惠州PX歧化單元培訓(xùn)資料講解

1、惠州煉化84萬噸/年歧化裝置 二零一零年十一月 歧化培訓(xùn)資料 內(nèi) 容 概述 工藝原理 工藝變量 工藝流程 原料產(chǎn)品規(guī)格 概 述 甲苯歧化單元的作用： 將芳烴聯(lián)合裝置中的甲苯和C9A轉(zhuǎn)化為C8A和苯，提供 合格二甲苯單元進(jìn)料，可使PX產(chǎn)量增加一倍以上，同 時生產(chǎn)大量苯。 概 述 原料來源： 甲苯：B/T精餾單元的循環(huán)甲苯 C9+A ：來自二甲苯再分餾塔、OX塔釜，成 品 塔頂 歧化處理量： 在8400小時/年的連續(xù)開工的基礎(chǔ)上，本裝置： 反應(yīng)部分處理原料能力197.9 萬噸/年， 概 述 歧化單元主要產(chǎn)品 生產(chǎn)出400單元的合格進(jìn)料116.8萬噸/年， 生產(chǎn)出苯產(chǎn)品35.3萬噸/年, 生產(chǎn)重芳烴

2、產(chǎn)品6.8萬噸/年。 概 述 催化劑： 歧化單元采用Exxon Mobil的Transplus技術(shù)將在EM-1000催 化劑。 設(shè)計工藝條件： 進(jìn)料：T/C9A =48/52 反應(yīng)溫度：417/436 （初期）470 /489（末期） 反應(yīng)器入口壓力：2.52MPaG 氫烴摩爾比：H2/HC2 重量空速WHSV：2.7h-1 工 藝 原 理 歧化培訓(xùn)資料 工藝原理 l 工藝技術(shù)特點 （1）采用法國石油化工研究院開發(fā)歧化及烷基轉(zhuǎn)移工 藝技術(shù)，催化劑采用?？松梨陂_發(fā)生產(chǎn)的EM-1000型 甲苯歧化及烷基轉(zhuǎn)移催化劑。該催化劑具有高空速高空速、 高選擇性高選擇性和高穩(wěn)定性高穩(wěn)定性的特點，其性能優(yōu)于國

3、內(nèi)外同類 催化劑，居世界領(lǐng)先水平。 （2）該工藝可充分利用連續(xù)重整所產(chǎn)的甲苯和C9A資 源，通過烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成高附加值的二甲苯，并具 有可通過改變進(jìn)料芳烴中T/C9A比例來調(diào)節(jié)產(chǎn)物中二甲 苯與苯的比例的特點。 （3）該工藝的另一特點是反應(yīng)器入口芳烴原料中允許 含15%左右的C10A，從而可大大減少C9A的損失，有利 于提高產(chǎn)品的選擇性。 （4）采用大型軸向流固定床反應(yīng)器。 （5）苯塔再沸熱源由甲苯塔氣相提供。 工藝原理 EM-1000催化劑系統(tǒng)包括兩個催化劑床層，由上層床 (EM-1000T：脫烷基化、烷基轉(zhuǎn)移和歧化)和下層床 (EM-1000B：加氫飽和烯烴)構(gòu)成，在TransPlus反應(yīng)

4、器 中，上層床與下層床的裝填比例為90%/10%。 在EM-1000催化劑作用下甲苯、C9及部分C10芳烴轉(zhuǎn)化 為二甲苯（接近平衡率）和苯的平衡混合物，同時產(chǎn) 生少量的C5-氣體和C10+芳烴； C9/C10芳烴分離塔處 理來自二甲苯分餾部分的物料，分離出C9/C10餾份作 為歧化反應(yīng)進(jìn)料。 定義 歧化反應(yīng) 烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng) 工藝原理 工藝原理 主反應(yīng) 歧化反應(yīng) CH3 2 + CH3 CH3 Hr,298K = 0.3928 KJ/mol甲苯 （吸熱） 工藝原理 主反應(yīng) 烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng) + 2CH3 CH3 (CH3)2 CH3CH3 Hr,298K = -0.1928 KJ/mol甲苯 （放熱）

5、 工藝原理 主反應(yīng) 烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng) 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 （放熱） Hr,298K = -0.3886 KJ/mol甲苯 （放熱） 工藝原理 副反應(yīng) 歧化反應(yīng) CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 ( )2 2 + ( )3 Hr,298K = 0.1959 KJ/mol甲苯 （吸熱） 工藝原理 副反應(yīng) 加氫脫烷基反應(yīng) C H 2 5 + C H6 2 2 H CH4 + H2+ CH3 Hr,298K

