【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 源的綜合利用之上。從石油中可提取幾百種有用物質(zhì)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過作為燃料燃燒的經(jīng)濟(jì)意義。石油化工可生產(chǎn)出成百上千種化工產(chǎn)品，如塑料、合成纖維，合成橡膠、合成洗滌劑、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥和化肥等等。石油產(chǎn)品不僅在民用中占有重要地位，現(xiàn)代化的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防都需要石油及石油產(chǎn)品，尤其對(duì)工業(yè)意義重 大 [2]。 由于石油具有優(yōu)越的物理、化學(xué)性質(zhì)，作為能源，有很高的發(fā)熱量 ； 作為原料，不僅產(chǎn)量大，而且廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和各個(gè)部門。石油化工產(chǎn)品幾乎能用于所有的工業(yè)部門中，是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)現(xiàn)代化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)代化的工業(yè)離不開石油，就像人體離不開血液一樣。因此，石油被稱為 ―工業(yè)的血液 ‖[3]。 催化重整是以石腦油為原料，在催化劑的作用下，烴類分子重新排列成新分子結(jié)構(gòu)的工藝過程。其主要目的：一是生產(chǎn)高辛烷值汽油組分；二是為化纖、橡膠、塑料和精細(xì)化工提供原料（苯、甲苯、二甲苯，簡(jiǎn)稱 BTX 等芳烴） [4]。除此之 外，催化重整過程還生產(chǎn)化工過程所需的溶劑、油品加氫所需高純度廉價(jià)氫氣（ 75%～ 95%）和民用燃料液化氣等副產(chǎn)品 [5]。 由于環(huán)保和節(jié)能要求，世界范圍內(nèi)對(duì)汽油總的要求趨勢(shì)是高辛烷值和清潔。在發(fā)達(dá)國(guó)家的車用汽油組分中，催化重整汽油約占 25%～ 30%。我國(guó)已在 2021 年實(shí)現(xiàn)了汽油無鉛化，汽油辛烷值在 90(RON) 以上，汽油中有害物質(zhì)的控制指標(biāo)為：烯烴含量 ≯ 35%，芳烴含量 ≯ 40％，苯含量 ≯ %， 硫含量 ≯ %[6]。而目前我國(guó)汽油以催化裂化汽油 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 組分為主，烯烴和硫含量較高。降低烯烴和硫含量并保持較高的 辛烷值是我國(guó)煉油廠生產(chǎn)清潔汽油所面臨的主要問題，在解決這個(gè)矛盾中催化重整將發(fā)揮重要作用。 石油是不可再生資源，其最佳應(yīng)用是達(dá)到效益最大化和再循環(huán)利用。石油化工是目前最重要的發(fā)展方向， BTX 是一級(jí)基本化工原料，全世界所需的 BTX 有一半以上是來自催化重整 [7]。 催化重整是石油加工和石油化工的重要工藝之一，受到了廣泛重視 [8]。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2021年世界主要國(guó)家和地區(qū)原油總加工能力為 4090Mt/a，其中催化重整處理能力 488Mt/a，約占原油加工能力的 %。 1940 年工業(yè) 上第一次出現(xiàn)了催化重整，使用的是氧化鉬一氧化鋁 (MoO3AI2O3)催化劑，以重汽油為原料，在 480～ 530℃ 、 1～ 2 MPa(氫壓 )的條件下，通過環(huán)烷烴脫氫和烷烴環(huán)化脫氫生成芳香烴，通過加氫裂化反應(yīng)生成小分子烷烴等，所得汽油的辛烷值可高達(dá) 80 左右，這一過程也稱為臨氫重整 [9]。但是這個(gè)過程有較大的缺點(diǎn)：催化劑的活性不高，汽油收率和辛烷值都不理想，在第二次世界大戰(zhàn)以后臨氫重整停止發(fā)展。 1949 年以后，出現(xiàn)了貴金屬鉑催化劑，催化重整重新得到迅速發(fā)展，并成為石油工業(yè)中一個(gè)重要過程 [10]。 2021年世界主要 國(guó)家和地區(qū)總計(jì)有煉廠 756座，原油總加工能力為 ， 其中催化重整總加工能力為 ， 占原油總加工能力的 %， 與 1999年相比僅下降 %。