因是提高了烷烃转化为芳烃的反应速率。,2018/10/8,30,（二）异构化反应,2018/1
12、0/8,31,（三）加氢裂化反应,2018/10/8,32,（四）缩合生焦反应,在重整条件下，烃类还可以发生叠合和缩合等分子增大的反应，最终缩合成焦炭，覆盖在催化剂表面，使其失活。因此，这类反应必须加以控制.,2018/10/8,33,二、重整反应的热力学和动力学特征及影响因素,2018/10/8,34,催化重整相对反应速率,2018/10/8,35,2.催化重整工艺概况,原料：低辛烷值的石脑油（汽油) 产品：富含芳烃的高辛烷值汽油组分氢气少量的液化气等生产目的：高辛烷值汽油组分或芳烃,2018/10/8,36,催化重整装置生产的汽油的特点：辛烷值高，一般为95106（RONC）烯烃含量低，一
13、般为0.11.0芳烃含量较高，一般为5580左右基本不含硫、氮、氧等杂质 重整汽油具有辛烷值高，安定性好等特点，是十分理想的车用汽油调和组分。,2018/10/8,37,催化重整可付产大量廉价的氢气催化重整可付产大量廉价的含氢气体，是加氢装置非常好的氢源重整装置的纯氢产率为2.54.0，纯度可达90%以上,2018/10/8,38,催化重整可为化工等装置提供优质原料：重整装置生产的汽油含芳烃一般为5580（重）可生产高纯度的苯，甲苯，混合二甲苯及重芳烃等芳烃产品。而这些芳烃产品是有机合成，油漆，染料，医药，军工等工业的基本原料我国的催化重整装置很多是用以生产芳烃的。重整汽油经芳烃抽提后的抽余油
14、是很好的溶剂油和裂解原料。,2018/10/8,39,重整的原料来源常减压的初馏塔顶和常压塔顶直馏石脑油馏分加氢裂化和加氢改质石脑油。其芳烃潜含量高，是一种优良的重整原料，可不经预处理而直接进重整反应乙稀裂解汽油的抽余油，环烷含量高，是比较好的重整原料催化汽油部分馏分也可做重整原料 焦化石脑油。性质较差，在进重整反应部分之前要经加氢处理，并且因其稀烃和稠环含量多使催化剂生焦率高,2018/10/8,40,重整反应对进料有三个方面的要求：馏程范围族组成杂质含量 经原料预处理过的重整反应进料必须满足上述三个要求,2018/10/8,41,生产高辛烷值汽油时，一般采用84180OC馏分(C6C12)
15、一般重整生成油的干点会比原料生高3040OC,2018/10/8,42,生产芳烃时合适的馏分组成,2018/10/8,43,杂质含量要求：重整原料中的少量杂质如砷、铅、铁、铜、汞、硫、氮、氧等会使催化剂丧失活性，这种现象称之为催化剂的“中毒” ， 而这些杂质则称之为“毒物”。使催化剂永久性中毒的“毒物” ，称之为“永久性毒物” ，金属毒物如砷、铅、铜、铁、镍、汞、钠等为永久性毒物，经过再生其活性不能恢复使催化剂暂时性中毒的“毒物” ，称之为“暂时性毒物” ，非金属毒物如硫、氮、氧等为非永久性毒物。经过再生后其活性能恢复,2018/10/8,44,2018/10/8,45,预加氢催化剂预加氢催化
16、剂采用含钴、钼、镍稀有金属，一般以AL2O3作为载体国内普遍采用的预加氢催化剂有4813、RS1、RN-1等,2018/10/8,46,重整原料的预处理重整反应对原料有上述严格要求，原料在进入到重整反应部分之前要进行预处理重整原料的预处理包括：预分馏，预加氢和汽提脱水等几个工序通过分馏、加氢和汽提脱水等工序为重整反应制备在馏分范围和杂质含量上满足要求的原料,2018/10/8,47,重整原料的预处理-预分馏预分馏的作用是根据重整目的产物的要求切割一定沸程范围的馏分，即通常所说的“拔头和切尾”生产高辛烷值汽油时，一般采用84180OC馏分 生产芳烃时合适的馏分组成： 目的产品 合适的馏分 苯 6
