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炼厂催化干气制混合芳烃技术与装置

1 技术简介

干气芳构化技术是利用干气中的乙烯组份来生产混合芳烃,是以一种新型分子筛催化剂为技术核心的芳构化工艺。它采用固定床反应器切换操作方式,在非临氢条件下,以干气中的乙烯为原料生产混合芳烃(苯、甲苯、二甲苯)或汽油调和组份。

一般情况下,产品总转化率约为80%~85%,其液收主要与干气中的乙烯含量有关。如果乙烯含量在15%(w)左右,通常液体产品收率在10~14%,加热炉自用燃料占2%左右,其余产品为贫干气(基本不含乙烯,返回炼厂作燃料)。

催化剂单程运转周期40~70天(与空速有关,在我公司开发的新型反应器中,空速通常取值为0.8),催化剂总寿命可达3年。该工艺由bet36备用网址开发,其核心技术包含两项专利(正在申请中)和若干专有技术。

 

2 原料来源和要求

(1) 原料来源

原料主要是炼厂催化裂化装置生产的富含乙烯的干气。由于干气不好运输,因此干气芳构化装置最好就近依托催化裂化装置建设。

 

(2) 原料要求

干气经过脱硫,硫含量不大于200ppm,碱性氮含量不大于5ppm。在碱性氮含量超标的情况下,很容易引起催化剂中毒。为减少催化剂中毒的风险,通常可以将干气采取酸性吸附等预处理工艺。

  

干气中的乙烯组份,通常要求重量比大于8%。国内的催化干气,其乙烯含量基本都能满足干气芳构化装置的原料要求。

3 产品方案

(1) 混合芳烃方案

按照BTX 方案,其反应温度一般控制在450~600℃,目标产品为:

① 混合芳烃(苯、甲苯、二甲苯)。

② 贫干气和微量液化气。

混合芳烃(BTX)广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品,是最基础的化工原料。

(2)汽油调和组分方案

反应温度一般控制在260~380℃,其产品包含:

① 轻芳烃(汽油组分,干点低于205℃,辛烷值≥93,硫≤30ppm,苯≤1%,芳烃含量与选择的反应器及控制方案紧密相关,合适的反应器和控制方案芳烃含量会低于40%);在目的产品中,轻芳烃重量占总产品重量的95%以上。

② 重芳烃:柴油馏分,实际芳烃含量较高,十六烷值低,可以做馏分燃料油。

③ 贫干气和微量液化气。

4 系统原则流程图

5 系统组成

(1) 热量回收系统:高温产品与低温原料换热,回收热能,降低成本。

(2)加热炉系统:换热后的原料进入加热炉,进一步加热到需要的温度,以利于下一步的芳构化反应。

(3) 反应系统:从加热炉出来、达到规定温度的原料进入装有特殊催化剂的反应器,原料在反应器内进行芳构化反应。

(4) 分馏系统:反应产物从反应器出来后,与低温原料换热,达到规定温度进入分馏塔,塔底出重芳烃,塔顶出轻芳烃和贫干气,塔顶高温油气与原料换热后进入冷却器,冷却后进入气液分离器,气液分离器下部出水,中部出轻芳烃,上部出贫干气,贫干气再进入捕油器,将干气中携带的芳烃再捕集下来,自捕油器出来的贫干气少部分去加热炉作燃料,大部分出装置送至高压瓦斯管网。

(5) 催化剂再生系统:积炭后的催化剂在适宜的温度下,配入氮气和氧气,进行烧焦再生,再生完成后处于备用状态。对再生系统,用户可以根据项目情况自行选择配置与否。

6 项目效益

利用干气芳构化新技术建设一套5万吨/年炼厂干气生产混合芳烃的装置,总投资为2000万元(2009年项目建设费用,不含成品油罐),年操作成本约为300万元左右,年净收益约为1500万元。

7 项目实景图

下图为东营天宇石化工程公司干气芳构化装置实景图。