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第1页共79页
工厂(公司)名称:
山东滨化滨阳燃化有限公司
项目名称:
高硫重油综合利用
装置及(或)单元名称:
40万吨/年石脑油改质装置
签名日期
编制:
校对:
审核:
项目审核
审定
6
5
4
3
2
1
修改
说明
编制
校对
审核
日期
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目录
1.概述.................................................................3
2.工艺设计技术方案......................................................4
3.原料、产品、催化剂和化学药剂..........................................7
4.物料平衡.............................................................23
5.工艺流程简述.........................................................28
6.主要设备选型.........................................................36
7.消耗指标及能耗.......................................................37
8.生产控控制分析.......................................................52
9.装置定员.............................................................64
10.环境保护............................................................67
11.安全卫生............................................................70
12.对外协作关系........................................................77
13设计执行的主要标准目录..............................................79
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1.概述
本项目工程内容包括厂区内新建40万吨/年石脑油改质装置界区内工程,以及循环水场、区域变配电室、区域控制室等配套工程。
1.1装置概况
本装置是山东滨化滨阳燃化有限公司高硫重油综合利用工程中新建的40万吨/年石脑油改质装置,本装置以直馏石脑油和加氢焦化石脑油混合石脑油为原料,生产苯、甲苯、混合二甲苯(PX原料)和高辛烷值汽油组分。
1.1.1装置规模
本装置设计规模为30万吨/年,其中:
预加氢部分公称规模为30万吨/年(以预加氢进料计);
重整部分公称规模为25万吨/年(以重整进料计),苛刻度为RON95;重整产氢压力为2.7Mpa.
后分馏部分公称规模为20万吨/年(以脱辛烷塔进料计);芳烃抽提部分公称规模为15万吨/年(以抽提进料计);芳烃精馏部分公称规模为8万吨/年(以苯塔进料计);
1.1.2年开工时数本装置年开工时数为8000小时.
1.1.3装置布置
预加氢部分与重整部分集中布置路北;后分馏部分、芳烃抽提部分与芳烃精馏部分集中布置于路南。
1.2装置组成本装置分为预加氢、重整、后分馏、芳烃抽提、芳烃精馏五个部分。
其中:
预加氢部分包括石脑油加氢反应、脱硫塔和石脑油分馏塔。
重整部分包括重整反应、氢气再接触和脱丁烷塔。
后分馏部分包括脱戊烷塔、脱辛烷塔。
芳烃抽提部分包括抽提塔、抽余油水洗塔、汽提塔、回收塔、水汽提塔和溶剂再生塔。
芳烃精馏部分包括苯塔、甲苯塔和二甲苯塔。
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2.工艺设计技术方案
2.1工艺技术路线
2.1.1预加氢部分
1)采用全馏分加氢工艺,选用国内研制开发的RS-1/RG-1系列硫化态高空速石脑油加氢催化剂。
2)反应系统采用氢气循环流程。
3)为保证再生后催化剂的活性及减少环境污染,催化剂再生采用器外再生工艺。
2.1.2重整部分
