催化重整工艺与工程.pptx

11.目前我国催化重整现状2.催化重整工艺概况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.投资及成本分析目录目录2 “催化重整”是以石脑油（直馏和各类加氢石脑油）为原料，在催化剂的存在下，生产富含芳烃的高辛烷值汽油组分，并副产含氢气体等产品的工艺31.1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状419651965年年我我国国在在大大庆庆建建成成投投产产了了第第一一套套1010万万吨吨/年年的的工工业业化化催催化重整装置化重整装置经经过过4040年年的的发发展展，到到20052005年年3 3月月共共建建成成投投产产催催化化重重整整装装置置6565套套总加工能力总加工能力21902190万吨万吨/年，约占原油总加工能力的年，约占原油总加工能力的10%10%左右左右连续重整装置连续重整装置1818套，加工能力为套，加工能力为11901190万吨万吨/年年半再生重整装置半再生重整装置4747套，加工能力为套，加工能力为10001000万吨万吨/年年 1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状5建设投建设投产年代产年代建设装置套数，套建设装置套数，套处理量，万吨处理量，万吨/年年原原设设计计/改改造造增增加加万吨万吨/年年半再生半再生连续重连续重整整合计合计半再生半再生连续重连续重整整合计合计60604 4-4 45555-5555 40/15 40/1570709 9-9 9160160-160160 117/45 117/4580807 71 18 81101106060170170139/35139/359090191911113030450450730730118011801050/1311050/131200020008 86 61414225225400400625625至至20052005年年3 3月月合计合计4747181865651000100011901190219021901.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状690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%1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状7已建成装置的规模分布情况已建成装置的规模分布情况规模，万吨规模，万吨/年年数量，套数量，套占总套数的比例，占总套数的比例，%1515272741415 520204040242437374545100100121218185 51001002 23 31.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状8装置按目的产品分类装置按目的产品分类目的产品为芳烃的为目的产品为芳烃的为2323套，加工能力为套，加工能力为770770万吨万吨/年，占总能力年，占总能力的的35.1%35.1%；目的产品为高辛烷值汽油组分的为目的产品为高辛烷值汽油组分的为3030套，加工能力为套，加工能力为820820万吨万吨/年，占总能力的年，占总能力的37.5%37.5%；在生产芳烃的同时兼顾生产汽油的为在生产芳烃的同时兼顾生产汽油的为1212套，加工能力为套，加工能力为600600万吨万吨/年，占总能力的年，占总能力的27.4%27.4%。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状9 连续重整装置占总套数的连续重整装置占总套数的27.7%27.7%，加工能力却，加工能力却占到了占到了54.3%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。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状10 半再生重整装置的平均反应压力大多在半再生重整装置的平均反应压力大多在1.5MPa1.5MPa左右左右单套装置的平均能力为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1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状11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 装置类型装置类型数量数量加工能力加工能力套套占全国的比例，占全国的比例，%万吨万吨/年年占全国的比例，占全国的比例，%半再生半再生181838.338.340740740.740.7连续重整连续重整111161.161.182982969.769.7合计合计292944.644.61236123656.456.41.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状12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。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状13半再生和连续重整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。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状14与发达国家相比还有差距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1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状15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 1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状16我国车用汽油调和组分中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。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状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，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。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状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1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状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%（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 1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状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1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状21 我国的催化重整应该我国的催化重整应该/必然要大力发展：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1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状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。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状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，是提高我国重整处理能力另一个最主要和最佳的途径。1.目前我国催化重整现状目前我国催化重整现状242.2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况25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2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况26 催化重整装置生产的汽油的特点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。2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况27催化重整可付产大量廉价的氢气u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u重整装置的纯氢产率为2.54.0，纯度可达90%以上2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况28催化重整可为化工等装置提供优质原料：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是很好的溶剂油和裂解原料。2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况29重整的原料来源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2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况30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2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况31生产高辛烷值汽油时，一般采用84180OC馏分(C6C12)一般重整生成油的干点会比原料生高3040OC 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况32生产生产芳烃芳烃时合适的馏分组成时合适的馏分组成目的产品合适的馏分苯甲苯二甲苯苯，甲苯+二甲苯6085OC85110OC110145OC60145OC2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况33杂质含量要求：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2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况342.