17、085OC 甲苯 85110OC 二甲苯 110145OC 苯，甲苯+二甲苯 60145OC,2018/10/8,48,重整原料的预处理-预加氢预加氢的作用是除去原料油中的杂质以保护重整催化剂。预加氢的化学反应：在催化剂和氢压的条件下，使原料油中含硫、含氮、含氧等化合物进行加氢分解，生成H2S、NH3和H2O，然后再在后面的汽提塔中除去原料油中的含砷、铅等金属化合物经过加氢分解出金属，然后吸附在预加氢催化剂上。,2018/10/8,49,重整原料的预处理-汽提脱水 汽提脱水是采用共沸蒸馏的原理把通过预加氢过程产生的H2S、NH3和H2O等汽提出去。,2018/10/8,50,催化重整的反应热重
18、整的反应为强吸热反应，反应热很大，根据原料和反应苛刻度不同，一般半再生重整反应器的总温降为150200OC，连续重整反应器的总温降为170240OC。重整催化剂的有效反应温度一般在440OC以上，为发挥催化剂的作用，采用多段反应，根据原料及要求的反应苛刻度不同，一般采用34段，即34个反应器及加热炉。,2018/10/8,51,2018/10/8,52,主要由活性组分铂、助催化剂（如铼和锡）和担体（如Al2O3）所组成。主要组分是铂等金属、卤素和氧化铝。是一种双功能催化剂，其中的铂构成脱氢活性中心，促进脱氢、加氢反应；而含有少量卤素氯的氧化铝担体具有一定酸性，从而提供了酸性功能，促进裂化、异构
19、化等反应。半再生重整使用铂铼催化剂稳定性好、活性和选择性低于铂锡催化剂连续重整使用铂锡催化剂活性和选择性好、稳定性低于铂铼催化剂重整催化剂十分昂贵，每吨百万元，一套60万吨/年的连续重整的催化剂费用约6000万元。,重整催化剂,2018/10/8,53,重整工艺相对比较复杂，流程长，产品接近化工级高温反应过程，反应吸热量大，所需的反应加热炉多能耗大，80-110万大卡/吨重整进料,催化重整能耗,2018/10/8,54,3.催化重整工艺类型及技术特点,催化重整按类型可分为两种：半再生（固定床反应器）连续重整（移动床反应器）,2018/10/8,55,半再生重整工艺特点,工艺流程简单，投资少固定
20、床反应器反应压力和氢油比较高停工后对催化剂进行再生产品辛烷值、反应产物液体收率、氢气产率较连续重整低随着操作周期的延长，催化剂活性因结焦逐渐减弱，重整产物C+5液体收率及氢气产率也将逐渐降低，需逐步提高反应温度直至停工对催化剂进行再生,2018/10/8,56,连续重整重整工艺特点,采用移动床反应器设置一套催化剂连续再生系统，在不停工条件下对催化剂进行连续再生，保持催化剂活性稳定工艺流程较为复杂，相应投资也高反应在低压、低氢油比的苛刻条件下操作，充分发挥催化剂的活性及选择性产品的辛烷值高、产物的C+5液体收率及氢气产率都较高装置开工周期长，操作灵活性大,2018/10/8,57,2018/10
21、/8,58,2018/10/8,59,连续重整与半再生重整相比：C5+产品液体收率增加约2.0%(重)氢气产率增加1.11%(重)，而且氢气纯度也较高芳烃产率增加约12%(重)。,2018/10/8,60,重整工艺技术的选择原则,规模大，原料差，对产品的苛刻度要求越高，对氢气的需求量大，应选择连续重整反之，则应选择半再生半再生的产品辛烷值一般不宜超过97（RON），连续重整可以超过100（RON），最高可以到106（RON）,2018/10/8,61,典型的半再生重整装置共有工艺设备,2018/10/8,62,典型的连续重整装置共有工艺设备约250台套,主要设备分类如下：塔 3台反应器及再生器
