炼油厂主要生产装置是些什么( 三 )


(三)催化裂化工艺流程
图8-5是高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程 。它由三部分组成:反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统 。
1.反应—再生系统
新鲜原料油经换热后与回炼油进行混合,经加热炉加热到200~400℃后至提升管反应器下部的喷嘴 。原料油用蒸汽雾化并喷入提升管内,与来自再生器的高温催化剂(约600~750℃)接触,油雾迅速汽化并进行反应,反应产物携带着催化剂上升,在反应器内呈流化状态 。油气在反应器内停留时间很短(1~4s),减少了二次反应 。反应产物油气夹带的催化剂经沉降器后,由于沉降器直径增大,使油气流速下降,其夹带的催化剂散落下来,油气再经旋风分离器分离出夹带的催化剂,离开反应器去分馏塔 。
带有积炭的催化剂(待生催化剂)由沉降器落入汽提段 。汽提段内装有几层人字形挡板,在其底部能通入过热水蒸气,将待生催化剂上的油气置换而返回上部,催化剂经汽提后由待生斜管进入再生器 。
再生器的主要作用是用空气烧去催化剂上的积炭,即恢复其活性 。空气由主风机供给 。再生过程也是在流化状态进下行,再生后的催化剂(再生催化剂)经再生斜管送回反应器循环使用 。
图8-5 催化裂化工艺流程图
再生产生的烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后,进入烟气能量回收系统,充分利用烟气的热能和压力能做功 。对于一些不完全再生的装置再生烟气中含有5%~10%的CO,有时设有CO锅炉,利用再生烟气来产生水蒸气以回收能量 。
催化剂在反应和再生过程中会有损失或减少,需定期向反应器内补充或置换一定量的催化剂 。为此,装置内至少应设2个催化剂储罐,供装卸催化剂使用 。
2.分馏系统
由反应器来的反应油气进入分馏塔的底部,在分馏塔分馏为几个产品:塔顶为富气(裂解气)及粗汽油,侧线有轻柴油、重柴油和回炼油,塔底产品是油浆 。轻柴油与重柴油分别经汽提后,再经换热冷却后出装置 。回炼油进入回炼油罐后进入反应器中,再次裂化 。塔底的油浆有催化剂粉末(>2g/L),为了减少催化剂损失和提高轻质油收率,将部分油浆送回反应器再次裂化,部分冷却后用于分馏塔下部进行循环,将进入分馏塔过热油气(460℃以上)冷却到饱和状态,以避免催化剂粉末堵塞塔盘和便于分馏 。裂化富气及粗汽油送往吸收—稳定系统 。
典型的催化裂化分馏塔有4个循环回流取走塔内剩余热量:1个顶循环回流,2个中段循环回流,1个油浆循环回流 。后3个回流取热比例大(80%),引起塔的下部负荷大,上部负荷小 。因此分馏塔一般缩径 。
3.吸收—稳定系统
从分馏塔顶油气分离器分离出的富气中带有汽油组分,而粗汽油中则溶解有气态烃 。吸收—稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气分离为干气(C2以下组分)和液化气(C3、C4)以及将粗汽油中混入的少量气体分出,生产蒸气压合格的稳定汽油 。
二、催化重整
催化重整是以汽油馏分(直馏汽油、焦化汽油等)为原料,在催化剂(过去是用铂,20世纪60年代后出现铂铼双金属或其他金属催化剂)作用下,对原料油的分子结构加以重新“调整”的工艺过程 。催化重整可以生产高辛烷值的重整汽油,作为优质发动机燃料;还可生产芳烃(苯、甲苯、二甲苯),作为重要的化工原料;同时副产纯度很高的氢气(75%~95%),是炼油厂获得廉价氢气的重要来源 。因此,催化重整与催化裂化工艺同样重要 。
(一)催化重整的基本原理
在催化重整过程中,原料发生的化学反应主要有以下五种:六元环烷烃的脱氢反应、五元环烷烃的异构脱氢反应、烷烃的环化脱氢反应、异构化反应、加氢裂化反应 。重整反应中有大量H2存在,当大分子烃裂解为小分子烯烃时,烯烃加氢变为饱和烃,使产物安定性好 。重整也会在催化剂表面生成焦炭,但与催化裂化相比较,重整催化剂促进加氢反应,抑制生焦 。一般铂催化剂使用一年再烧焦再生,而铂铼或多金属催化剂可用2~3年再烧焦再生 。
(二)催化重整工艺流程
生产的产品不同时,采用的工艺流程也不尽相同 。当以生产高辛烷值汽油为主要目的时,催化重整工艺流程主要包括原料预处理和重整反应两大部分 。而当以生产轻芳烃为主要目的时,则工艺流程中还应设有芳烃分离部分 。这部分包括反应产物后加氢以使其中的烯烃饱和、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精馏分离等几个单元过程 。下面介绍以生产高辛烷值汽油为目的铂铼重整工艺原理流程,见图8-6 。