催化重整工艺概况催化重整工艺概况35重整原料的预处理重整原料的预处理重重整整反反应应对对原原料料有有上上述述严严格格要要求求，原原料料在在进进入入到到重重整整反反应应部分之前要进行预处理部分之前要进行预处理重重整整原原料料的的预预处处理理包包括括：预预分分馏馏，预预加加氢氢和和汽汽提提脱脱水水等等几几个工序个工序通通过过分分馏馏、加加氢氢和和汽汽提提脱脱水水等等工工序序为为重重整整反反应应制制备备在在馏馏分分范围和杂质含量上满足要求的原料范围和杂质含量上满足要求的原料 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况36重整原料的预处理重整原料的预处理-预分馏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 6085OC 甲苯 85110OC 二甲苯 110145OC 苯，甲苯+二甲苯 60145OC 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况37重整原料的预处理重整原料的预处理-预加氢预加氢预预加加氢氢的的作作用用是是除除去去原原料料油油中中的的杂杂质质以以保保护护重重整整催化剂。催化剂。预加氢的化学反应：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。2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况38重整原料的预处理重整原料的预处理-汽提脱水汽提脱水 汽汽提提脱脱水水是是采采用用共共沸沸蒸蒸馏馏的的原原理理把把通通过过预预加加氢氢过程产生的过程产生的H2S、NH3和H2O等汽提出去。2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况39预加氢催化剂预加氢催化剂预加氢催化剂采用含钴、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 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况40催催化重整的化学反应化重整的化学反应 “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：CRCCCCRCCC 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况411.环烷脱氢反应RR+3H2，为强吸热反应2.环烷烃和烷烃的异构化RRCRCCCCRCCC重整反应器中主要发生下例6类化学反应2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况42烷烃的脱氢环化反应 R+H2 R-C-C-C-C R”+H2 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况43加氢裂化反应：加氢裂化反应：C C RCC H2 RH CCCH 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况44脱甲基反应脱甲基反应RCCCC H2 RCCCH CH4 RC +H2 RH +CH4 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况45芳烃的脱烷基化反应R+H2R+R”2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况462.催化重整工艺概况催化重整工艺概况47 催化重整的反应热催化重整的反应热重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。2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况48 2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况49重整催化剂重整催化剂主要由活性组分铂、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。2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况50催化重整能耗催化重整能耗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2.催化重整工艺概况催化重整工艺概况513.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点52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）3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点53半再生重整工艺特点半再生重整工艺特点工艺流程简单，投资少固定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 3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点54连续重整重整工艺特点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 3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点55 3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点563.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点57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)。3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点58重整工艺技术的选择原则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）3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点59 典型的半再生重整装置共有工艺设备约典型的半再生重整装置共有工艺设备约 125 125 台套台套序号序号项项目目预处理部分预处理部分重整部分重整部分合计合计1反应器反应器1452塔塔2133加热炉加热炉3584容器及贮罐容器及贮罐914235换热器换热器128206空冷器空冷器4487泵泵1713308压缩机压缩机2359废热锅炉废热锅炉1套套111其他其他91322合计合计59661253.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点60 典典型型的的连连续续重重整整装装置置共共有有工工艺艺设设备备约约250250台台套套，主要设备分类如下：主要设备分类如下：塔 3台反应器及再生器 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3.3.催化重整工艺类型及技术特点催化重整工艺类型及技术特点614 4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程624.14.1典型的半再生重整装置的工艺流程典型的半再生重整装置的工艺流程4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程634催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程644催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程654.24.2连续重整装置的工艺流程连续重整装置的工艺流程4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程66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 4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程67UOPUOP连续重整装置的工艺流程连续重整装置的工艺流程-重整反应部分部分重整反应部分部分4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程68UOPUOP连续重整装置的工艺流程连续重整装置的工艺流程-cyclemax-cyclemax催化剂连续再生流程催化剂连续再生流程4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程69IFPIFP连续重整装置的工艺流程连续重整装置的工艺流程-反再部分反再部分4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程70IFPIFP连续重整装置的工艺流程连续重整装置的工艺流程第二代连续重整再生流程第二代连续重整再生流程4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程71IFPIFP连续重整装置的工艺流程连续重整装置的工艺流程第三代（第三代（Regen CRegen C）再生流程）再生流程4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程72连续重整装置工艺流程连续重整装置工艺流程-产品分离产品分离4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程73采用采用UOPUOP工艺的连续重整装置工艺的连续重整装置4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程74采用采用IFPIFP工艺的连续重整装置工艺的连续重整装置4催化重整装置的工艺流程催化重整装置的工艺流程755.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备765.1 5.1 重整反应器重整反应器5.催化重整的专用设备77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。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备785.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备795.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备连续重整径向反应器设备图连续重整径向反应器设备图80径向反应器压降核算径向反应器压降核算5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备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5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备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 W1W2,因而P2P1-P1，即分气管与集气管的压力差下部大于上部。