1、汽油非臨氫異構化裝置在塔河分公司的生產應用萬重山概述 塔河分公司7104t/a汽油異構化裝置采用石油化工科學研究院開發的石腦油非臨氫改質技術，利用RGW-1型催化劑的催化作用，以加氫石腦油為原料，生產出了符合要求的車用石油液化汽及高辛烷值的汽油調和組分。1 生產綜述石腦油非臨氫改質過程利用RGW-1型催化劑的催化作用，使低辛烷值的輕石腦油發生選擇性裂解、異構、齊聚和環化脫氫等反應，轉化為烯烴、芳烴含量低的高辛烷值汽油調和組分，用于調兌汽油，降低調和汽油的烯烴及芳含量，降低汽油密度，提高調和汽油的辛烷值，將低辛烷值的汽油餾分轉化為幾乎不含烯烴、芳烴含量低的高辛烷值的汽油調和組分。 該工藝過程簡單

2、、投資小，操作條件緩和，干氣產率低，可大幅度提高加氫石腦油辛烷值。1 生產綜述因非臨氫改質反應的特點會使催化劑上積炭很快，導致催化劑活性下降，因此反應器內催化劑單程運轉周期大約在2-2.5個月左右，裝置采用間歇操作，停工再生的生產方式 。本設計年處理量為7萬噸，裝置進料量為10噸/小時；車用石油液化汽收率為30%，高辛烷值汽油收率為68% 。見下表1： 表1 裝置設計負荷及液收物料名稱kg/ht/dt/am%入方加氫石腦油1000024070000100.00出方干氣加損失2004.814002液 化 氣3000722100030改質汽油6800163.24760068合 計5714.2824

3、070000100.001 生產綜述目前，裝置進料量最大為56噸/小時，年處理量約為4萬噸。自2006年8月開工至今，已經兩年半，歷經10個生產周期和10次催化劑燒焦。共生產石腦油8.81萬噸，年平均處理量3.5萬噸，其中生產出液化石油汽23329噸，異構化汽油62886噸，RON平均82.3；液收97.86%；液化石油汽收率26.48%，異構化汽油收率71.38%。見表2 ： 表2 裝置生產負荷及液收物料名稱t收率 %入方加氫石腦油88100100出方干氣加損失18852.14液化石油汽2332926.48異構化汽油6288671.38合計881001001 生產綜述通過表1表2 看，裝置液

4、收達到了97.86%，基本達到了設計指標。而導致干氣超標和液化汽收率低的主要原因是在08年6-7月的生產過程中，裝置單獨加工重整輕石腦油，造成吸收穩定系統壓力高，氣相組分多而吸收劑量不夠，使干氣中攜帶大量的液化汽組分進入火炬管網，而使影響了裝置的液收。重整輕石腦油分析見表3： 表3 重整輕石腦油分析 流 程KK 10% 50% 90% KK 密度 kg/m3溫度 29.632.438.551.866.6637.41 生產綜述從流程分析看，原料油組分太輕；在實際生產中反應油汽中大部分都以氣態組分進入吸收和解析系統，導致吸收劑無法將輕組分完全吸收，系統壓力高，干氣中C3、C4含量高，干氣攜帶部分液

5、化汽組分進入火炬管網，使液化石油汽的收率降低。同樣在液化石油汽中C5含量超指標，影響了液化汽的質量；導致系統壓力高和液化汽中含量高的另一個原因是，異構化裝置T602頂冷卻器E607/AB冷卻負荷較小，導致冷卻后液化氣溫度高于設計值45，1 生產綜述而達到了54，從而增加了T602的負荷，使T602塔頂壓力偏高又影響到T601操作壓力，干氣量明顯增大，為確保塔頂壓力不超過控制指標，T601、T602放空閥開度過大，導致輕組分大量排放，使塔內分離效果變差；同時，T602底溫偏高、頂溫高，造成液態烴中重組分攜帶較多，使液態烴中C5含量上升，液化氣中C5含量出現偏高。1 生產綜述為此，車間及時對加工量

