连续重整装置存在的问题及技术优化设计研究

2022-09-10

随着当今时代对节能要求的不断提高, 连续重整装置对节能上的要求也更加的严格, 我国的连续重整装置在未来的发展中也更加的趋向于节能减排的环保方向发展。

一、浅述连续重整装置

连续重整装置的重整工艺的过程主要是对低辛烷值原料进行一定的预处理, 再经过重整反应, 进而生成高辛烷值反应产物。由于催化剂不同的再生方式, 重整装置可分为半再生重整、循环再生重整以及连续重整这三种类型。

连续重整装置在现代经济多元化的发展中有着其广阔的应用平台, 一方面适应高辛烷值和清洁燃料的需要;一方面适应芳烃和聚酯工业发展的需要;另一方面则适应了加氢工业发展的需要。

二、连续重整装置在其运行中存在的问题

目前连续重整装置在其运行中存在的问题主要表现在以下几个方面。

1.连续重整催化剂结焦。由于在初始的重整反应中注重强调调节的幅度和频率, 使得后期重整反应出现了催化剂结焦的现象, 进而使得待生催化剂性能不能从根本上得到提升。

2.重整进料板式换热器冷侧压降异常。

3.预加氢反应器压降增加。这一原因的存在主要是预加氢进料机械杂质的含量相对较高, 而实际的反应器前进行一定的进料过滤器, 仅仅是通过进料泵的入口进行过滤。同时预加氢的处理量较大, 而其催化剂本身的强度在长期的运行之下, 就会出现一定的粉化现象。

4.重整氢气增压机凝汽器冷却效果不佳。

三、连续重整装置节能的主要途径

大型连续重整装置本着其节能的特征使其广泛的被应用。但是, 从根本上说, 要想使得连续重装装置有着更好的应用前景, 就要在一定程度上进行技术优化提高其节能的性质, 可以从以下几个方面入手:

1.优选原料

2.慎重确定反应苛刻度

3.选择合适的催化剂, 优化反应条件

4.利用装置的低温热

5.强化重整反应进料换热器的换热量

6.采用新型塔盘, 提高分离效率, 优化操作条件

四、连续重整装置技术优化设计的研究

本文主要通过对延安石油化工厂120×104t/a连续重整装置为例, 通过对比研究主要的技术方案, 进而根据对比的结果选择最佳的连续重整装置技术优化的设计。

1.连续重整装置反应器的布置

一般情况下, 连续重整装置在其布置的时候往往有4台反应器, 随工艺包的不同其布置方式也有着一定的差异性, 布置方式有4台叠置式布置和四台并列式布置, 就UOP工艺技术而言, 其布置上往往采用4台反应器叠置一起的设计, 这种设计方案同时又有以下几种情况:

第一、4台叠置式布置的设计方法, 4台叠置式就是把4台反应器叠置在一起, 顶部为还原段, 其设备往往较高, 稳定性较差。为保证设备强度, 往往对设备筒体器壁有着较厚的设计, 设备较重, 其投资费也相对偏高。但是其优点是4台叠置式布置的方法占地面积较少。

第二、2台反应器+2台反应器叠置式布置。对于120×104t/a重整装置, 反应器的尺寸较大, 如果4台叠置式方式的采用, 其布置的高度较高, 在制造、运输和安装设备的过程中有着相当大的难度。但是通过2台反应器+2台反应器叠置式布置结构的采用, 使得还原段、一反以及二反尽可能的叠置一起, 并且使得缓冲段、三反以及四反叠置在一起, 进而达到一种并列布置的效果。这种设计方案往往使得设备的总高度有所降低, 设备的制造、安装以及运输过程更加便利。

若连续重整装置采用2台并列的装置, 有着较大的占地面积, 另外需增加反应器间催化剂氢气提升系统1套。

对这两种反应器的布置方案进行一定的对比, 详见表1所示。

2.连续重整装置扇形筒的优化设计

连续重整反应器是一种径向反应器, 内构件扇形筒是一个尤为关键的部件, 传统的扇形筒的结构基本上是“D形”, 如图2所示, 其机械的强度相对较低, 催化剂在实际的反应过程中容易形成死区, 催化剂利用效率较低。而将连续重整装置扇形筒的优化设计采用梯形的结构, 如图3所示。

优化后的“梯形”扇形筒有着如下的优点:

第、设备的有着较强的机械强度, 使用寿命相对较长;

第、催化效率高;

第三、“梯形”扇形筒的横截面积大, 有着较好的流体分布;

第四、“梯形”扇形筒的压缩能力以及抗爆性能很好;

总之, 连续重整扇形筒的优化设计对扇形筒的安装和维护提供了方便, 减少催化剂形成死区, 提高了催化剂的使用效率。