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[摘 要]催化重整技术是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要技术手段,催化重整装置是炼油厂中最常见的装置。现阶段我国催化重整装置中,生产芳烃的装置占有很大一部分,而生产高辛烷值汽油的装置也在不断的发展。为了提高反应产物的质量以及转化率,要对反应阶段的控制参数进行严格把控和调整。本文主要介绍了影响反应产物控制参数,并通过对反应阶段内的反应温度进行有效的控制,从而提高反应产物的质量和转化率。
[关键词]催化重整 反应温度 影响产物
中图分类号:TH112 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)32-0000-01
1、前言
催化重整工艺的目的就是生产高辛烷值的汽油、芳烃、副产廉价氢气,不仅为我国车用汽油提供良好的調和组分,实现汽车用能源的高效性,还能为炼油厂中催化裂化、催化加氢装置提供足量的氢气,降低企业的运行生产成本,提高炼油厂的经济效益。为了提高生产产品的质量,除了从改造重整装置、增加处理量外,还可以通过优化操作条件和调整重整反应的参数来提高产品的辛烷值、芳烃产物的含量。
2、影响反应产物质量的控制参数
2.1 水-氯平衡对催化重汽油产物的影响
在催化重整反应过程中,要控制好系统内的水含量和氯含量,主要是通过在注入口处注入水和氯的量来调整系统内的水-氯平衡,水氯平衡是否适宜,将影响整个系统的反应过程,进而影响生成的汽油的辛烷值。因此催化重整催化剂的水氯平衡对整个催化反应是非常重要的,催化重整四个反应器内的催化剂含量是按顺序逐渐增加的催化重整四反内催化剂的填装量约为设备容积填装量的一半,在系统反应过程中,反应器内主要发生烷烃脱氢环化反应,实现提高产物中芳烃含量的目的。这就要求催化剂中含有较高的氯含量,但是由于向催化剂中添加的氯含量是一样的,因而四个反应器中氯的含量是逐渐降低的,最后一台反应器内的氯含量最低,不仅如此,最后一台反应器中处于高温的环境,反应器中高强度运行,很容易导致设备的堵塞,进而注水注氯设备计量不准确的现象,进而造成反应器中催化剂的性能不能很好的发挥出来,影响催化重整反应的进行,降低了产物中芳烃的生成,降低了汽油的辛烷值。
2.2 重整催化反应中温度的影响
催化重整反应系统内的温度是影响产品质量和产品收率的重要指标参数,满足需求的稳定芳烃生成的温度与催化剂活性和催化剂的稳定性是密切相关的,系统内不同的反应温度,催化剂的需求氯的含量也不同。由于系统补氯是通过重整装置中催化剂的远程控制系统来实现,需要实际的操作分析和产品的收率、质量变化进行分析和判断,这就造成系统水氯平衡的调节具有一定的滞后性,一旦系统内稳定发生变化,水氯平衡调节不及时,补氯操作严重滞后,影响催化反应正常进行,造成稳定汽油芳烃含量降低。
2.3 催化重整拔头油的输送量的影响
重整拔头油是指重整原料中沸点较低的且在重整反应前被分馏拔头出来的馏分,其性质根据原油的性质、装置操作条件的不同而有所差异,可以用来生产高辛烷值汽油。重整拔头油可以直接作为汽油的调和组分,尽管方法简单,但是对环境影响很大,不仅如此对调和生成的汽油质量也会有一定的影响。这是由于重整拔头油的组分轻,挥发性高,进行汽油调和后轻烃组分含量增加,增大了蒸汽压,增大了油品的损耗,同时质量较轻的汽油挥发,导致环境中油气密度增大,不仅污染环境还给生成环境带来了一定的安全隐患。不仅如此,重整拔頭油辛烷值较低,调入汽油后的汽油辛烷值下降,拔头油的输送量越大,汽油的辛烷值就越低。在催化重整反应中,将重整拔头油直接在催化裂化稳定塔中反应生成汽油组分,由于拔头油的辛烷值较低,生成的汽油辛烷值也不高,因此重整拔头油输送量越大,生成的汽油的辛烷值就越低。