22、 6台加热炉 7台冷换设备 60台电加热器 4台容器 37台压缩机 4台风机 4台泵 36台氨冷冻系统 1套重整废热锅炉系统 1套加热炉余热回收系统工程 1套,2018/10/8,63,4催化重整装置的工艺流程,2018/10/8,64,4催化重整装置的工艺流程,2018/10/8,65,4.2连续重整装置的工艺流程,世界有两种工业化连续重整技术美国环球油品公司（UOP）反应器布置采用重叠式再生回路流程采用热循环法国石油研究院（IFP）反应器布置采用并列式再生回路流程采用冷循环,2018/10/8,66,UOP连续重整装置的工艺流程-重整反应部分部分,4催化重整装置的工艺流程,2018/10/
23、8,67,UOP连续重整装置的工艺流程-cyclemax催化剂连续再生流程,2018/10/8,68,IFP连续重整装置的工艺流程-反再部分,2018/10/8,69,IFP连续重整装置的工艺流程第二代连续重整再生流程,2018/10/8,70,IFP连续重整装置的工艺流程第三代（Regen C）再生流程,2018/10/8,71,连续重整装置工艺流程-产品分离,2018/10/8,72,采用UOP工艺的连续重整装置,2018/10/8,73,采用IFP工艺的连续重整装置,2018/10/8,74,5.催化重整的专用设备,5.1 重整反应器5.2 进料换热器5.3 多流路四合一加热炉5.4 再
24、生器,2018/10/8,75,5.1 重整反应器,重整反应器有两种基本型式：轴向反应器 物料自上而下轴向流动，反应器内部是一个空筒，结构比较简单；径向反应器 物料进反应器后分布到四周分气管内，然后径向流过催化剂层，从中心管流出，反应器内需要设置分气管、中心管、帽罩等内部构件，构造比较复杂。,2018/10/8,76,反应器,2018/10/8,77,2018/10/8,78,由图4-10可以看出，UOP-CCR(型)反应器顶部包括催化还原缓冲段、预热段、还原室和第1反应器等部分。反应物料流向:含氢混合物料自第1反应器进料口进入后，首先经还原换热器，为还原过程提供必要热量后，进入第1反应器的扇
25、形筒，径向流经催化剂层，反应后进中心管向上流动，引出后去第1加热炉。为充分发挥催化剂作用，还有少部分物料进入第1反应器床层顶部，为密封催化剂提供一股向下流动的物料。催化剂自顶部引入，经预热后进入还原室，还原后催化剂进入第1反应器。还原氢气通过还原区之后，分成两部分，约10%与催化剂一同进入第1反应器，90%氢气被引出还原筒，经冷却去回收部分。,2018/10/8,79,由图411可以看出，UOP-CCR(型)反应器中部结构比较简单，主要由中部反应器和所属物料出、入口部件构成。,UOP-CCR(型)反应器中部结构比较简单，主要由中部反应器和所属物料出、入口部件构成。反应器中心管底部有一个环形催化
26、剂排出口，用漏斗形挡板分成12格，引导催化剂通过12根催化剂输送管进入下边的反应器中。进入中间反应器锥体区的进料通过新的准半圆形通气口均匀分配下流到扇形筒中，然后径向流过催化剂床层进入中心管。一部分进料进入盖板上围绕中心管的通气环，经过盖板上一系列的小孔并经过齿形金属丝网从盖板下流出。小孔使气流均匀地流到催化剂的密封区。齿形金属丝网可防止催化剂的流失。,2018/10/8,80,径向反应器压降核算,2018/10/8,81,径向反应器设计中的一个重要问题就是如何使得流体在整个流通面积上均匀分布,2018/10/8,82,对于径向反应器的扇形分气管，气体从顶部进来后，自上而下随着气量的减少速度不