6、和操作參數進行調節，將加工量由5t/h降至3t/h，同時將T602頂壓指標上限由1.07MPa，更改為1.17 MPa，V605減少液態烴排放；同時，降低T601、T602塔底溫度至100和125，減輕吸收穩定系統負荷，在保證穩定汽油辛烷值不低于指標的情況下，盡可能控制反應器升溫速度，避免催化反應劇烈而增加分餾系統負荷；通過操作調整液態烴的質量得到有效控制。2 原料性質裝置設計反應原料主要為加氫石腦油，同時考慮重整拔頭油及部分加氫輕石腦油，為了能使催化劑正常操作，保證產品合格及收率，對原料的組成及雜質含量有一定的要求；對汽油原料的設計要求和實際生產指標見表3。 表4 反應原料油規格要求項 目單

7、 位設計指標實際生產指標分析方法干 點 170GB/T 6536堿性氮g/g 2SH/T 0162硫含量g/g 150SH/T 0253-92實際膠質mg/100ml 1.5GB/T 509機械雜質無水溶性酸堿無GB/T 258水含量無游離水2 原料性質根據實際生產情況看，原料干點、硫含量、實際膠質、機械雜質、水溶性酸堿、水含量、堿性氮含量都在控制指標內。但是原料中的堿性氮含量和原料的干點低于120時，對催化劑的正常使用有很大的影響。07年10月堿性氮含量超標，最高達到3g/g，使催化劑的活性下降很快，反應器床層溫度提升較快，一月內反應器床層提溫達到了45，但當月異構化穩定汽油辛烷值仍為81.

8、7，低于82的指標；因而導致第5次生產周期只有63天就停工對催化劑進行再生燒焦。堿性氮分析見表5： 表5 原料中堿性氮分析HK10%50%90%KK密度kg/m3堿性氮g/g10月分析38.653.287.7126.9155.9690.53.029月分析39.954.588.2132.1155.3692.11.93設計-17022 原料性質同樣，在08年7月當原料中組分較輕干點只有60-80時，對催化反映也有較大的影響，當月生產中催化劑活性下降很慢，一月內反應器床層提溫只有10，因而使第8次生產周期維持了120天。當月穩定汽油辛烷值均在83以上，最高的達到86，平均在84。 由此可見，較低的堿

9、性氮含量和合理的原料可以延長催化劑的使用壽命和生產周期。3 裝置操作條件要求表6 一段反應器（R601）反應操作條件表項 目反應初期反應末期入口壓力MPa(g)0.450.470.450.5入口溫度320420質量空速h-10.180.22注：1、質量空速為反應器的質量空速； 2、一、二段反應器總質量空速為0.4 表7 二段反應器（R602）反應操作條件表 項 目反應初期反應末期入口壓力MPa(g)0.340.360.340.38入口溫度320420質量空速h-10.220.243 裝置操作條件要求 表8 吸收穩定操作指標T601頂壓力MPa1.11.38T601頂溫度3252T601底溫度1

10、02112T602頂壓力MPa0.971.17T602頂溫度4757T602底溫度1251504 裝置產品質量及控制指標 表9 裝置產品質量控制指標項 目單位控 制 指 標穩定汽油烯烴V%5穩定汽油RON82液化氣蒸氣壓kPa1380液化氣C5含量V%3表10 實際指標項 目單位控 制 指 標穩定汽油烯烴V%1.7-2.8穩定汽油RON82-84液化氣蒸氣壓kPa965-1220液化氣C5含量V%0.01-0.15 表11 液化汽質量分析備注：本裝置生產的液化氣C3、C4烷烴的含量在90m以上，烯烴的含量低于5m%，脫硫后可作為車用液化石油氣。蒸氣壓密度C20C30C3=iC40nC40nC4