2.4 原料中芳烃含量的影响
催化重整汽油辛烷值的大小主要受产物中化学性质以及化学组分影响,在分子组分大小相同的条件下,烃类辛烷值中最高的是稳定的芳烃,因而原料油中芳烃的含量增大,同时也会提高催化反应汽油的辛烷值,但是也会增大系统装置内结焦的可能,导致催化剂表面积灰增大,催化剂性能降低,降低了活化分子数,转化率降低,进而使得催化反应不能进行彻底。汽油中芳烃含量增大会提高汽油的辛烷值,也会增加汽车的尾气排放,环境造成污染。
3、提高反应温度对重整反应产物的影响
在催化重整过程中,几乎所有的主要反应都是吸热反应。从热力学平衡观点来考虑,提高反应温度,有利于提高产率。但是反应温度提高后,加氢裂化反应加快,催化上的积炭速率就要增加,引起催化剂加速失活,液体产品收率要下降。特别是当反应温度超过适宣温度后,不希望发生的非理想反应加剧,所以选择操作温度时要从多方面考虑;通常重整的反应温度范围是480~520℃。由于各个反应器内进行的重整反应类别不同,反应速率相差很大,如第1反应器脱氢反应速率极快,而第4反应器的脱氢环化反应速率很慢,因此,各反应器操作温度应有所差异,一般两段混氢选择温度递升方式比较妥当,而半再生可采用等温方式或递降方式为宜。在生产过程中,结合各反应器内催化剂的失活情况,可逐步提高操作温度,以保持重整油辛烷值或芳烃产率不变。
3.1 根据实际运行状况,对重整装置重新进行计算分析,找出个反应器的最佳运行温度
催化重整反应阶段,各反应器中使用的催化剂因所进行的反应有直接关系,选择的催化剂种类也有很大的差别,不同的催化剂的反应热及需要的最佳温度也不同。通过优化催化剂种类,要及时调整反应器内的温度,保障催化剂能够发挥最大性能,提高重整反应产物的产量。
3.2 根据反应内温度变化,调整进料量
重整反应进行过程中系统的进料量以及反应的原料性质对系统生成产物性质具有非常大的影响,进料量越大,反应过程中需要消耗的系统热量就越高,装置内的温度就越高,原料的性质越不好,含有的杂质越多,需要的热量也就越高,系统的温度就越高,反应才能正常进行。但是温度升高过程中,超过一定值,会造成系统积碳量增加,催化剂受到制约,无法正常发挥作用,导致反应进行不完全,生成的产物的辛烷值降低,芳烃含量降低,无法实现催化重整装置的真实作用。
总而言之,反应的温度对生成的产物性质影响非常大,不是系统的温度越高,产物的质量以及转化率就越高,温度升高到一定阶段,反而会抑制生成物的生成,导致产物性质下降。
4、结束语
在催化重整过程中,反应是强吸热反应,因此为了维持反应的顺利进行,需要加热炉持续不断的为系统提供反应热,进而系统内温度变化会给重整汽油的辛烷值造成一定的影响,温度与催化剂适宜,则生成的汽油辛烷值越高,芳烃含量也就越高,反之亦然。因此在实际生产过程中要特别注意温度对系统的影响。
参考文献
[1] 解新安,陈清林,华贲,梁人.《催化重整反应条件的优化》,《炼油技术与工程》,2000,30(9):41-44.
[2] 张磊,程语嫣.《催化重整反应部分的参数优化分析》,《现代化工》,2016(12):;158-161.
[3] 唐宾,祁小荣.《浅析反应温度、水氯平衡对半再生重整催化剂的影响》,《华东科技:学术版》,2016(8):305-305.
[4] 孙寿峰,马素娟,《催化重整固定流化床反应器反应条件的优化》,《石油学报石油加工》,2008,24(4):376-382.