6、= -41.98 KJ/mol甲苯 （放熱） Hr,298K = -31.59 KJ/mol甲苯 （放熱） 工藝原理 副反應(yīng) 加氫脫烷基反應(yīng) 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 （放熱） Hr,298K = -33.20 KJ/mol甲苯 （放熱） 工藝原理 副反應(yīng) 加氫脫烷基反應(yīng) 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 （放熱） H

7、r,298K = -24.60 KJ/mol甲苯 （放熱） 工藝原理 副反應(yīng) 芳環(huán)損失 芳烴 H2 飽和烴 溫升很高 飽和烴加氫裂化反應(yīng) 茚滿和其它芳環(huán)縮合成稠環(huán)芳烴（焦 油） 工 藝 變 量 歧化培訓(xùn)資料 歧 化 操 作 變 量 反應(yīng)溫度 反應(yīng)壓力 空速WHSV 原料組成 氫烴比H2/HC及氫氣純度 催化劑毒物 反應(yīng)溫度 熱效應(yīng)小，溫度對化學(xué)反應(yīng)平衡影響不大 初期反應(yīng)溫度：417/436 末期反應(yīng)溫度：470/489 反應(yīng)溫度升高催化劑活性增大轉(zhuǎn)化率增 大選擇性下降 操作：通過不斷升溫，保持活性（轉(zhuǎn)化率） 反應(yīng)壓力 反應(yīng)無體積變化，壓力對化學(xué)反應(yīng)平衡影響 不大 P系統(tǒng)升高PH2升高，催化劑活

8、性增大 P2.52MPaG 液體芳烴空速WHSV 空速WHSV：2.7小時-1 空速的含義：單位時間內(nèi)催化劑床層中反應(yīng)物料被 置換的次數(shù) 空速倒數(shù)停留時間 線速：m/s 同一空速可采用不同線速：線速大，反應(yīng)器細(xì)長 線速小，反應(yīng)器矮胖 液體芳烴空速WHSV 注意： 空速決定了停留時間。空速相同，則停留時間相同。 線速大小不能說明停留時間長短， 反應(yīng)器床層高停留時間長 原料組成 T/C9A比例，影響產(chǎn)物中C8A/B比例 T/C9A增大 C8A/B減小 當(dāng)T/TMB（三甲苯）1/1(mol)時，二甲苯產(chǎn)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組份， 丙苯、甲乙苯加氫脫烷基生成

9、B、T、輕烴，氫耗上升 進(jìn)料中含一定量C10A可減少三甲苯歧化生成C10A 原料組成 T和C9A各自轉(zhuǎn)化率隨T/C9A配比而變： T/C9A增大 甲苯轉(zhuǎn)化率增大，重量選擇性升高 T/C9A減小 甲苯轉(zhuǎn)化率減小，重量選擇性下降 總轉(zhuǎn)化率大致不變 原料組成 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0102030405060708090100 進(jìn)料中甲苯濃度，w t 進(jìn)料中甲苯濃度，w t 反應(yīng)性能，w t 反應(yīng)性能，w t 總轉(zhuǎn)化率 總選擇性 氫烴比H2/HC及H2純度 H2的作用： 減少催化劑積碳，保護(hù)催化劑，延長催化劑壽命 起熱載體作用，帶走反應(yīng)熱，降低反應(yīng)溫升 有助

10、于加氫脫烷基反應(yīng)，而主反應(yīng)速度下降 氫循環(huán)，需要動力消耗 氫烴比H2/HC及H2純度 H2純度 循環(huán)氣中H2%（mol）80% 循環(huán)氫中甲烷及其它飽和物抑制催化劑活性，反應(yīng)速度下降 循環(huán)氫中甲烷及其它飽和物增多循環(huán)氫壓縮機負(fù)荷增大 催化劑毒物的影響 毒物 水 茚滿和茚 飽和物 堿性氮化物 烯烴 催化劑毒物的影響 水 水吸附在催化劑表面 嚴(yán)重降低催化劑活性 為了維持活性，必須提高反應(yīng)溫度，這樣將導(dǎo)致結(jié) 焦速度加快 催化劑毒物的影響 茚滿和茚 屬于雙環(huán)雜環(huán)類化合物，分子體積大 容易吸附于催化劑表面，堵塞活性中心 轉(zhuǎn)化率很高，部分縮合成稠環(huán)芳烴，變成焦炭 原料中含量低于0.5 催化劑毒物的影響 飽和

