惠州PX歧化单元培训资料讲解

1、惠州炼化84万吨/年歧化装置 二零一零年十一月 歧化培训资料 内 容 概述 工艺原理 工艺变量 工艺流程 原料产品规格 概 述 甲苯歧化单元的作用： 将芳烃联合装置中的甲苯和C9A转化为C8A和苯，提供 合格二甲苯单元进料，可使PX产量增加一倍以上，同 时生产大量苯。 概 述 原料来源： 甲苯：B/T精馏单元的循环甲苯 C9+A ：来自二甲苯再分馏塔、OX塔釜，成 品 塔顶 歧化处理量： 在8400小时/年的连续开工的基础上，本装置： 反应部分处理原料能力197.9 万吨/年， 概 述 歧化单元主要产品 生产出400单元的合格进料116.8万吨/年， 生产出苯产品35.3万吨/年, 生产重芳烃

2、产品6.8万吨/年。 概 述 催化剂： 歧化单元采用Exxon Mobil的Transplus技术将在EM-1000催 化剂。 设计工艺条件： 进料：T/C9A =48/52 反应温度：417/436 （初期）470 /489（末期） 反应器入口压力：2.52MPaG 氢烃摩尔比：H2/HC2 重量空速WHSV：2.7h-1 工 艺 原 理 歧化培训资料 工艺原理 l 工艺技术特点 （1）采用法国石油化工研究院开发歧化及烷基转移工 艺技术，催化剂采用埃克森美孚开发生产的EM-1000型 甲苯歧化及烷基转移催化剂。该催化剂具有高空速高空速、 高选择性高选择性和高稳定性高稳定性的特点，其性能优于国

3、内外同类 催化剂，居世界领先水平。 （2）该工艺可充分利用连续重整所产的甲苯和C9A资 源，通过烷基转移反应生成高附加值的二甲苯，并具 有可通过改变进料芳烃中T/C9A比例来调节产物中二甲 苯与苯的比例的特点。 （3）该工艺的另一特点是反应器入口芳烃原料中允许 含15%左右的C10A，从而可大大减少C9A的损失，有利 于提高产品的选择性。 （4）采用大型轴向流固定床反应器。 （5）苯塔再沸热源由甲苯塔气相提供。 工艺原理 EM-1000催化剂系统包括两个催化剂床层，由上层床 (EM-1000T：脱烷基化、烷基转移和歧化)和下层床 (EM-1000B：加氢饱和烯烃)构成，在TransPlus反应

4、器 中，上层床与下层床的装填比例为90%/10%。 在EM-1000催化剂作用下甲苯、C9及部分C10芳烃转化 为二甲苯（接近平衡率）和苯的平衡混合物，同时产 生少量的C5-气体和C10+芳烃； C9/C10芳烃分离塔处 理来自二甲苯分馏部分的物料，分离出C9/C10馏份作 为歧化反应进料。 定义 歧化反应 烷基转移反应 工艺原理 工艺原理 主反应 歧化反应 CH3 2 + CH3 CH3 Hr,298K = 0.3928 KJ/mol甲苯 （吸热） 工艺原理 主反应 烷基转移反应 + 2CH3 CH3 (CH3)2 CH3CH3 Hr,298K = -0.1928 KJ/mol甲苯 （放热）

5、 工艺原理 主反应 烷基转移反应 CH3 CH3 + CH3 + CH3 CH3 () 3 )( CH3 CH3 2 CH3 + CH3 + CH3 CH3C H 2 5 52 C H Hr,298K = -0.4088 KJ/mol甲苯 （放热） Hr,298K = -0.3886 KJ/mol甲苯 （放热） 工艺原理 副反应 歧化反应 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 ( )2 2 + ( )3 Hr,298K = 0.1959 KJ/mol甲苯 （吸热） 工艺原理 副反应 加氢脱烷基反应 C H 2 5 + C H6 2 2 H CH4 + H2+ CH3 Hr,298K

6、= -41.98 KJ/mol甲苯 （放热） Hr,298K = -31.59 KJ/mol甲苯 （放热） 工艺原理 副反应 加氢脱烷基反应 C H+ + C H 373 382 H 2 6 C H+ + 52 C H CH3 CH3 2 H Hr,298K = -27.92 KJ/mol甲苯 （放热） Hr,298K = -33.20 KJ/mol甲苯 （放热） 工艺原理 副反应 加氢脱烷基反应 3 )( CH3 CH3 + C H 2 CH3 CH3 () 4 H 2 CH3 CH3 + H 2 + 73 C HC H 38 Hr,298K = -43.55 KJ/mol甲苯 （放热） H