1)采用半再生重整工艺。
催化剂选用国产PRT-C/PRT-D催化剂。
2)设置氢气再接触工艺流程,以提高氢气纯度。
2.1.3后分馏部分
后分馏部分设置脱戊烷塔、脱辛烷塔。
采用精馏的办法分馏出C6-C8馏分和汽油调合组分。
2.1.4芳烃抽提部分
采用环丁砜液液抽提工艺,从C6-C8馏分油中分离出芳烃,该部分由RIPP提供工艺包。
2.1.5芳烃精馏部分设置苯塔、甲苯塔和二甲苯塔。
采用精馏的办法分离出苯、甲苯、二甲苯和重芳烃。
2.2工艺技术特点
2.2.1石脑油加氢部分
1)预处理的目的是进行原料的精制和分馏。
原料(初馏~165℃馏分)通过全馏分加氢,脱除硫、氮、砷、铅、铜等对重整催化剂有毒的杂质。
预加氢生成油经过脱硫塔以脱除油品中的微量硫和水,塔底油进入石脑油分馏塔切割C5以下的轻石脑油和C6以上的精制石脑油,精制石脑油作为重整原料进入重整装置。
为适应原料变化以保护重整催化剂,在石脑油分馏塔底塔底出料管线串联了一个脱硫罐,内部装填高效脱硫剂(不含铜等对重整催化剂有毒害的物质),以保证铂铼催化剂对重整进料硫含量的要求。
2)预加氢采用循环氢流程,从预加氢高压分离器分离出的氢气,经预加氢循环氢压缩
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机加压后,与原料混合进入反应器,不足部分从柴油加氢装置引进。
3)预加氢采用北京石科院新开发的高效、高空速RS-1/RG-1加氢催化剂,空速由常规的体积空速2h-1提高到4h-1,大大降低了预加氢的设备和催化剂投资费用。
2.2.2重整部分
1)重整部分采用分段混氢、固定床半再生式工艺技术,设有四台反应器。
一、二反为环烷脱氢区,在高空速、低氢油比和较低温度下操作;三、四反为烷烃脱氢环化区,在低空速、高氢油比和较高温度下操作。
这种流程对于提高催化剂利用率、提高汽油收率和氢气产率、降低能耗等方面都是有利的。
2)重整催化剂采用PRT-C/PRT-D两段装填工艺。
实践证明,与单装一种催化剂相比,这种工艺可改善整个生产周期的催化剂选择性、活性、稳定性,提高重整产品收率,延长生产操作周期。
3)重整催化剂采用氮气-空气高压再生方式。
由于提高了再生压力,烧炭速度加快,可缩短再生时间;而且循环气量增加,有利于催化剂床层气流分配均匀,防止发生局部过热,保证了再生催化剂较好地恢复活性。
4)重整采用四台径向热壁反应器,以保证装置长周期安全经济运行。
5)为降低临氢系统的压降和提高换热深度以利于节能,重整进料换热器、二段混氢换热器采用纯逆流立式换热器。
6)重整加热炉采用先进成熟的“四合一”高效加热炉,对流段加热热载体,并采用空气预热系统,在设计规模下全炉效率可达90%以上。
2.2.3后分馏部分
1)自重整脱丁烷塔来的稳定汽油先经脱辛烷塔顶预热、再与重汽油换热,使稳定汽油以125℃作为热进料进脱戊烷塔,同样,脱戊烷塔底料也以热进料形式进入脱辛烷塔。
2)脱戊烷塔和脱辛烷塔等大型塔类采用高效塔盘等内构件,以提高传质效率。
2.2.4芳烃抽提部分和芳烃精馏部分
1)本设计采用环丁砜抽提工艺技术。
环丁砜具有较高的溶解能力和良好的选择性,其溶剂比及芳烃回流比均比较低,因此,可降低装置能耗及操作费用。
另外,环丁砜抽提工艺流程简单,设备较少,可节省工程投资。
2)为防止环丁砜溶剂在高温下分解,要求采用中压蒸汽减温减压至2.2MPa饱和蒸
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汽后作为汽提塔、回收塔和溶剂再生塔的热源,凝结水回收使用。
汽提塔采用立式重沸器,
回收塔和溶剂再生塔采用插入式重沸器。
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3.原料、产品、催化剂和化学药剂
3.1原料
1)预加氢原料为直馏石脑油和加氢焦化石脑油混合石脑油,其中直馏石脑油占20w
%,加氢焦化石脑油占80w%,其族组成如下所示:
表3-1混合石脑油族组成
流量,万吨/年
30
密度,kg/m3
720
ASTMD-86
馏程,℃
初馏点
10%
30%
50%
70%
90%
终馏点
50
77
96
113
131
160
179
族组成,wt%
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
P
5.62
15.5
14.9
16.8
10.3
7.9
0.09
N
0.61
2.78
5.63
6
3.9
2.93
0.15
A
0.28
0.92
2.37
2.38
0.94
合计
71.11
