2. 原料
表1.3 原材料规格(设计值) 名称 控制项 指标 ≤ 38% 89 79.4 70~150 60 实测 实测 1.0 延炼一.二.三号催化汽油 来源 烯烃含量 辛烷值(研究法) 辛烷值(马达法) 硫含量 催化汽油 雷德蒸汽压注 比重 有机氯含量 未洗胶质 补充氢 组成 ≥ 91% 重整氢
3. 产品
表1.4 产品规格 名称 控制项 硫 精制汽雷德蒸汽压 60.0 油 温度 ≤40 压力 1.1MPa 三、装置主要经济指标
1. 物料平衡
表1.5 全装置物料平衡表
物料名称 催化汽油 wt%(对进料) 100 0.30 100.3 1.17 99.13 100.3 kg/h 225000 676.1 225676.1 2624.1 223052 225676.1 指标 ≤10ppm 104t/a 180 0.5 180.5 2.1 178.4 180.5 进 含氢气体 料 合计 燃料气 出 精制汽油 料 合计 注:设计最大硫含量为200ppm,正常操作硫含量分别为70-100ppm。
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2. 能耗、物耗表
表1.6 能耗表(进料量 225t/h) 序项 目 号 1 电力 2 新鲜水 3 循环水 4 除氧水 6 燃料气 消耗量 单位 KW t/h t/h t/h kg/h 数量 能耗指标 单位 数量 设计能耗 MJ/h MJ/1387.2 10.89 15106.61 (KW.H) 3 0.5 -3.9 1067 -0.6 4 700 MJ/t MJ/t MJ/t MJ/t MJ/t 7.12 4.19 21.36 1257.42 300.1 MJ/t 385.2 192.60 320.3 -1249.17 2763 3182 -1657.80 12728.00 1113.00 2706.68 0 0 74891.85 5 加热设备凝结水 t/h 7 0.35MPa级蒸汽 t/h 8 1.0MPa级蒸汽 t/h 9 净化风 10 氮气 10 n m3 MJ/kg 41.868 44673.16 MJ/m3n 1.59 MJ/m3n 6.28 m3n/ n 431 3mh 原料汽油70℃热 进料 精制汽油低温热11 利用
合计 表1.7 物耗表 序项 目 号 1 2 3 吸附剂 磷酸三钠 单位 吨/年 kg/年 数量 物耗指标 单位 数量 60-90 千克/吨 0.033-0.05 120 4 千克/吨 0.00007 首次开工用 硫化剂(DMDS) 吨
四、公用工程
表1.8 氢气耗量 序号 项目 1
单位 用量 3636 6
备注 最大5500 氢气 1.8MPa Nm3/h
第二章 工艺原理及影响因素
第一节 工艺原理
装置采用S-Zorb吸附脱硫专利技术,基于吸附作用原理对汽油进行脱硫,通过吸附剂选择性地吸附反应油气中的硫原子而达到脱硫目的。装置的原料为全馏份催化汽油,来自延安炼油厂催化裂化装置,设计进料硫含量最大为200ppm,正常操作时平均进料硫含量为70-150ppm,并采用重整氢气作为氢源,生产硫含量低于50ppm的低硫清洁汽油产品。催化汽油在一定的温度与压力条件下,与吸附剂接触,在吸附剂表面进行吸附脱硫反应,转化为反应油气、硫化物及少量焦炭,其中硫化物和少量焦炭在吸附剂再生过程中被烧掉,反应油气经分馏与稳定系统,最终产出低硫含量的稳定汽油。
装置主要包括进料与脱硫反应、吸附剂再生、吸附剂循环和产品稳定四个部分。
一、进料与脱硫反应
进料与脱硫反应系统的主要任务是将原料汽油和氢气加热后汽化后送入反应器进行吸附脱硫反应。在反应器中主要发生吸附脱硫反应、烯烃加氢反应、烯烃加氢异构化反应。 1. 吸附脱硫反应
通过对硫的吸附可以将汽油中的硫降低到所希望的范围内。硫原子基本可以从汽油中“拽”出来暂时存在吸附剂上。吸附剂有镍及氧化锌两种成分在脱硫过程中先后发挥作用,氧化锌与硫原子的结合能力大于镍。因此,镍将汽油中的硫原子“拽”出来后,硫原子即与氧化锌发生反应,生成硫化锌。自由的镍原子再从汽油中吸附出其它硫原子。其反应过程如下:
R-S+Ni+H2→R-2H+NiS(s)
NiS(s)+ZnO(s)+H2 →Ni(s)+ZnS(s)+H2O
注:该反应需在气态氢存在的条件下进行。
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2. 烯烃加氢反应
烯烃加氢反应是我们不希望在反应器内发生的反应,这一反应也可在还原剂上发生。烯烃加氢反应会降低汽油产品的辛烷值。
烯烃来自原料汽油中,它们是含有双键的碳氢化合物,化学式如下表示:C-C-C-C=C,烯烃通常在汽油馏分的开始部分(轻组分),主要是C5.C6和C7。典型的烯烃加氢反应可表示如下:C-C-C-C=C+H2 →C-C-C-C-C。烯烃加氢反应之所以使产品的辛烷值降低是由于烷烃的辛烷值通常低于烯烃的辛烷值,如上例:戊烷的辛烷值是61.8(RON)而1-戊烯的辛烷值是90.9(RON)。烯烃加氢反应是强放热反应,若反应器内发生大量的加氢反应,将会使反应器内温度升高且氢气损耗加大,而反应温度的升高又反过来会抑制烯烃加氢反应的进行,因此这是一个自我调节的过程。 3. 烯烃加氢异构化反应
烯烃的异构化反应是我们希望在反应器内发生的反应,它将使汽油产品的辛烷值提高,烯烃是汽油进料中带来的含有双键的碳氢化合物,可写为C=C-C-C-C-C。烯烃通常在汽油馏分的开始部分,主要是C5、C6和C7。典型的异构化反应如下:
C=C-C-C-C-C+H2 → C-C=C-C-C-C+H2 C=C-C-C-C-C+H2 → C-C-C=C-C-C+H2
烯烃加氢异构化反应之所以使辛烷值提高是由于双键在内部的烯烃的辛烷值高于双键在边上的烯烃的辛烷值。如上面的例子:1-己烯的辛烷值为76.4(RON)而2-己烯和3-己烯的辛烷值分别为92.7(RON)和94.0(RON)。这类反应有助于弥补由于烯烃加氢反应而造成的辛烷值损失,有时还可以使总的辛烷值有所增加。因为烯烃的加氢异构化反应是微放热反应,而且在汽油组分中所占比例很小,所以不会使反应器的温度产生显著的变化。
二、吸附剂再生系统
吸附剂再生系统的任务是将吸附了硫的待生吸附剂在再生器内氧化再
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