11、=cC4=+C4=C5037.8 kPakg/m3v/v %v/v %v/v %v/v %v/v %v/v %v/v %v/v %v/v %1013524.91.0769.674.6715.677.211.310.130.250.02表12 穩定汽油質量分析密度初餾10%50%90%干點全餾辛烷值烷烴烯烴環烷烴芳烴kg/m3v/v %v/v %v/v %v/v %682.9252767.6149.4206.895.183.172.891.839.2113.824 裝置產品質量及控制指標產品質量對比分析：1、加氫石腦油非臨氫改質后，族組成發生變化，烷烴含量減少，烯烴含量有所增加，芳烴含量大幅度增

12、加，從而使汽油辛烷值提高，RON約提高25個單位。加氫石腦油進行非臨氫改質后，有利于改善產品結構，增產液化氣和高品質汽油調和油，降低出廠汽油烯烴含量。5 催化劑裝置催化劑采用中石化石油化工科學研究院開發的RGW-1型催化劑，該催化劑的周期壽命約為80天，總使用壽命為2年。RGW-1型催化劑為改性分子篩和-Al2O3混合擠條產品，主要性質見表13：表13 催化劑組成及性質項 目指 標組 分分子篩、氧化鋁、活性促進劑比 表 面 ， m2/g300壓碎強度 ， N/cm90外 形白色條狀尺 寸 (直徑長度)mm23310堆 密 度 ,g/cm30.720.056 反應器及催化劑裝填2臺反應器，直徑1

13、400mm，采用熱壁結構，均利舊原反應器。 表14 一段反應器（R601）催化劑、瓷球裝填表設計需用量實際需用量裝劑種類裝填高度mm裝填體積m3裝填重量kg裝填高度mm裝填體積m3堆密度g/cm3裝填重量kg上層6瓷球1500.2314622400.36931.232210上層3瓷球1500.2314622400.36931.232315催化劑床層903013.8910000927014.260.69789950下層3瓷球1000.1543081660.25561.232315下層6瓷球1000.1543081660.25561.232315下層16瓷球3500.3606465100.7101

14、1.2322875表15 二段反應器（R602）催化劑、瓷球裝填表設計需用量實際需用量裝劑種類裝填高度mm裝填體積m3裝填重量kg裝填高度mm裝填體積m3堆密度g/cm3裝填重量kg上層6瓷球1500.2314622400.36931.2322455上層3瓷球1500.2314622400.36931.2322455催化劑床層903013.8910000932014.340.700810050下層3瓷球1000.1543081660.25561.232315下層6瓷球1000.1543081660.25561.232315下層16瓷球3500.3606465100.71011.23228756

15、 反應器及催化劑裝填因兩臺反應器利舊，在磁球和20噸催化劑全部完成裝填后，反應器入口離床層還有2m的空間，而卻反應器直徑小，導致催化劑裝填高度大，在生產過程增加反應器進出口壓降。7 催化劑的再生由于反應器利舊，使原設計的操作反應溫度（320450 ）無法實現，目前的操作溫度僅為320410 ，壓力0.25 MPa，原料空速（重量）0.25 h-1；RGW-1催化劑裝量為20噸，單程操作周期2.5 3個月（設計22.5個月），再生時間約15天（設計7天），年操作時間為7900小時（原設計7000小時）。 表16 催化劑再生指標由上表看，因受反應器操作條件的限制，在生產過程中沒有完全利用RGW-1

16、催化劑的活性就停工再生，不能使生產周期更好地延長；同時，在催化劑燒焦再生過程中，也受反應器操作條件的限制，使催化劑上的積碳無法完全燃燒，使再生時間從設計的7天延長到了15天。反應溫度 燒焦溫度 操作周期 天再生時間 天設計320450380480737實際3204103804209015 表17 催化劑干燥再生條件干燥壓力，MPa(a)0.6干燥溫度，400(床層最高)再生壓力，MPa(a)0.5再生溫度，380410氣劑比，v/v225再生氣體氧含量V%0.521再生氣體循環量Nm352005500循環再生氣體中CO2含量v/v %107 催化劑的再生 在催化劑燒焦的過程中，燒焦循環壓縮機機