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备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。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备84改进的径向反应器设备结构改进的径向反应器设备结构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5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备855.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备865.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备径向反应器轴向截面的压力等值线图与速度云图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。875.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备径向径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。885.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备反应器轴向截面的速度矢量图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。895.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备反应器速度流线图反应器速度流线图 905.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备反应器横截面的流线视图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。915.2 5.2 进料换热器进料换热器5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备92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。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。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备935.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备945.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备95典型的立换与板换的比较典型的立换与板换的比较5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备965.3 5.3 多流路四合一加热炉多流路四合一加热炉5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备97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，炉管采用U型（集合管在上）或形（集合管在下）。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备98多流路炉管配置多流路炉管配置5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备U型四合一重整反应加热炉型四合一重整反应加热炉995.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备型四合一重整反应加热炉型四合一重整反应加热炉100多流路炉管配置多流路炉管配置5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备U型（集合管在上）形（集合管在下）101多流路加热炉物流计算多流路加热炉物流计算5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备1025.45.4再生器再生器5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备103 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。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备104UOPUOP连续重整再生器连续重整再生器结构结构:再生器自上而下分为4个区：烧焦区、氧氯化区、干燥焙烧区和冷却区。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。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备105IFPIFP再生器结构再生器结构: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。5.5.催化重整的专用设备催化重整的专用设备1066 6重整装置能耗分析重整装置能耗分析107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6重整装置能耗分析重整装置能耗分析108一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100-110万大卡/吨进料左右。6重整装置能耗分析重整装置能耗分析1096.1 6.1 半再生重整装置能耗分析半再生重整装置能耗分析6重整装置能耗分析重整装置能耗分析110以一套半再生重整装置为例：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）6重整装置能耗分析重整装置能耗分析111典型的半再生重整装置公用工程消耗典型的半再生重整装置公用工程消耗-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6重整装置能耗分析重整装置能耗分析112典型的半再生重整装置各部分能耗典型的半再生重整装置各部分能耗6重整装置能耗分析重整装置能耗分析113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%6重整装置能耗分析重整装置能耗分析114半再生重整装置的两个能耗半再生重整装置的两个能耗“大户大户”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大项进行6重整装置能耗分析重整装置能耗分析1156.2 6.2 连续重整装置能耗分析连续重整装置能耗分析6重整装置能耗分析重整装置能耗分析116典型的典型的UOPUOP连续重整装置能耗连续重整装置能耗6重整装置能耗分析重整装置能耗分析117典型的典型的IFPIFP连续重整装置能耗连续重整装置能耗6重整装置能耗分析重整装置能耗分析1186重整装置能耗分析重整装置能耗分析119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6重整装置能耗分析重整装置能耗分析120连续重整装置的两个能耗连续重整装置的两个能耗“大户大户”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两项共计占全装置能耗的88.9%88.9%。因此节。因此节能措施应主要针对这两个耗能大项进行能措施应主要针对这两个耗能大项进行6重整装置能耗分析重整装置能耗分析1216.3 6.3 两种重整工艺能耗对比分析两种重整工艺能耗对比分析6重整装置能耗分析重整装置能耗分析122 无论何种重整工艺类型，其反应条件对能无论何种重整工艺类型，其反应条件对能耗的影响较大，相同原料条件下：耗的影响较大，相同原料条件下：苛刻度（产品的辛烷值）决定反应条件苛刻度（产品的辛烷值）决定反应条件苛刻度高苛刻度高=温度高、压力低、氢温度高、压力低、氢/烃比大烃比大=能能耗高耗高不同的反应苛刻度，其能耗差别较大不同的反应苛刻度，其能耗差别较大6重整装置能耗分析重整装置能耗分析123 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半再生重整比连续重整能耗低6重整装置能耗分析重整装置能耗分析124 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，6重整装置能耗分析重整装置能耗分析1257 7降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施126 根据以上能耗分析，催化重整装置的节能根据以上能耗分析，催化重整装置的节能途径主要应当是：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7 7降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施127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 7降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施128提高加热炉热效率提高加热炉热效率-余热回收余热回收一套典型的催化重整装置设有加热炉一套典型的催化重整装置设有加热炉8台，（台，（1台台预加氢进料炉，预加氢进料炉，4台重整反应炉，台重整反应炉，3台重沸炉），台重沸炉），炉子多，热负荷大，是装置节能的重点。加热炉炉子多，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，提高加热炉的热能的主要目标是烟气余热回收，提高加热炉的热效率。效率。7 7降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施129提高加热炉热效率提高加热炉热效率-余热回收余热回收重整反应加热炉用于加热反应物料（重整反应加热炉用于加热反应物料（5005000 0C C）的）的负荷只占总负荷的负荷只占总负荷的5360%5360%，辐射室排烟温度，辐射室排烟温度 8008000 0C C。设余热锅炉，处理设余热锅炉，处理1 1吨重整进料其反应加热炉高吨重整进料其反应加热炉高温烟气可发生温烟气可发生3.5MPa3.5MPa蒸汽蒸汽0.260.26吨。吨。自产的蒸汽基本满足循环氢透平用。自产的蒸汽基本满足循环氢透平用。7 7降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施130提高加热炉热效率提高加热炉热效率新型高效炉型新型高效炉型-四合一炉四合一炉采用高效火嘴采用高效火嘴多流路并联炉管多流路并联炉管-降低压降降低压降加热炉总热效率加热炉总热效率90%90%。7 7降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施131强化重整反应进料换热器的换热量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