[5] 秦川,傅伟标.《表面催化重整反应UI热棒点燃预混气影响的理论分析》,《燃烧科学与技术》,2001,7(4):27-282.
[关键词]催化重整 反应温度 影响产物
中图分类号:TH112 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)32-0000-01
1、前言
催化重整工艺的目的就是生产高辛烷值的汽油、芳烃、副产廉价氢气,不仅为我国车用汽油提供良好的調和组分,实现汽车用能源的高效性,还能为炼油厂中催化裂化、催化加氢装置提供足量的氢气,降低企业的运行生产成本,提高炼油厂的经济效益。为了提高生产产品的质量,除了从改造重整装置、增加处理量外,还可以通过优化操作条件和调整重整反应的参数来提高产品的辛烷值、芳烃产物的含量。
2、影响反应产物质量的控制参数
2.1 水-氯平衡对催化重汽油产物的影响
在催化重整反应过程中,要控制好系统内的水含量和氯含量,主要是通过在注入口处注入水和氯的量来调整系统内的水-氯平衡,水氯平衡是否适宜,将影响整个系统的反应过程,进而影响生成的汽油的辛烷值。因此催化重整催化剂的水氯平衡对整个催化反应是非常重要的,催化重整四个反应器内的催化剂含量是按顺序逐渐增加的催化重整四反内催化剂的填装量约为设备容积填装量的一半,在系统反应过程中,反应器内主要发生烷烃脱氢环化反应,实现提高产物中芳烃含量的目的。这就要求催化剂中含有较高的氯含量,但是由于向催化剂中添加的氯含量是一样的,因而四个反应器中氯的含量是逐渐降低的,最后一台反应器内的氯含量最低,不仅如此,最后一台反应器中处于高温的环境,反应器中高强度运行,很容易导致设备的堵塞,进而注水注氯设备计量不准确的现象,进而造成反应器中催化剂的性能不能很好的发挥出来,影响催化重整反应的进行,降低了产物中芳烃的生成,降低了汽油的辛烷值。
2.2 重整催化反应中温度的影响
催化重整反应系统内的温度是影响产品质量和产品收率的重要指标参数,满足需求的稳定芳烃生成的温度与催化剂活性和催化剂的稳定性是密切相关的,系统内不同的反应温度,催化剂的需求氯的含量也不同。由于系统补氯是通过重整装置中催化剂的远程控制系统来实现,需要实际的操作分析和产品的收率、质量变化进行分析和判断,这就造成系统水氯平衡的调节具有一定的滞后性,一旦系统内稳定发生变化,水氯平衡调节不及时,补氯操作严重滞后,影响催化反应正常进行,造成稳定汽油芳烃含量降低。
2.3 催化重整拔头油的输送量的影响
重整拔头油是指重整原料中沸点较低的且在重整反应前被分馏拔头出来的馏分,其性质根据原油的性质、装置操作条件的不同而有所差异,可以用来生产高辛烷值汽油。重整拔头油可以直接作为汽油的调和组分,尽管方法简单,但是对环境影响很大,不仅如此对调和生成的汽油质量也会有一定的影响。这是由于重整拔头油的组分轻,挥发性高,进行汽油调和后轻烃组分含量增加,增大了蒸汽压,增大了油品的损耗,同时质量较轻的汽油挥发,导致环境中油气密度增大,不仅污染环境还给生成环境带来了一定的安全隐患。不仅如此,重整拔頭油辛烷值较低,调入汽油后的汽油辛烷值下降,拔头油的输送量越大,汽油的辛烷值就越低。在催化重整反应中,将重整拔头油直接在催化裂化稳定塔中反应生成汽油组分,由于拔头油的辛烷值较低,生成的汽油辛烷值也不高,因此重整拔头油输送量越大,生成的汽油的辛烷值就越低。
2.4 原料中芳烃含量的影响