27、断减小，即W1W2，因而P2P1，静压力下大上小。 对于中心集气管，由于气量自上而下不断增加，速度也不断增加，即 W1P1-P1 ，即分气管与集气管的压力差下部大于上部。,2018/10/8,83,为了克服以上不均匀流动的现象，可以考虑以下几个措施：扩大分气管和集气管的流动截面积，降低流速，使上下压差沿管长变化减小，从而使气流分布均匀些。将分气管和集气管设计成变截面的锥形管，以维持管内流速变化不大，减小管内静压力的变化。分气管和集气管上下采用不同的开孔率，用小孔阻力的变化补偿管内压力变化。增加小孔阻力，使其大大超过分气管和集气管内的压力变化。,2018/10/8,84,改进的径向反应器设备结构
28、,改进型径向反应器物料流动方向由上进下出改为上进上出,2018/10/8,85,2018/10/8,86,径向反应器轴向截面的压力等值线图与速度云图,等值线越密说明压力梯度越大。可以看出，压力梯度最大的位置在催化剂床层，而且在催化剂床层中压力等值线非常规律，不存在局部低压区，因此，催化剂床层中，气体不会形成旋涡。而在中心管中、中心管开孔附近形成了多处局部低压区，由于局部低压的形成，在中心管中部及开孔附近将形成多处小旋涡。在约翰逊网与中心管之间的空隙区域中，颜色非常一致，说明压力分布很均匀。催化剂床层中的气体速度较小，大小分布均匀。出中心管过孔时，气体速度明显增大。,2018/10/8,87,径
29、向反应器轴向截面的速度等值线图与云图,速度梯度最大的位置在扇形筒、中心管过孔及中心管中。催化剂床层中等值线十分稀疏，说明在催化剂床层中速度比较均匀。气体过孔后形成明显的受制射流形状。而在孔的附近区域存在明显的低速区，也就说明气流在此处已形成旋涡。气体进入催化剂床层中后，以近似径向的方向流动，到达约翰逊网壁时，改变方向，从开孔处进入中心管。,2018/10/8,88,反应器轴向截面的速度矢量图,气体经由扇形筒分配进入催化剂床层中，在催化剂床层中速度大小基本一致，然后经由中心管开孔进入中心管中。气体在中心管及管的开孔附近的多个局部低压区形成旋涡。仍有部分气体通过催化剂顶部床层串入反应器上部无催化剂
30、的空腔内，但是速度极小、量也极少。从速度流线图可以清晰地看出气体在催化剂床层中以平推流的形式流动。,2018/10/8,89,反应器速度流线图,2018/10/8,90,反应器横截面的流线视图,图中浅灰色部分为扇形筒，黑色为工艺物流流动的迹线。迹线的疏密表示流动的趋势。从图中可以看出，扇形筒间不存在在大的周向流动。由于反应器结构的对称性，气体从扇形筒侧面出来后，经过碰撞后，流动方向转为沿反应器径向流动。周向流动几乎不存在。,2018/10/8,91,5.2 进料换热器,我国早期重整装置中进料换热器都是采用U型管和浮头式，好几台串联操作，效率低，占地面积大，而且压力降高，不能满足低压重整的需要。
31、从石油七厂多金属重整设计开始，用一台大型单管程立式换热器作为重整进料与反应生成物换热设备。 近年来催化重整设备方面另一个引人注目的进展就是采用焊板式换热器代替原来的纯逆流单管程立式换热器作重整进料换热器。,2018/10/8,92,2018/10/8,93,2018/10/8,94,典型的立换与板换的比较,2018/10/8,95,5.3 多流路四合一加热炉,重整反应炉被加热物流为循环氢气和油气，体积流率很大，既要有利于加热又要压力降小，因此存在着一个多流路炉管的设计问题，并联流路有时高达几十路，同时为了缩小占地，减少投资，对于规模较大的重整装置，往往把四个加热炉联合在一起，成为一个四合一炉，