22
6.89
芳烃潜含量,wt%
27.43
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表3-2混合石脑油杂质含量
序号
项目
数值
1
比重
0.72
2
杂质含量
(1)
硫,ug/g
<500
(2)
氮,ug/g
20
2)重整原料为自预加氢部分来的精制石脑油,其族组成如下所示:
表3-3精制石脑油族组成
流量,万吨/年
25.00
密度,kg/m3
730.0
ASTMD-86
馏程,℃
初馏点
10%
30%
50%
70%
90%
终馏点
67
85
108
124
135
151
165
族组成,wt%
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
P
0.11
14.20
16.37
18.38
10.36
7.36
2.33
N
0.18
3.02
6.20
6.60
4.14
3.22
0.31
A
0.30
1.00
2.60
2.29
1.03
合计
69.10
23.68
7.22
芳烃潜含量,wt%
29.39
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表3-4精制石脑油杂质含量要求
序号
项目
数值
1
比重
0.726
2
杂质含量
(1)
硫,wtppm
≦0.5
(2)
氮,wtppm
≦0.5
(3)
水,wppm
≤5
(4)
砷wppb
≤1
(5)
铅,铜wppb
≤10
3.2产品
本装置产品有汽油调和组分、苯、甲苯、混合二甲苯(PX原料)、精制石脑油、氢气和液化石油气。
其中精制石脑油性质参见表3-3,其余各物料性质如表3-5~~表3-11所示:
表3-5汽油调和组分性质
序号
项目
组分
抽余油
重汽油
1
温度,℃
40
40
2
密度,Kg/m3
664.4
793
3
分子量
95.1
105.8
4
辛烷值(RONC)
*
65
100.2*
5
芳烃含量(v%)
<0.5
77.7
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表3-6苯产品规格
项目
规格
方法
外观
透明液体,无不溶水及机
械杂质
色度(Pt-Co计)
最大20
GB/T3143
比重(20℃)Kg/m3
878~881
GB/T2013
酸洗比色
酸层颜色不深于1000ml
稀酸中含0.1g重铬酸钾
GB/T2012
总硫量,wtppm
最大2.0
SH/T0253
中性试验
中性
GB/T1816
结晶点,℃
最低5.40(无水)
GB/T3145
蒸发残余物mg/100ml
5
GB/T3209
标准号
GB3405-89
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表3-7甲苯产品规格
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规格
方法
博士实验
通过
UOP—41—74
色度(Pt-Co计)
最大20
ASTMD—1209
非芳烃,wtppm
最大500
ASTMD—2360*
苯,wtppm
最大300
ASTMD—2360*
C8芳烃,wtppm
最大500
ASTMD—2360*
酸洗色度
最大2.0
ASTMD—848*
总硫,wtppm
最大2.0
ASTMD—4045
比重(15.56/15.56℃)
0.869~0.873
ASTMD—4045
酸度
无游离酸
ASTMD—847
铜蚀
通过
ASTMD—849
标准号
GB3406-89
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表3-8混合二甲苯产品规格
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含量要求
项目
含量要求
甲苯
≤0.5w%
总氯
≤1ppm
C8芳烃
≥94.5w%
总氮
≤1ppm
非芳烃
≤5.0w%
Cu
≤5ppb
+
C9芳烃
≤500ppm
Pb
≤1ppb
总硫
≤1ppm
AS
≤1ppb
表3-9液化石油气产品规格
项目
质量指标
试验方法
密度(15℃),kg/m3
报告
SH/T0221
+
C5,V%≯
3.0
SH/T0230
蒸气压(37.8℃),kPa≯
1380
GB/T6602
残留物
SY7509
蒸发残留物,ml/100ml
0.05
油渍观察值,ml
通过
铜片腐蚀,级不大于
1
SH/T0232