7、r,298K = -24.60 KJ/mol甲苯 （放热） 工艺原理 副反应 芳环损失 芳烃 H2 饱和烃 温升很高 饱和烃加氢裂化反应 茚满和其它芳环缩合成稠环芳烃（焦 油） 工 艺 变 量 歧化培训资料 歧 化 操 作 变 量 反应温度 反应压力 空速WHSV 原料组成 氢烃比H2/HC及氢气纯度 催化剂毒物 反应温度 热效应小，温度对化学反应平衡影响不大 初期反应温度：417/436 末期反应温度：470/489 反应温度升高催化剂活性增大转化率增 大选择性下降 操作：通过不断升温，保持活性（转化率） 反应压力 反应无体积变化，压力对化学反应平衡影响 不大 P系统升高PH2升高，催化剂活

8、性增大 P2.52MPaG 液体芳烃空速WHSV 空速WHSV：2.7小时-1 空速的含义：单位时间内催化剂床层中反应物料被 置换的次数 空速倒数停留时间 线速：m/s 同一空速可采用不同线速：线速大，反应器细长 线速小，反应器矮胖 液体芳烃空速WHSV 注意： 空速决定了停留时间。空速相同，则停留时间相同。 线速大小不能说明停留时间长短， 反应器床层高停留时间长 原料组成 T/C9A比例，影响产物中C8A/B比例 T/C9A增大 C8A/B减小 当T/TMB（三甲苯）1/1(mol)时，二甲苯产量最大 C9A：三甲苯、甲乙苯、丙苯 三甲苯是生成二甲苯的最有效组份， 丙苯、甲乙苯加氢脱烷基生成

9、B、T、轻烃，氢耗上升 进料中含一定量C10A可减少三甲苯歧化生成C10A 原料组成 T和C9A各自转化率随T/C9A配比而变： T/C9A增大 甲苯转化率增大，重量选择性升高 T/C9A减小 甲苯转化率减小，重量选择性下降 总转化率大致不变 原料组成 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0102030405060708090100 进料中甲苯浓度，w t 进料中甲苯浓度，w t 反应性能，w t 反应性能，w t 总转化率 总选择性 氢烃比H2/HC及H2纯度 H2的作用： 减少催化剂积碳，保护催化剂，延长催化剂寿命 起热载体作用，带走反应热，降低反应温升 有助

10、于加氢脱烷基反应，而主反应速度下降 氢循环，需要动力消耗 氢烃比H2/HC及H2纯度 H2纯度 循环气中H2%（mol）80% 循环氢中甲烷及其它饱和物抑制催化剂活性，反应速度下降 循环氢中甲烷及其它饱和物增多循环氢压缩机负荷增大 催化剂毒物的影响 毒物 水 茚满和茚 饱和物 碱性氮化物 烯烃 催化剂毒物的影响 水 水吸附在催化剂表面 严重降低催化剂活性 为了维持活性，必须提高反应温度，这样将导致结 焦速度加快 催化剂毒物的影响 茚满和茚 属于双环杂环类化合物，分子体积大 容易吸附于催化剂表面，堵塞活性中心 转化率很高，部分缩合成稠环芳烃，变成焦炭 原料中含量低于0.5 催化剂毒物的影响 饱和

11、物 降低催化剂活性，需更高的反应温度 反应温升大 氢耗高 C7非芳裂解不充分造成B质量下降 反应进料中低于0.5% 催化剂毒物的影响 碱性氮化物 催化剂的强毒物 反应进料中低于1ppm（wt） 催化剂毒物的影响 烯烃 烯烃在催化剂表面聚合 降低催化剂活性以及寿命 溴指数小于20mg/100g 催化剂毒物的影响 硫 催化剂强毒物 反应进料中低于1ppm（wt） 工艺流程 流程叙述 自控及联锁方案介绍 工 艺 流 程 歧化培训资料 联锁方案介绍 l 歧化进料切断自保联锁系统歧化进料切断自保联锁系统 歧化进料流量FSLL50506低低（116610kg/h）联锁； 反应器入口温度TSLL50611低

12、低（300）联锁； F503联锁（IS-513）停炉； K501联锁（IS-514）停机； 系统泄压阀UV50703打开泄压（IS-515）。 l 歧化进料切断自保联琐系统（歧化进料切断自保联琐系统（IS-512IS-512）动作与结果：）动作与结果： UV50502关闭，切断进料； 停P510 A/B(IS-511) F503联锁停炉(IS-513)。 联锁方案介绍 l 歧化进料加热炉歧化进料加热炉F503F503自保联锁系统（自保联锁系统（IS-513IS-513） F503长明灯压力低低PSLL51101/51102/51103低低（0.07Mpa）， 三取二联锁； F503主燃料气压力