32、炉管采用U型（集合管在上）或形（集合管在下）。,2018/10/8,96,多流路炉管配置,U型四合一重整反应加热炉,2018/10/8,97,型四合一重整反应加热炉,2018/10/8,98,多流路炉管配置,U型（集合管在上）,形（集合管在下）,2018/10/8,99,2018/10/8,100,2018/10/8,101,2018/10/8,102,多流路加热炉物流计算,2018/10/8,103,5.4再生器,再生器是连续重整的主要设备，设备从上而下包括烧焦，氧氯化及焙烧干燥等过程。,2018/10/8,104,UOP连续重整再生器结构,再生器自上而下分为4个区：烧焦区、氧氯化区、干燥焙
33、烧区和冷却区。烧焦区为径向床结构；氧氯化区、干燥焙烧区和冷却区为同心筒结构。,2018/10/8,105,再生器自上而下分为4个区：一段烧焦区、二段烧焦区、氧氯化区和焙烧区。一段和二段烧焦区为径向床结构；氧氯化区为轴向床结构、焙烧区为同心筒结构。,IFP再生器结构:,2018/10/8,106,6重整装置能耗分析,重整装置因所采用的原料种类和性质、要求的产品方案以及装置规模的不同其能耗差别很大。 一般规模越小、原料越差、要求的产品辛烷值越高、外送氢气的纯度的压力越高其能耗越大。生产高辛烷值汽油与生产芳烃的重整装置能耗相差很大一般半再生重整装置能耗为80-90万大卡/吨进料左右连续重整为100-
34、110万大卡/吨进料左右。,2018/10/8,107,6.1 半再生重整装置能耗分析6.2 连续重整装置能耗分析6.3 两种重整工艺能耗对比分析,2018/10/8,108,6.1 半再生重整装置能耗分析,以一套半再生重整装置为例：原料：大庆53%的直馏和47%的加氢石脑油处理量：20万吨/年产品：RON95的高辛烷值汽油 平均反应压力：1.4 MPa氢油比：600：1（一段）和 1200：1（二段）,2018/10/8,109,-表示装置产生外送量，余热锅炉产生3。5MPa蒸汽，循环氢压缩机采用背压式透平驱动,典型的半再生重整装置公用工程消耗,2018/10/8,110,典型的半再生重整装
35、置各部分能耗,2018/10/8,111,重整反应部分的能耗最高，约占全装置能耗的53.6%左右；预处理部分的能耗约占全装置能耗的34.6%左右；产物分离部分的能耗最小，占全装置能耗的11.8%;在单项公用工程消耗中，燃料能耗占比例最大：其中重整反应部分燃料消耗量最大。主要是重整反应热。预处理和产物分离燃料能耗分别占各自能耗的73%和79%。重整烟气余热锅炉发生蒸汽为装置贡献能量，占全装置能耗的21.6%,2018/10/8,112,加热炉的能耗占整个装置能耗的76%，而重整反应加热炉占的比例最大。压缩机的能耗占装置能耗的11%。 两项共计占全装置能耗的87%。因此节能措施应主要针对这两个耗能
36、大项进行,半再生重整装置的两个能耗“大户”,2018/10/8,113,6.2 连续重整装置能耗分析,典型的UOP连续重整装置能耗,2018/10/8,114,典型的IFP连续重整装置能耗,2018/10/8,115,连续重整各单元所占装置能耗比例,2018/10/8,116,重整反应及产物分离部分的能耗比较高，约占全装置能耗的75%左右；预处理部分的能耗约占全装置能耗的20%左右；催化剂再生部分的能耗仅占全装置能耗的2-5%。预处理部分主要用于重整反应原料的精制，因此它的能耗主要取决于原料油的杂质含量及C6烷烃以下的轻石脑油的比例。催化剂再生部分的能耗占全装置能耗的比例较小，因此，不同催化剂