游离水
无
目测
满足液化石油气国家标准GB11174-97中液化石油气产品的要求。
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表3-10氢气产品规格
温度C
40
压力MPa(g)
2.5
分子量
8.08
氢气组成mol%
H2
80.58
C1
6.90
C2
5.80
C3
4.01
NC4
1.65
IC5
0.25
NC5
0.18
C6+
0.63
合计
100
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表3-11轻石脑油产品规格
序号
项目
数据
1
密度(Kg/m3)
581
2
分子量
75.55
3
组成,MOL%
H2S(ppm)
0.004
ic5-
32.56
nC5
34.79
C5N
7.21
IC6
23.02
NC6
2.01
C6N
0.26
C6A
0.14
合计
100.0
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3.3催化剂
本装置催化剂包括预加氢催化剂RS-1和重整催化剂PRT-C/PRT-D,其性质如下表3-12所示。
3.4化学药剂及辅材料本装置所用化学药剂包括环丁砜、二甲基二硫、二硫化碳、四氯化碳、二氯乙烷、乙
醇、单乙醇胺、硅油和缓蚀剂;辅助材料包括脱氯剂、惰性瓷球、白土、氮气、开工用氢气和开工用氮气等。
详见表3-12~~表3-23。
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表3-12催化剂规格
催化剂
项目
预加氢保护剂
RG-1
预加氢催化剂
RS-1
重整催化剂
PRT-C
重整催化剂
PRT-D
组成m%
Ni-Mo
NiO2.51
WO2.12
CoO0.058
Pt0.25±0.01
Re0.25±0.02
Cl1.30±0.30
Pt0.21±0.01
Re0.46±0.02
Cl1.30±0.30
担体
Al2O3
Al2O3
Al2O3
Al2O3
粒度mm
Φ3.4
Φ1.4
Φ1.5~2.5
Φ1.5~2.5
强度N/粒
≮12
≮16N/mm
≥10N/mm
≥10N/mm
堆积密度g/ml
~0.45
0.80
0.7~0.8
0.7~0.8
比表面积m2/g
≮180
≮130
≥180
≥180
孔容积ml/g
≮0.6
≮0.27
0.45~0.55
0.45~0.55
数据来源
北京石科院
北京石科院
北京石科院
北京石科院
表3-13分子筛干燥剂
干燥剂
项目
5A(钙)
4A(钠)
孔径A
粒度mm堆积密度g/ml静态水吸附%抗压强度N/颗
4.9~5.5
Φ4~6
≥0.68
≥21
≥60
4.2~4.7
Φ4~6
≥0.68
≥20.5
≥80
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表3-14开工氮气
组成
N2
%(体)
>99.99
表3-15开工氢气
组成
H2
C2+
H2O
H2S
%(体)
>97.5
<0.5
<50ppm
<1ppm
表3-16化学药剂规格
项目
二甲基二硫
二硫化碳
四氯化碳
二氯乙烷
乙醇
缓蚀剂
相对密度d20
4
1.0625
1.261
1.594
1.2351
0.7892
康托尔K407或相当的缓蚀剂
沸点℃
109.7
46~47
75.5~77.5
83.47
78.29
熔点℃
-84.72
-111.6
-23
-35.67
-114.39
折光率n20
D
1.5259
1.6315
1.4607
1.4448
1.36143
分子量M
94.20
76.14
153.82
98.96
46.07
纯度等级
工业用
工业用
工业用
工业用
工业用
闪点(开口)℃
不燃
21
11~13
自燃点℃
不燃
449
425
爆炸限%
不燃
6.2~15.9
3.1~20
性状
有毒
无色透明易
燃有毒有恶臭
无色透明易
挥发、有毒有愉快的气味
无色透明易
挥发、有毒有强烈的刺激性
无色透明易
,挥发、易燃
备注
无金属杂质、固体盐类和氟化物
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表3-17热载体
项目
单位
规格
馏分范
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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