催化重整汽油辛烷值的大小主要受产物中化学性质以及化学组分影响,在分子组分大小相同的条件下,烃类辛烷值中最高的是稳定的芳烃,因而原料油中芳烃的含量增大,同时也会提高催化反应汽油的辛烷值,但是也会增大系统装置内结焦的可能,导致催化剂表面积灰增大,催化剂性能降低,降低了活化分子数,转化率降低,进而使得催化反应不能进行彻底。汽油中芳烃含量增大会提高汽油的辛烷值,也会增加汽车的尾气排放,环境造成污染。
3、提高反应温度对重整反应产物的影响
在催化重整过程中,几乎所有的主要反应都是吸热反应。从热力学平衡观点来考虑,提高反应温度,有利于提高产率。但是反应温度提高后,加氢裂化反应加快,催化上的积炭速率就要增加,引起催化剂加速失活,液体产品收率要下降。特别是当反应温度超过适宣温度后,不希望发生的非理想反应加剧,所以选择操作温度时要从多方面考虑;通常重整的反应温度范围是480~520℃。由于各个反应器内进行的重整反应类别不同,反应速率相差很大,如第1反应器脱氢反应速率极快,而第4反应器的脱氢环化反应速率很慢,因此,各反应器操作温度应有所差异,一般两段混氢选择温度递升方式比较妥当,而半再生可采用等温方式或递降方式为宜。在生产过程中,结合各反应器内催化剂的失活情况,可逐步提高操作温度,以保持重整油辛烷值或芳烃产率不变。
3.1 根据实际运行状况,对重整装置重新进行计算分析,找出个反应器的最佳运行温度
催化重整反应阶段,各反应器中使用的催化剂因所进行的反应有直接关系,选择的催化剂种类也有很大的差别,不同的催化剂的反应热及需要的最佳温度也不同。通过优化催化剂种类,要及时调整反应器内的温度,保障催化剂能够发挥最大性能,提高重整反应产物的产量。
3.2 根据反应内温度变化,调整进料量
重整反应进行过程中系统的进料量以及反应的原料性质对系统生成产物性质具有非常大的影响,进料量越大,反应过程中需要消耗的系统热量就越高,装置内的温度就越高,原料的性质越不好,含有的杂质越多,需要的热量也就越高,系统的温度就越高,反应才能正常进行。但是温度升高过程中,超过一定值,会造成系统积碳量增加,催化剂受到制约,无法正常发挥作用,导致反应进行不完全,生成的产物的辛烷值降低,芳烃含量降低,无法实现催化重整装置的真实作用。
总而言之,反应的温度对生成的产物性质影响非常大,不是系统的温度越高,产物的质量以及转化率就越高,温度升高到一定阶段,反而会抑制生成物的生成,导致产物性质下降。
4、结束语
在催化重整过程中,反应是强吸热反应,因此为了维持反应的顺利进行,需要加热炉持续不断的为系统提供反应热,进而系统内温度变化会给重整汽油的辛烷值造成一定的影响,温度与催化剂适宜,则生成的汽油辛烷值越高,芳烃含量也就越高,反之亦然。因此在实际生产过程中要特别注意温度对系统的影响。
参考文献
[1] 解新安,陈清林,华贲,梁人.《催化重整反应条件的优化》,《炼油技术与工程》,2000,30(9):41-44.
[2] 张磊,程语嫣.《催化重整反应部分的参数优化分析》,《现代化工》,2016(12):;158-161.
[3] 唐宾,祁小荣.《浅析反应温度、水氯平衡对半再生重整催化剂的影响》,《华东科技:学术版》,2016(8):305-305.
[4] 孙寿峰,马素娟,《催化重整固定流化床反应器反应条件的优化》,《石油学报石油加工》,2008,24(4):376-382.
[5] 秦川,傅伟标.《表面催化重整反应UI热棒点燃预混气影响的理论分析》,《燃烧科学与技术》,2001,7(4):27-282.