37、再生工艺的能耗差别对全装置能耗的影响不大。对于采用不同工艺技术的连续重整装置来讲，在装置生产规模、原料组成、产品要求相同的前提下，原料预处理、重整反应及产物分离等部分的能耗基本相同，只是催化剂再生和循环方式不同使催化剂再生部分的能耗有所差别,2018/10/8,117,加热炉的能耗占整个装置能耗的67.3%，而重整反应加热炉占的比例最大。压缩机的能耗占装置能耗的21.6%。 两项共计占全装置能耗的88.9%。因此节能措施应主要针对这两个耗能大项进行,连续重整装置的两个能耗“大户”,2018/10/8,118,6.3 两种重整工艺能耗对比分析,无论何种重整工艺类型，其反应条件对能耗的影响较大，相
38、同原料条件下：苛刻度（产品的辛烷值）决定反应条件苛刻度高=温度高、压力低、氢/烃比大=能耗高不同的反应苛刻度，其能耗差别较大,2018/10/8,119,半再生重整的反应苛刻度小于连续重整，需要的反应热比连续重整少。半再生重整的反应压力（约1.4MPa）高于连续重整(约0.24MPa )，循环氢压缩机及产氢增压机的功率小于连续重整。半再生重整比连续重整能耗低,2018/10/8,120,对重整能耗影响最大的是反应炉和循环氢压缩机半再生重整加热炉的能耗占整个装置能耗的76%，压缩机的能耗占装置能耗的11%。连续重整加热炉的能耗占整个装置能耗的67.3%，而重整反应加热炉占的比例最大。压缩机的能耗
39、占装置能耗的21.6%。 两项共计占全装置能耗的88%。因此节能措施应主要针对这两个耗能大项进行，,2018/10/8,121,7降低重整能耗的措施,根据以上能耗分析，催化重整装置的节能途径主要应当是：提高加热炉热效率降低循环氢压缩机功率选定适当的氢气压送压力优化工艺流程选用高效设备,2018/10/8,122,提高加热炉热效率应通过强化换热，提高反应进料和分馏塔进料温度，同时降低分馏塔的回流比，以降低加热炉的热负荷结合反应条件的优化，降低预加氢循环氢和重整循环氢的氢油比并减少重整氢增压机压力平衡的返回量等措施达到节能降耗的目的尽量利用装置的低温热。,7.1 提高加热炉热效率,2018/10/
40、8,123,提高加热炉热效率-余热回收 一套典型的催化重整装置设有加热炉8台，（1台预加氢进料炉，4台重整反应炉，3台重沸炉），炉子多，热负荷大，是装置节能的重点。加热炉有效热负荷是由工艺过程决定的，因此加热炉节能的主要目标是烟气余热回收，提高加热炉的热效率。,2018/10/8,124,提高加热炉热效率-余热回收重整反应加热炉用于加热反应物料（5000C）的负荷只占总负荷的5360%，辐射室排烟温度 8000C。设余热锅炉，处理1吨重整进料其反应加热炉高温烟气可发生3.5MPa蒸汽0.26吨。自产的蒸汽基本满足循环氢透平用。,2018/10/8,125,提高加热炉热效率新型高效炉型-四合一炉
41、采用高效火嘴多流路并联炉管-降低压降加热炉总热效率90%。,2018/10/8,126,强化重整反应进料换热器的换热量反应物出口温度5000C，而反应进料要通过加热炉加热到大于5000C。增加重整进料与反应产物换热器的换热量对降低能耗有重要影响。换热越多则进料加热炉的热负荷越小，同时产物空冷器的冷却负荷也越小，对节能是很有利的。目前都采用一台单管程纯逆流合金钢立式换热器或者焊板式换热器。这两种换热器的传热系数高、压降小、占地面积小。 一台单管程纯逆流合金钢立式换热器的压降仅为0.02MPa左右，而传热系数是普通管壳式换热器的1.5倍。,2018/10/8,127,立式换热器面积变化对冷热流出口