在世界主要國(guó)家和地區(qū)的催化重整加工能力中 ， 美國(guó)仍居世界第一位 ， 為 151. 65Mt/a， 占世界催化重整總加工能力的 %。其次為獨(dú)聯(lián)體、日本、德國(guó)和加拿大等國(guó) , 加工能力分別為 ； ； 14. 62M t/a[11]。我國(guó) (不包括臺(tái)灣省在內(nèi) )排行列為第 16位。據(jù)預(yù)測(cè) ， 在今后 10 年中 , 世界催化重 整加工能力將有所增加 ， 其中北美、歐洲、獨(dú)聯(lián)體、日本、中東和非洲等地的年增長(zhǎng)率為 1%～ 2%， 而亞洲 (除日本外 ， 但包括中國(guó) )、拉丁美洲等地的生產(chǎn)能力增長(zhǎng)率較高 ， 年增長(zhǎng)率約為 4%。新增能力將由新增加的半再生裝置和改造現(xiàn)有半再生裝置 (增加具有連續(xù)再生的新反應(yīng)器 ) 以及新建連續(xù)再生催化重整裝置來實(shí)現(xiàn) [12]。 至 2021 年 5 月 ,我國(guó)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的催化重整裝置為 53 套 ， 其中半再生裝置 35 套 ，總加工能力為 Mt/a。連續(xù)再生裝置 18 套 ， 總加工能力為 ；生產(chǎn)芳烴的裝置 11 套 ， 總加工能力 ， 生產(chǎn)汽油的裝置 34 套 ， 總加工能力為 ； 既生產(chǎn)芳烴又生產(chǎn)汽油的裝置有 8 套 ， 總加工能力為 M t/a；裝置處理能力低于或等于 Mt/a 規(guī)模的有 13 套 ， ～ Mt/a 規(guī)模的有 21 套 ， ～ t/a 規(guī)模的有19 套 [7]。 目前 ， 世界上和我國(guó)最大的半再生重整裝置分別在美國(guó) Exxon2Mobil 公司貝湯煉油廠和大連西太平洋石油化工有限公司 ， 加工能力分別為 Mt/a 和 。世 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 界上和我國(guó)的最大的連續(xù)再生重整裝置分別在韓國(guó) LG2Caltex 公司麗水煉油廠和揚(yáng)子 石化公司煉油廠 ， 加工能力分別是 [13]。 2021 年世界各地建設(shè)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)世界催化重整裝置新增生產(chǎn)能力為 Mt/a,其中通過裝置改造而增加能力為 Mt/a， 占新增生產(chǎn)能力的 %， 半再生式重整裝置加工能力均占 1/2 以上 ， 其地位是不可動(dòng)搖的 [14]。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ,2021 年世界催化重整加工能力中 ， 半再生型式的加工能力為 ， 占總加工能力的 %， 居各種再生型式的首位。連續(xù)再生的加工能 力為 ， 占總加工能力的 %。 在各地區(qū)中除亞洲以外的世界各地區(qū)的半再生型式加工能力占總加工能力的 %～ %[15]。 產(chǎn)品的性質(zhì)與特點(diǎn) 催化重整脫水工段的目的主要是對(duì)重整原料進(jìn)行一次脫水，使重整反應(yīng)原料中所含有的水分很少 ， 幾乎不會(huì)影響到重整反應(yīng)。所以脫水工段的產(chǎn)品主要是重整反應(yīng)的原料，而合格的重整原料油經(jīng)過預(yù)處理除去原料油中的微量砷、鉛、銅、汞、鐵、硫、氮、氯、水、烯烴等雜質(zhì)。脫水工段的作用不僅是脫除原料油中的水，同時(shí)他還脫除原料油里的不合格的烯烴 [16]。 重整進(jìn)料要求見表 11： 表 11 重整進(jìn)料要求 項(xiàng)目 砷 （ ppb） 鉛 (ppb) 硫 (ppm) 水 (ppm) 氮 (ppm) 銅、汞 (ppb) 要求 ＜ 1 ＜ 10 ＜ ＜ 5 ＜ ＜ 10 廠址選擇 格爾木地處青藏高原腹地，市區(qū)位于柴達(dá)木盆地中南部，海拔 2780 米。轄區(qū)總面積 萬平方公里，市區(qū)建成區(qū)面積 26 平方公里，人口 20 萬 (含暫住人口 )。 氣候 格爾木屬高原大陸性氣候，夏無酷署，冬無嚴(yán)寒，晝夜溫差大。年均氣溫 ℃ ，極端高溫 35℃ ，極端低溫 ℃ 。年均風(fēng)速 ；年均降雨量 — 毫米。 