歧化单元适应性改造方案汇报2013.04

1、甲苯歧化与烷基转移单元甲苯歧化与烷基转移单元适应性改造方案汇报适应性改造方案汇报中海炼化惠州炼化分公司2013年4月2中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司一、一、EM-1000EM-1000催化剂运行情况与存在问题催化剂运行情况与存在问题二、二、HAT-099HAT-099歧化催化剂介绍歧化催化剂介绍三、歧化单元适应性改造方案三、歧化单元适应性改造方案四、改造进度安排四、改造进度安排3中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司歧化单元概况歧化单元概况 歧化单元是芳烃联合装置中的一个重要单元，主要是将甲苯、歧化单元是芳烃联合装置中的一个重要单元，主要是将甲苯、C9C9及部分及部分C10

2、C10芳烃在催化剂作用下转化为平衡级的二甲苯和苯，为芳烃在催化剂作用下转化为平衡级的二甲苯和苯，为吸附分离提供优质的二甲苯进料。吸附分离提供优质的二甲苯进料。设计能力：设计能力：198198万吨万吨/ /年（以年（以84008400小时小时/ /年计）年计）专利技术：采用的是专利技术：采用的是Exxon MobilExxon Mobil的的TransplusTransplus技术技术催催 化化 剂：剂：EM-1000T/B EM-1000T/B EM-1000T(90%) EM-1000B(10%) EM-1000T(90%) EM-1000B(10%)20092009年年5 5月月2424日

3、歧化反应首次投料日歧化反应首次投料20112011年年1111月月2020日催化剂再生后投料开工日催化剂再生后投料开工4中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司歧化催化剂歧化催化剂EM-1000EM-1000操作控制参数与性能指标操作控制参数与性能指标反应温度：反应温度： 380380470470反应压力：反应压力： 2.52MPa2.52MPa重量空速：重量空速： 2.02.03.0h3.0h-1-1氢油摩尔比：氢油摩尔比： 2.02.03.0(mol/3.0(mol/molmol) ) （实际操作最大 2.4）循环氢纯度：循环氢纯度： 757580%80%总转化率：总转化率： 45%4

4、5%催化剂总寿命：催化剂总寿命： 5.05.0年年( (EM-1100 EM-1100 6 6年年) )第一运行周期：第一运行周期： 2.02.0年年( (EM-1100EM-1100 4 4年年) )5中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司歧化原催化剂歧化原催化剂EM-1000EM-1000运行存在问题运行存在问题C7/C9C7/C9芳烃总转化率低，催化剂活性下降快（芳烃总转化率低，催化剂活性下降快（运行一年后转化率下运行一年后转化率下降到降到42%42%以下，原料甲苯、以下，原料甲苯、C9+C9+芳烃无法平衡芳烃无法平衡）附图附图C10AC10A转化率低，重芳烃收率高（转化率低，重芳

5、烃收率高（设计设计4%4%，实际，实际7%7%左右左右）附图附图再生后催化剂金属活性下降快，反应产物中的再生后催化剂金属活性下降快，反应产物中的EBEB含量高（含量高（再生后再生后高出近高出近2 2倍倍）附图附图歧化压缩机设计偏小，歧化压缩机设计偏小，反应氢烃比偏低（反应氢烃比偏低（EM工程师期望工程师期望2.7以上，以上，这也是本次改造的最重要原因这也是本次改造的最重要原因）6中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司上海石油化工研究院的上海石油化工研究院的HAT-099HAT-099催化剂催化剂反应操作参数：反应操作参数：反应温度：反应温度： 350 350 420420反应压力：反应压

6、力： 2.5 2.5 3.0MPa3.0MPa循环氢纯度：循环氢纯度： 75%75%空速空速WHSVWHSV： 2.0 2.0 2.5h2.5h-1-1氢烃摩尔比：氢烃摩尔比： 2.5 2.5 3.0mol/mol3.0mol/mol反应性能保证：反应性能保证：C7/C9C7/C9转化率：转化率： 45.5wt%45.5wt%C9AC9A转化率：转化率： 60wt%60wt%二甲苯选择性：二甲苯选择性：72wt%72wt%总选择性：总选择性： 88wt%88wt%催化剂寿命：催化剂寿命： 保证保证4 4年年( (不再生）不再生）7中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司n HAT-099H