13、PSLL51004低低（0.02Mpa）或高高（0.3Mpa） 联锁； 进料中断（IS-512）； K501停机联锁（IS-514）； 系统泄压阀UV50703打开（IS-515）； 歧化反应器R-502出口温度高高（500） DCS手动联锁HS50601开关在停车位置； 现场手动联锁开关HS50602在停车位置。 l 歧化进料加热炉歧化进料加热炉F503F503自保联琐系统（自保联琐系统（IS-513IS-513）动作与结果）动作与结果 UV51101，UV51102关闭，切断主火嘴燃料气； 切断进料（IS-512）； UV51103，UV51104关闭，切断长明灯燃料气。 联锁方案介绍 l

14、 压缩机压缩机K501工艺自保联锁系统（工艺自保联锁系统（IS514） 压缩机出口流量FSLL50507(22061kg/h)低低联锁； 压缩机入口缓冲罐液位LSHH50702高高(80%)联锁； DCS手动联锁开关HS50702和现场手动开关HS50701在 停车位置； UV50703打开（IS-515）。 l 压缩机压缩机K501工艺自保联锁系统（工艺自保联锁系统（IS-514）动作结果：）动作结果： 停K501， 补充氢进装置阀UV50701关闭； 切断反应进料（IS-512）； F503联锁（IS-513）； 反应系统泄压（IS-515）； 联锁方案介绍 l 歧化单元系统泄压自保联锁系

15、统（歧化单元系统泄压自保联锁系统（IS515） DCS手动联锁开关HS50704在停车位置； 现场盘装手动开关HS50705在停车位置； 循环氢压缩机K501停（IS-514）。 l 歧化单元系统泄压自保联锁系统（歧化单元系统泄压自保联锁系统（IS515）动作和联锁）动作和联锁 结果：结果： 系统泄压阀UV50703打开。 切断反应进料（IS-512）； F503联锁（IS-513）； 循环氢压缩机K501联锁停机（IS-514）； 高分罐底阀UV50702关闭（IS-516）。 联锁方案介绍 l 高分罐底液位自保联锁系统（高分罐底液位自保联锁系统（IS516IS516） 歧化产物分离罐D50

16、6液位LSLL50703低低(30%)联锁； 系统泄压（IS-515）。 l 高分罐底液位自保联锁系统（高分罐底液位自保联锁系统（IS516IS516）联锁动作结果：）联锁动作结果： UV50702关闭，切断高分罐底外送物料； 联锁方案介绍 l 歧化稳定塔重沸炉自保联琐系统（歧化稳定塔重沸炉自保联琐系统（IS-519IS-519）联锁原因）联锁原因： F504辐射段支路入口流量FSLL50806AF低低(84570kg/h)，六 取二联锁； F504长明灯压力低低PSLL51201/51202/51203低低(0.07Mpa)， 三取二联锁； F504主燃料气压力PSLL51204低低（0.0

17、2Mpa）或高高（0.3Mpa） 联锁； P513A/B停泵（IS-520）； DCS手动联锁开关HS50803在停车位置； 现场手动联锁开关HS50804在停车位置； l 歧化稳定塔重沸炉自保联琐系统（歧化稳定塔重沸炉自保联琐系统（IS-519IS-519）动作结果：）动作结果： 关闭UV51201、UV51202，切断加热炉主火嘴燃料气 关闭UV51203、UV51203，切断加热炉长明灯； 联锁方案介绍 l 歧化稳定塔重沸炉泵压力低低联锁（歧化稳定塔重沸炉泵压力低低联锁（IS-520IS-520） 歧化稳定塔重沸炉泵P513 A/B出口压力PSLL50804低低 (1.28Mpa)； P

18、-512A/B停。 l 歧化稳定塔重沸炉泵压力低低联锁（歧化稳定塔重沸炉泵压力低低联锁（IS-520IS-520）动作结）动作结 果果: : 停P513 A/B. 触发IS519，联锁F504。 联锁方案介绍 l 歧化反应加沸炉和稳定塔重沸炉空气预热器自保联锁歧化反应加沸炉和稳定塔重沸炉空气预热器自保联锁 系统（系统（IS532IS532） 空气预热器入口烟气温度TSHH51516高高(420)联锁； 空气预热器出口烟气温度TSHH51517高高(240)联锁； 停空气鼓风机； 联锁方案介绍 l 歧化反应加沸炉和稳定塔重沸炉空气预热器自保联锁系统歧化反应加沸炉和稳定塔重沸炉空气预热器自保联锁系统 （IS532IS532）动作结果：）动作结果： F503/4空气预热器烟气入口温度TSHH51516高高联锁，停烟气引风 机，UV51504打开，烟气排往烟囱，同时UV51503关闭，切断进口 空气预热器的烟气。 F503/4空气预热器烟气出口温度TSHH51517高高联锁，则停烟气引 风机，UV51504打开，烟气排往烟囱，同时UV51503关闭，切断进 口空气预热器的烟气。 如果鼓风机停，则快开风门