格爾木地處素有 ―聚寶盆 ‖之稱的柴達(dá)木盆地，礦產(chǎn)資源極為富集。現(xiàn)已探明各種鹽類、石油天然氣、有色金屬和非金屬資源礦種 50 余種，有 30 余種儲(chǔ)量居全國(guó)前 10 位，其中鉀、鈉、理、鎂四種礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量居全國(guó)之首。主要礦產(chǎn)資源潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值約 萬億元，占青海省礦產(chǎn)潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值總量的 %，人均占有潛在價(jià)值居全國(guó)各縣市之冠。其中氯化鉀保有儲(chǔ)量 4． 4 億噸，占全國(guó)總儲(chǔ)量的 97％的 氯化鈉保有儲(chǔ)量 3263億 噸，占全國(guó)總 儲(chǔ)量的 81％；鉀礦保有儲(chǔ)量 1392 萬噸，占全國(guó)總儲(chǔ)量的 83%：氯化 鎂 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 保有儲(chǔ)量 31 億噸，占全國(guó)總儲(chǔ)量的 %。己探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量 2 億多噸，天然氣儲(chǔ)量 1500 億立方米。天然氣儲(chǔ)量占全國(guó)已探明儲(chǔ)量的第 4 位。格爾木的銻、鐵、黃金、寶玉石等金屬、非家屬資源的儲(chǔ)量也十分豐富。此外，格爾木還有豐富的水利、土地、野生動(dòng)植物和旅游資源。 格爾木不僅地處青藏高原和我國(guó)西部中心，也處于亞歐大陸中心。它南通西藏、印度、尼伯爾及南亞諸國(guó)，西接新疆、中亞、東歐諸國(guó)，北與蘭新鐵路僅一山之 隔，東連青海省會(huì)西寧。在以格爾木為軸心的這片方圓 500 多萬平方公里的廣柔區(qū)域內(nèi)，均為生產(chǎn)力水平正日益提高、商品生產(chǎn)正快速發(fā)展的少數(shù)民族地區(qū)。青、新、甘、藏及川、陜、寧夏等地的工業(yè)品、農(nóng)牧產(chǎn)品在這里集散，成交規(guī)模迅速擴(kuò)大。資源富集、區(qū)位優(yōu)越、交通便利、基礎(chǔ)條件較好的格爾木市，現(xiàn)已成為西北內(nèi)陸腹地的一個(gè)重要商流中心和信息交流中心。 交通：己成為我國(guó)西部一個(gè)重要交通樞紐。由國(guó)道 10 31 215 及專用公路構(gòu)成的骨干公路網(wǎng)已經(jīng)形成。青藏鐵路西寧一格爾木段己于 1984 年通 車。格爾木軍民兩用機(jī)場(chǎng)曾于 1996 年復(fù)航。 電力：現(xiàn)有水、火和天然氣電站 4 座，總裝機(jī) 萬千瓦。龍羊峽至格爾木 330 干伏送變電工程正在建設(shè)，將于明年建成使用。 管道運(yùn)輸：已建成青海油田至格爾木年輸原油 100 萬噸的輸油管線一條，澀北天然氣田至格爾木年輸氣 9 億立方米的輸氣管線一條，格爾木至拉薩成品泊輸油管線一條。 通訊：先后建成西寧至格爾木 480 路數(shù)字微波線路和 C3長(zhǎng)途自動(dòng)交控中心，蘭州一格爾木一拉薩國(guó)家一級(jí)光纜已建成，格爾木至南疆庫(kù)爾勒光纜正在建 設(shè)。 供水：建有水庫(kù) 3 座、自流引水渠 38 條，城市自來水管道 102 公里，日供水能力已達(dá) 10 萬立方米。 經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ) 目前青海鉀肥一期工程，格爾木煉油廠、格爾木鉀鎂廠等一批國(guó)家和地方重點(diǎn)項(xiàng)目已建成投產(chǎn)，形成年產(chǎn)氯化鉀 40多萬噸、原鹽 100多萬噸、加工原油 100萬噸的能力。一批以鹽湖、石油天然氣為依托的現(xiàn)代化大中型項(xiàng)目正在進(jìn)行前期工作?？萍肌⒔逃?、文化、衛(wèi)生等社會(huì)事業(yè)蓬勃發(fā)展。 設(shè)計(jì)依據(jù) 大慶石化公司煉油廠催化重整車間，老師下達(dá)的任務(wù)書。