7、AT-099催化剂使用情况催化剂使用情况HATHAT催化剂国内市场占有率催化剂国内市场占有率80%80%以上，采用以上，采用HAT-099HAT-099催化剂的有催化剂的有 天津石化、镇海炼化、扬子石化、金陵石化、福建炼化天津石化、镇海炼化、扬子石化、金陵石化、福建炼化该系列催化剂也出口到伊朗、哈萨克斯坦、印度尼西亚等国该系列催化剂也出口到伊朗、哈萨克斯坦、印度尼西亚等国重芳烃转化率高，重芳收率低，经济效益明显重芳烃转化率高，重芳收率低，经济效益明显（重芳烃（重芳烃3.86wt%3.86wt%）C8C8芳烃中芳烃中EB EB 含量低，吸附进料中的含量低，吸附进料中的PXPX含量高，同时可降低异

8、构化含量高，同时可降低异构化负荷负荷（甲苯塔底产物中乙苯含量不大于（甲苯塔底产物中乙苯含量不大于0.80%0.80%）HAT-099HAT-099催化剂性能好，运行周期长催化剂性能好，运行周期长（天津石化、镇海炼化歧化（天津石化、镇海炼化歧化HAT-099HAT-099催化剂在运行催化剂在运行3 3年后，总转化率在年后，总转化率在43%43%以上）以上）歧化稳定塔歧化稳定塔( (汽提塔）取消侧线，降低了抽提负荷汽提塔）取消侧线，降低了抽提负荷HAT-099HAT-099不需再生，避免不需再生，避免EM-1000EM-1000催化剂再生后金属活性下降大的催化剂再生后金属活性下降大的情况发生情况发

9、生8中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司 改造原则： 板换和反应加热炉不改动板换和反应加热炉不改动 压缩机部分改造压缩机部分改造 汽轮机改造或更换新机型汽轮机改造或更换新机型 限制条件： 尾氢至尾氢至106106单元单元PSAPSA的流量不大于的流量不大于 30000NmNm3/h/h 重整补充氢压力为重整补充氢压力为 2.35MPMPaGaG 汽转机背压为汽转机背压为 1.201.20MPMPaGaG9中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司 物料数据基础 以终馏点以终馏点165165170170的重整原料的重整原料为基础提供的数据数据。为基础提供的数据数据。 新鲜物料组组 分分

10、含含 量，量，wt%非芳烃非芳烃-1-113.13非芳烃非芳烃-2-20.26苯苯4.57甲苯甲苯20.33乙基苯乙基苯3.78对二甲苯对二甲苯5.52间二甲苯间二甲苯11.5邻二甲苯邻二甲苯7.02异丙苯异丙苯0.44正丙苯正丙苯1.15对乙基甲苯对乙基甲苯1.98间乙基甲苯间乙基甲苯4.241,3,5-1,3,5-三甲苯三甲苯1.89邻乙基甲苯邻乙基甲苯1.71,2,4-1,2,4-三甲苯三甲苯8.481,2,3-1,2,3-三甲苯三甲苯2.42茚满茚满0.79碳十加芳烃碳十加芳烃9.34碳十一以上芳烃碳十一以上芳烃1.46Total wt% 100流量，流量， t/ht/h新鲜总甲苯新鲜

11、总甲苯43.0 43.0 新鲜新鲜C9AC9A50.0 50.0 新鲜新鲜C10+AC10+A23.5 23.5 其中：其中：C10AC10A 20.5 20.5 C11+ C11+ 3.0 3.0 按按75%75%的的C10AC10A可以利用进行核算可以利用进行核算10中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司LPECLPEC反应系统核算反应系统核算根据上海院提供的根据上海院提供的HAT-099HAT-099物料平衡数据和组分分布，物料平衡数据和组分分布，LPECLPEC对整对整个歧化反应系统进行了多工况的核算，结果如下：个歧化反应系统进行了多工况的核算，结果如下：工况一工况一工况二工况二

12、工况三工况三工况四工况四工况五工况五循环氢纯度，循环氢纯度，v% v% 77.20%77.20%75%75%75%75%75%75%75%75%氢油比，氢油比，mol/molmol/mol2.52.52.62.62.72.72.82.83.03.0循环氢总量循环氢总量 NmNm3 3/h/h194859194859200187200187207089207089214322214322227732227732重量流量重量流量 kg/hkg/h71067710677751677516802118021183140831408819888198压缩机入口压力，压缩机入口压力，MPaAMPaA2.2