17、經常在催化劑再生到一半左右時氣缸超溫，負荷帶不起來而停機檢修；經檢修檢查，發現壓縮機吸氣閥和出氣閥閥片上結有大量的焦炭和水垢，導致壓縮機吸氣閥和出氣閥閥片無法正常工作，壓縮機負荷增大再生循環量下降，影響了催化劑的正常燒焦。經過分析和查找，判斷如下：7 催化劑的再生7.1 壓縮機吸氣閥和出氣閥閥片上積碳因催化劑在燒焦過程中循環氣內CO2含量高，大都控制在20%以上，導致燒焦循環氣中CO含量也隨之增加，燒焦循環氣中含量越高，說明反應器內催化劑燒焦不完全，會產生大量未完全燃燒的活性炭隨循環氣一起進入壓縮機，活性炭進入壓縮機氣缸后，附著在吸氣閥和出氣閥閥片上，堵塞了出氣孔增加壓縮機負荷，使壓縮機超溫被

18、迫停車檢修，更換和清理氣閥。同時，因燒焦尾氣放空罐V601設計上不合理，尾氣入口和出口相距太近，卻容積小，燒焦尾氣中的活性炭來不及沉降和放空就被吸入壓縮機入口管線，加劇了壓縮機閥片積碳。影響了裝置的正常生產和催化劑燒焦進度。 表18 壓縮機積碳時燒焦循環氣中氣體分析因燒焦循環氣中的活性炭無法直接測出，只能通過燒焦循環氣中CO和CO2的含量判斷。當循環氣中的CO2含量超過5%時，將氮氣補充進入系統，置換循環氣中的CO2將其中燃燒不完全的CO和活性炭從放空閥排出，防止壓縮機閥片積碳。O2 %N2 %CO %CO2 %烴類R601 出口0.7285.551.3212.340.07R602 出口0.9

19、384.571.5713.840.07C602 出口0.8578.811.1219.150.077 催化劑的再生7.2 壓縮機吸氣閥和出氣閥閥片上結水垢 反應器內催化劑燒焦會產生少量的水，但是已經在V601底部脫出，大量攜帶的可能性不大；通過觀察，發現燒焦用系統工業風中含有大量明水，而循環壓縮機氣缸內正常溫度為8090，部分明水進入壓縮機后在8090的環境下結成水垢聚集在閥片上，堵塞吸氣孔。7.3 針對以上問題，在操作上采取嚴格燒焦循環氣中CO2含量不大于5%，相應降低循環氣中活性炭的和工業風管線低點排水以及在壓縮機入口加過濾網等措施，使壓縮機超溫、超負荷的問題得到了有效控制。但要從根本上解決

20、問題，則還要更換燒焦尾氣放空罐V601。8 存在的問題8.1 應器溫度和再生溫度達不到設計值 因異構化裝置的反應器是利舊的，反應器材質無法滿足設計生產要求；設計要求反應器正常生產溫度為320-450 ，催化劑再生燒焦溫度為320-480，而舊反應器的最高使用溫度僅為410 ，嚴重制約了異構化裝置的生產周期和催化劑再生周期。8.2 液化汽冷卻負荷小 在設計上，穩定塔頂液化氣冷卻溫度應該在45 以下，而實際操作過程中，由于冷卻器負荷不夠，導致液化汽冷卻溫度達不到設計要求，目前只能維持在55 ；致使液化氣收率明顯下降，在加工重整石腦油時，影響液化汽質量和收率，同時給系統的平穩操作帶來了困難。8 存在的問題8.3 反應產物油氣分離罐及再生循環氣緩沖罐V601容積小而且設計上有缺陷，反應油氣和再生循環氣進V601和出V601管線并排在一起，使氣液分離效果差，在正常生產過程中，導致富氣壓縮機帶液多；燒焦時再生循環氣壓縮機入口攜帶未完全燃燒的活性碳，影響壓縮機的正常運行和催化劑再生周期。8.4 加熱爐負荷小，排煙溫度高；原設計裝置最大處理量為10t/h，而在實際生產中，當處理量達到6.5t/h以上時，在反應中期以后，加熱爐溫度就無法滿足生產要求，而且回火嚴重。9 解決辦法針對上述生產和催化劑燒焦過程中存在的問題，已經通過