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 《 年產(chǎn) 30 萬噸催化重整苯脫水工段 初步設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范及規(guī)定如 下： 設(shè)計(jì)中涉及的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)見表 12： 表 12 設(shè)計(jì)中涉及的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 具體名稱 GBJ 161987（ 2021 年版） 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB501601992（ 1999 年版） 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 TJ 361979 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GBJ 871985 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ 123481990 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn) GB500581992 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB89781996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB184842021 危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn) GB184852021 生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)規(guī)模與生產(chǎn)制度 生產(chǎn)規(guī)模 全裝置采用連續(xù)操作方式，年處理量為 30 萬噸 /年 催化重整車間脫水工段 。 生產(chǎn)制度 化工生產(chǎn)企業(yè)屬于高危生產(chǎn) ,所以設(shè)計(jì)生產(chǎn)一線要求連續(xù)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，采用 四 班三倒制，每班 8 小時(shí)工作制，其他部門采用每天每班 8 小時(shí)工作制。 表 13 車間人員組成 序號(hào) 職能名稱 人數(shù) 人員配備班制 1 車間主任 1 八小時(shí)工作制 2 班長(zhǎng) 3 四班三倒制 3 技術(shù)員 3 四班三倒制 4 分析檢驗(yàn)員 3 四班三倒制 5 中控室操作員 3 四班三倒制 6 操作工 12 四班三倒制 7 維修工 3 四班三倒制 原料與產(chǎn)品規(guī)格 主要原料指標(biāo)及規(guī)格 原料油的規(guī)格見表 14 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 表 14 原料油性質(zhì)及其恩氏蒸餾溫度 過渡期原料 初頂石腦油 加氫裂化石腦油 常頂加氫汽油 相對(duì)密度 d204 初餾點(diǎn) 10% 30% 50% 70% 90% 干點(diǎn) 原料油具體組成表 15: 表 15 原料油具體組成 原料 加氫裂化石腦油 初頂石腦油 常頂加氫汽油 烷烴 C35 C6 C7 C8 C9 C10 — C11 — — 環(huán)烷烴 C35 C6 C7 C8 C9 C10 — — 芳烴 C6 — C7 C8 C9 — C10 — — 輔助材料 的規(guī)格：輔助材料主要有四氯化碳， 1， 2 二氯乙烷，二硫化碳，二甲基二 硫，乙醇，單乙醇胺，白土和四乙二醇醚等組成。 輔助材料的具體組成見 16： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 16 輔助材料的具體組成 名稱 分子式 比重 d420 沸點(diǎn) ℃ 凝點(diǎn) ℃ 閃點(diǎn) ℃ 自然點(diǎn) ℃ 在水中 20℃ 溶解度 wt% 四氯化碳 CCl4 不燃 — 1， 2 二氯乙烷 CH2Cl2 12 — 二硫化碳 CS2 124 乙醇 C2H5OH 11 470 ∞ 單乙醇胺 NH2CH2CH2OH 93 — 全溶 顆粒白土的化學(xué)性質(zhì)見表 17： 表 17 顆粒白土的化學(xué)性質(zhì) 游離酸 %（ wt） SiO2 %（ wt） Al2O3 %（ wt） Fe2O3 %（ wt） CaO %（ wt） Mg