11、物 降低催化劑活性，需更高的反應(yīng)溫度 反應(yīng)溫升大 氫耗高 C7非芳裂解不充分造成B質(zhì)量下降 反應(yīng)進(jìn)料中低于0.5% 催化劑毒物的影響 堿性氮化物 催化劑的強毒物 反應(yīng)進(jìn)料中低于1ppm（wt） 催化劑毒物的影響 烯烴 烯烴在催化劑表面聚合 降低催化劑活性以及壽命 溴指數(shù)小于20mg/100g 催化劑毒物的影響 硫 催化劑強毒物 反應(yīng)進(jìn)料中低于1ppm（wt） 工藝流程 流程敘述 自控及聯(lián)鎖方案介紹 工 藝 流 程 歧化培訓(xùn)資料 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化進(jìn)料切斷自保聯(lián)鎖系統(tǒng)歧化進(jìn)料切斷自保聯(lián)鎖系統(tǒng) 歧化進(jìn)料流量FSLL50506低低（116610kg/h）聯(lián)鎖； 反應(yīng)器入口溫度TSLL50611低

12、低（300）聯(lián)鎖； F503聯(lián)鎖（IS-513）停爐； K501聯(lián)鎖（IS-514）停機； 系統(tǒng)泄壓閥UV50703打開泄壓（IS-515）。 l 歧化進(jìn)料切斷自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（歧化進(jìn)料切斷自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（IS-512IS-512）動作與結(jié)果：）動作與結(jié)果： UV50502關(guān)閉，切斷進(jìn)料； 停P510 A/B(IS-511) F503聯(lián)鎖停爐(IS-513)。 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化進(jìn)料加熱爐歧化進(jìn)料加熱爐F503F503自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS-513IS-513） F503長明燈壓力低低PSLL51101/51102/51103低低（0.07Mpa）， 三取二聯(lián)鎖； F503主燃料氣壓力

13、PSLL51004低低（0.02Mpa）或高高（0.3Mpa） 聯(lián)鎖； 進(jìn)料中斷（IS-512）； K501停機聯(lián)鎖（IS-514）； 系統(tǒng)泄壓閥UV50703打開（IS-515）； 歧化反應(yīng)器R-502出口溫度高高（500） DCS手動聯(lián)鎖HS50601開關(guān)在停車位置； 現(xiàn)場手動聯(lián)鎖開關(guān)HS50602在停車位置。 l 歧化進(jìn)料加熱爐歧化進(jìn)料加熱爐F503F503自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（IS-513IS-513）動作與結(jié)果）動作與結(jié)果 UV51101，UV51102關(guān)閉，切斷主火嘴燃料氣； 切斷進(jìn)料（IS-512）； UV51103，UV51104關(guān)閉，切斷長明燈燃料氣。 聯(lián)鎖方案介紹 l

14、 壓縮機壓縮機K501工藝自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（工藝自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS514） 壓縮機出口流量FSLL50507(22061kg/h)低低聯(lián)鎖； 壓縮機入口緩沖罐液位LSHH50702高高(80%)聯(lián)鎖； DCS手動聯(lián)鎖開關(guān)HS50702和現(xiàn)場手動開關(guān)HS50701在 停車位置； UV50703打開（IS-515）。 l 壓縮機壓縮機K501工藝自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（工藝自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS-514）動作結(jié)果：）動作結(jié)果： 停K501， 補充氫進(jìn)裝置閥UV50701關(guān)閉； 切斷反應(yīng)進(jìn)料（IS-512）； F503聯(lián)鎖（IS-513）； 反應(yīng)系統(tǒng)泄壓（IS-515）； 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化單元系統(tǒng)泄壓自保聯(lián)鎖系