13、62.262.262.262.262.262.232.232.172.17压缩机入口温度，压缩机入口温度，40404040404040404.04.0压缩机出口压力，压缩机出口压力，MPaAMPaA2.932.932.972.972.992.992.992.993.093.09平均分子量平均分子量 8.1758.1758.6798.6798.6868.6868.6948.6948.6808.68011中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司 压缩机厂家的核算压缩机厂家的核算 沈鼓对压缩机不改造与改造进行了核算沈鼓对压缩机不改造与改造进行了核算三种工况的核算结果（压缩机不改造）三种工况的核算

14、结果（压缩机不改造）工况一工况一工况二工况二工况三工况三循环氢纯度，循环氢纯度，v% v% 77.20%77.20%75%75%75%75%氢油比，氢油比，mol/molmol/mol2.52.52.62.62.72.7循环氢总量循环氢总量 NmNm3 3/h/h194859194859200187200187207089207089重量流量重量流量 kg/hkg/h710677106777516775168021180211压缩机入口压力，压缩机入口压力，MPaAMPaA2.262.262.262.262.262.26压缩机出口压力，压缩机出口压力，MPaAMPaA2.932.932.972

15、.972.992.99压缩机转速压缩机转速 r/minr/min107641076410795107951095310953压缩机的轴功率压缩机的轴功率 kwkw207020702240224023602360结论结论：气动方案可以实现，但转速高，叶轮强度不够，机：气动方案可以实现，但转速高，叶轮强度不够，机组稳定性差，这与组稳定性差，这与LPECLPEC设备专业的观点一致设备专业的观点一致12中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司压缩机转子改造的核算情况压缩机转子改造的核算情况工况一工况一工况二工况二工况三工况三工况四工况四工况五工况五循环氢纯度，循环氢纯度，v% v% 77.20%7

16、7.20%75%75%75%75%75%75%75%75%氢油比，氢油比，mol/molmol/mol2.52.52.62.62.72.72.82.83.03.0循环氢总量循环氢总量 NmNm3 3/h/h194859194859200187200187207089207089214322214322227732227732重量流量重量流量 kg/hkg/h71067710677751677516802118021183140831408819888198压缩机入口压力，压缩机入口压力，MPaAMPaA2.262.262.262.262.262.262.232.232.172.17压缩机入口温

17、度，压缩机入口温度，40404040404040404040压缩机出口压力，压缩机出口压力，MPaAMPaA2.932.932.972.972.992.992.992.993.093.09平均分子量平均分子量 kg/kmolkg/kmol8.1758.1758.6798.6798.6868.6868.6948.6948.688.68压缩机转速压缩机转速 r/minr/min96579657970897089858985810182101821102011020压缩机的轴功率压缩机的轴功率 kwkw2070207022552255238023802607260733353335汽轮机的轴功率汽轮

18、机的轴功率 kwkw227722772480.52480.5261826182867.72867.73668.53668.513中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司汽轮机核算杭汽对歧化汽轮机进行了核算，杭汽对歧化汽轮机进行了核算，进汽参数进汽参数 3.63.6（3.9-3.43.9-3.4）MPa(A)/390MPa(A)/390（370-425370-425）排汽参数排汽参数 1.21.2（1.1-1.31.1-1.3）MPa(AMPa(A) )汽轮机最大可改造功率汽轮机最大可改造功率2700kw2700kw（转速（转速10000r/min10000r/min以下）以下）工况适应性汽

19、轮机不升级情况下，工况三汽轮机不升级情况下，工况三(75%(75%，2.7mol/mol)2.7mol/mol)最适合改造最适合改造对于循环氢纯度对于循环氢纯度75%75%、氢烃摩尔比、氢烃摩尔比2.82.8以上的工况时汽轮机需升级、更换以上的工况时汽轮机需升级、更换工况三工况三符合符合EM-1100EM-1100对氢烃比的要求对氢烃比的要求（目前（目前EM-1100EM-1100没有工业应用）没有工业应用）上海院（上海院（SRIPT)SRIPT)也接受循环氢纯度也接受循环氢纯度75%75%、氢油摩尔比为、氢油摩尔比为2.72.7的工况三的工况三, , 且且前述的性能保证不变前述的性能保证不变