42、温度和反应进料加热炉影响,2018/10/8,128,由表中可见反应进料/产物换热器热负荷非常大（与四个反应炉的负荷相差不多）不同换热面积对反应进料加热炉的影响很大，操作费用变化很大尽管反应进料/产物换热器面积增大很多，但投资回收期增加幅度不大增大反应进料/产物换热器面积，节能效果非常好,2018/10/8,129,立式换热器与板式换热器比较,板式换热器与单管程纯逆流合金钢立式换热器相比，传热系数增加1倍。能够进一步减少换热器的热端温差，增加换热量，对回收热量有利。板式换热器能够减少换热器的热端温差，增加换热量，对回收热量有利,2018/10/8,130,60万吨/年连续重整采用立式与焊板式换
43、热器的比较,2018/10/8,131,与立式换热器相比，板式换热器多回收的1MW的热量，约占第一重整加热炉和重整产物空冷器负荷的20%和15%。这两部分的设备投资和空冷器的操作费用也会因热负荷的减少而有所下降。表中没有考虑。,2018/10/8,132,7.2 降低循环氢压缩机功率,7.2 适当选定循环气量降低循环压缩机功率 循环气量是决定循环压缩机功率的重要因素，它是由反应的氢烃比决定的。氢烃比的大小直接影响催化剂上的积碳量，应当根据反应的苛刻度正确地加以选定。,2018/10/8,133,重整应选择合适的苛刻度和操作条件,2018/10/8,134,降低临氢系统压力降,临氢系统的压力降，
44、决定循环氢压缩机的压缩比，循环氢压缩机的功率随压缩比的增加而增加，因此压缩比应当尽量减小。随着重整反应压力的降低，要求临氢系统的压力降进一步减小。,2018/10/8,135,典型的重整装置临氢系统压力降（KPa）,2018/10/8,136,为了降低临氢系统的压力降，应采取的措施是：采用径向反应器代替轴向反应器；采用大型单管程立式换热器或焊接板式换热器代替多个串联的U型管换热器；加热炉增加并联流路；空冷器改用单管程，水冷器增加并联流路；布置紧凑，以尽量减少管线长度，同时适当增大管径；改进流程，如采用两段混氢，取消后加氢等。,2018/10/8,137,加热炉增加并联流路，降低压降： 大型重整
45、反应加热炉管的排列方式有两种：正U型管式和倒U型管式。正U型管式的进出两个集合管在炉顶部，多根炉管呈正U形与两个集合管相连接；而倒U型管式的进出两个集合管在炉底部部，多根炉管呈倒U形与两个集合管相连接。这两种形式的炉型炉管排列的数目都很多，主要目的是降低流速，减少压降。,2018/10/8,138,低温热的利用,重整有很多低温热，如：与进料换热后的反应产物，温度大于100OC，直接通过空冷冷却到40OC左右进高分；与进料换热后的稳定汽油，温度大于100OC，直接通过空冷和水冷冷却到40OC左右后出装置。冷却这些物料所需的冷却热负荷很大，因此这些低温热量应该回收可用这些低温热加热重整余热锅炉所用
46、脱盐水等,2018/10/8,139,采用新型塔板，提高分离效率，优化操作条件,结合工艺要求，采用高效塔板，或适当增加塔板数，同时优化回流比，减小塔底加热炉和塔顶空冷器及水冷器的负荷，降低装置的能耗。,2018/10/8,140,节能小结,重整工艺为高温催化反应工艺，能耗较高；反应苛刻度大其能耗高，连续重整的能耗高于半再生重整；能耗的高低除与反应苛刻度有关外，还与原料种类、产品的分离要求以及外送氢的最终压力有关， 因此，重整装置的能耗不能一概而论；重整装置的两个能耗大户是加热炉和循环氢压缩机，节能重点应在这两部分；应采用一些高效节能的新型设备，如焊板式进料/反应产物换热器等。,2018/10/8,141,8.流程改进及提高效益的某些措施,8.1关于氢气提纯8.2 液化气回收措施8.3 氢气脱氯问题,2018/10/8,142,8.1关于氢气提纯,氢气是重整装置中一个非常宝贵的副产品，它为工厂加氢装置提供了一个廉价的氢气来源。 为了提高氢气纯度和回收轻烃，重整氢气常面临一个提纯问题。随着重整反应压力的降低，这问题更加突出。,