15、統(tǒng)（歧化單元系統(tǒng)泄壓自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS515） DCS手動聯(lián)鎖開關(guān)HS50704在停車位置； 現(xiàn)場盤裝手動開關(guān)HS50705在停車位置； 循環(huán)氫壓縮機K501停（IS-514）。 l 歧化單元系統(tǒng)泄壓自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（歧化單元系統(tǒng)泄壓自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS515）動作和聯(lián)鎖）動作和聯(lián)鎖 結(jié)果：結(jié)果： 系統(tǒng)泄壓閥UV50703打開。 切斷反應(yīng)進(jìn)料（IS-512）； F503聯(lián)鎖（IS-513）； 循環(huán)氫壓縮機K501聯(lián)鎖停機（IS-514）； 高分罐底閥UV50702關(guān)閉（IS-516）。 聯(lián)鎖方案介紹 l 高分罐底液位自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（高分罐底液位自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS516IS516） 歧化產(chǎn)物分離罐D(zhuǎn)50

16、6液位LSLL50703低低(30%)聯(lián)鎖； 系統(tǒng)泄壓（IS-515）。 l 高分罐底液位自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（高分罐底液位自保聯(lián)鎖系統(tǒng)（IS516IS516）聯(lián)鎖動作結(jié)果：）聯(lián)鎖動作結(jié)果： UV50702關(guān)閉，切斷高分罐底外送物料； 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化穩(wěn)定塔重沸爐自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（歧化穩(wěn)定塔重沸爐自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（IS-519IS-519）聯(lián)鎖原因）聯(lián)鎖原因： F504輻射段支路入口流量FSLL50806AF低低(84570kg/h)，六 取二聯(lián)鎖； F504長明燈壓力低低PSLL51201/51202/51203低低(0.07Mpa)， 三取二聯(lián)鎖； F504主燃料氣壓力PSLL51204低低（0.0

17、2Mpa）或高高（0.3Mpa） 聯(lián)鎖； P513A/B停泵（IS-520）； DCS手動聯(lián)鎖開關(guān)HS50803在停車位置； 現(xiàn)場手動聯(lián)鎖開關(guān)HS50804在停車位置； l 歧化穩(wěn)定塔重沸爐自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（歧化穩(wěn)定塔重沸爐自保聯(lián)瑣系統(tǒng)（IS-519IS-519）動作結(jié)果：）動作結(jié)果： 關(guān)閉UV51201、UV51202，切斷加熱爐主火嘴燃料氣 關(guān)閉UV51203、UV51203，切斷加熱爐長明燈； 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化穩(wěn)定塔重沸爐泵壓力低低聯(lián)鎖（歧化穩(wěn)定塔重沸爐泵壓力低低聯(lián)鎖（IS-520IS-520） 歧化穩(wěn)定塔重沸爐泵P513 A/B出口壓力PSLL50804低低 (1.28Mpa)； P

18、-512A/B停。 l 歧化穩(wěn)定塔重沸爐泵壓力低低聯(lián)鎖（歧化穩(wěn)定塔重沸爐泵壓力低低聯(lián)鎖（IS-520IS-520）動作結(jié)）動作結(jié) 果果: : 停P513 A/B. 觸發(fā)IS519，聯(lián)鎖F504。 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化反應(yīng)加沸爐和穩(wěn)定塔重沸爐空氣預(yù)熱器自保聯(lián)鎖歧化反應(yīng)加沸爐和穩(wěn)定塔重沸爐空氣預(yù)熱器自保聯(lián)鎖 系統(tǒng)（系統(tǒng)（IS532IS532） 空氣預(yù)熱器入口煙氣溫度TSHH51516高高(420)聯(lián)鎖； 空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度TSHH51517高高(240)聯(lián)鎖； 停空氣鼓風(fēng)機； 聯(lián)鎖方案介紹 l 歧化反應(yīng)加沸爐和穩(wěn)定塔重沸爐空氣預(yù)熱器自保聯(lián)鎖系統(tǒng)歧化反應(yīng)加沸爐和穩(wěn)定塔重沸爐空氣預(yù)熱器自保聯(lián)鎖系統(tǒng) （IS532IS532）動作結(jié)果：）動作結(jié)果： F503/4空氣預(yù)熱器煙氣入口溫度TSHH51516高高聯(lián)鎖，停煙氣引風(fēng) 機，UV51504打開，煙氣排往煙囪，同時UV51503關(guān)閉，切斷進(jìn)口 空氣預(yù)熱器的煙氣。 F503/4空氣預(yù)熱器煙氣出口溫度TSHH51517高高聯(lián)鎖，則停煙氣引 風(fēng)機，UV51504打開，煙氣排往煙囪，同時UV51503關(guān)閉，切斷進(jìn) 口空氣預(yù)熱器的煙氣。 如果鼓風(fēng)機停，則快開風(fēng)門