20、三、歧化单元适应性改造方案三、歧化单元适应性改造方案14中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司n 方案一：压缩机与汽轮机改造方案一：压缩机与汽轮机改造采取循环氢纯度采取循环氢纯度75%75%，氢烃比，氢烃比2.7mol/mol2.7mol/mol的工况三，的工况三， 蒸气额定耗量蒸气额定耗量46t/h46t/h压缩机改造压缩机转子进行改造，增加一级叶轮压缩机转子进行改造，增加一级叶轮更换主轴、叶轮、对应隔板及密封更换主轴、叶轮、对应隔板及密封联轴器需要核算联轴器需要核算防喘振系统核算修订防喘振系统核算修订油站、干气密封、轴承利旧油站、干气密封、轴承利旧油泵、油冷却器、油过滤器，高位油箱等

21、利旧油泵、油冷却器、油过滤器，高位油箱等利旧轴振动、轴位移与测温仪表利旧轴振动、轴位移与测温仪表利旧15中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司 方案一：压缩机与汽轮机改造方案一：压缩机与汽轮机改造汽轮机改造设计制造汽轮机转子。设计制造汽轮机转子。设计制造导叶持环（包括叶片及连接件）设计制造导叶持环（包括叶片及连接件）蒸汽室改造（补加工、更换喷嘴组）蒸汽室改造（补加工、更换喷嘴组）相应的调节部套改造（重新整定并更换必要的零件）相应的调节部套改造（重新整定并更换必要的零件）其余汽轮机部件利旧其余汽轮机部件利旧其它工艺与设备改造 压缩机入口脱液罐及附件更换压缩机入口脱液罐及附件更换 压缩机进出

22、口流量计更换压缩机进出口流量计更换 补充氢流量计与调节阀核算补充氢流量计与调节阀核算 高分罐至压缩机入口脱液罐扩径高分罐至压缩机入口脱液罐扩径 压缩机入口脱液罐至压缩机入口扩径压缩机入口脱液罐至压缩机入口扩径 压缩机出口至板换入口循环氢管线扩径压缩机出口至板换入口循环氢管线扩径三、歧化单元适应性改造方案三、歧化单元适应性改造方案16中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司 方案二：汽轮机升级、压缩机改造方案二：汽轮机升级、压缩机改造按按工况五工况五设计（循环氢纯度设计（循环氢纯度75%75%，氢烃摩尔比，氢烃摩尔比3.03.0）蒸汽额定耗量蒸汽额定耗量59t/h59t/h左右左右压缩机改造

23、油泵、油冷却器、油过滤器，高位油箱等需核算油泵、油冷却器、油过滤器，高位油箱等需核算其它改造内容同方案一其它改造内容同方案一汽轮机更换汽转机按循环氢纯度汽转机按循环氢纯度75%75%，氢烃比，氢烃比3.03.0的工况重新设计的工况重新设计压缩机、汽轮机基础需要核算压缩机、汽轮机基础需要核算拆除原底座，更换压缩机与汽轮机的公共底座，并到厂家进行调试拆除原底座，更换压缩机与汽轮机的公共底座，并到厂家进行调试压缩机与汽轮机进、排气（汽）管线需更换压缩机与汽轮机进、排气（汽）管线需更换由于机体加长，进汽管与基础较近，基础需作局部处理由于机体加长，进汽管与基础较近，基础需作局部处理机组重新安装难度大，安

24、装时间长（超过机组重新安装难度大，安装时间长（超过4040天）天）其它工艺与设备改造与其它工艺与设备改造与方案一方案一相同相同n 建议方案建议方案拟采用拟采用方案一方案一进行歧化催化剂国产化改造进行歧化催化剂国产化改造17中海炼化惠州炼化分公司中海炼化惠州炼化分公司n 费用估算费用估算三、歧化单元适应性改造方案三、歧化单元适应性改造方案HAT-099(S-TDT)HAT-099(S-TDT)EM-1100(Transplus NG)EM-1100(Transplus NG)汽轮机改造汽轮机改造360360万元万元 380380万元万元 压缩机改造压缩机改造460460万元万元 460460万元万元 催化剂重量催化剂重量 9696吨（空速吨（空速2.5h-1) 2.5h-1) 9090吨（空速吨（空速2.7h-1) 2.7h-1) 单价单价 6868万万/ /吨吨( (不含贵金属）不含贵金属）16.916.9美元美元/kg(/kg(载体价格）载体价格） 总价总价65306530万元万元15211521万美元，合万美元，合95809580万元万元 脱液罐及附件脱液罐及附件4040万元万元2020万元万元工艺管线工艺管线6060万元万元6060万元万元仪表改造仪表改造1010万元万元1010万元万元管线