美国防腐⼯程师协会（NACE）培训教材-08催化重整装置第⼋章催化重整装置
宾阳高中学习⽬的
完成本章学习后，你将能够做到：
识别催化重整装置的⽬的⽤途
区分车⽤⾟烷值（MON）和研究法⾟烷值（RON）
叙述催化重整装置⾸选原料的特征并识别进料组成
识别和讨论发⽣在催化重整装置⾥的反应和⽣成的产品?讨论重整催化剂的组成和在催化重整过程中的作⽤及催化剂的再⽣讨论氢在催化重整过程中的意义
讨论进料预处理和它在催化重整中的重要性
识别当今炼⼚采⽤的各类催化重整过程
识别设备并叙述催化重整装置⾥的⼯艺流程
区分冷壳与热壳反应器设计
识别催化重整装置⾥常见的腐蚀类型和材料问题
讨论温度、压⼒、蒸汽组成对催化重整装置⾥腐蚀的影响
识别催化重整装置⾥的设备和管道的⾸选结构材料
识别和讨论催化重整装置⾥采⽤的腐蚀控制措施
叙述催化重整装置⾥的腐蚀监测过程
识别催化重整装置⾥采⽤的检查技术
将少量⽔和氯⽓注⼊第⼀台反应器的进料。这样促进了异构化作⽤、环化作⽤及加氢裂化反应。
在操作过程中，积炭和氯化物损失降低了催化剂活性。使炭⾼温氧化后再氯化，这样可以定期恢复催化剂活性。根据进料组成和操作条件，两次再⽣之间可以运转6个⽉⾄24个⽉。⼀般来讲，催化剂可以⾄少再⽣三次后再更换。
微信英文简称
催化剂需要有氢存在才能够发挥作⽤。有些反应产⽣过量的氢，⽽有些反应却消耗掉氢。通过抽取专门⽣产⽤于其他需要氢的⼯艺过程或⽤作燃料的氢的循环确保氢的存在。存在过量氢将有助于催化剂床延迟发⽣积碳事故。
铂是催化重整催化剂中最重要的成分。进料含有某些⾦属、硫化氢、氨、有机氮和有机硫化合物。所有这些物质往往都会使催化剂失去活性。因此，进料预处理是必要的。
通常，预处理采⽤加氢处理。进料通过⼀个装有钴-钼催化剂的反应器。这种催化剂的作⽤就是把有机硫和有机氮化合物转化成硫化氢和氨。然后⽤专门⽣产的氢⽓把这两种物质从系统⾥部分除去。进料中的⾦属留在催化剂床⾥。
催化重整⼯艺
布英文
以下所列是⽬前在⽤的⼏种主要的重整⼯艺：
铂重整Platforming UOP
强化铂重整Powerforming Exxon
超重整Ultraforming Standard Oil Indiana
胡得利催化重整Houdriforming Houdry
配套重整Iso-Plus Houdriforming Houdry
交集与并集催化重整Catalytic Reforming Engelhard
铂铼重整Rheniforming Chevron
根据催化剂再⽣频率，重整⼯艺可以分为连续⼯艺、半再⽣⼯艺和循环⼯艺。连续⼯艺的设备设计成允许在正常⽣产过程中清除和更换催化剂。结果，催化剂能够连续再⽣，始终保持很⾼的活性。采⽤低压操作有利于焦炭沉积和重整产物的热⼒学平衡得率，通过催化剂连续再⽣来保持很⾼的催化剂性能，这是连续处理装置的主要优点。但是，评价此⼯艺时，必须考虑到其⽐较⾼的基本投资和可能较低的操作成本，因为要使焦炭沉积保持在可以接受的程度，需要的氢循环流量和压⼒⽐较低。
半再⽣式装置属于另⼀极端，其优点是基本投资最⼩。再⽣时装置需要从运转的系统⾥脱离出来。根据操作条件的苛刻程度，需要的再⽣间隔时间从3个⽉⾄24个⽉不
等。为消除焦炭沉积问题及由此造成的催化剂失去活性问题，需要采⽤⽐较⾼的氢循环流量和操作压⼒。
一句话形容自己循环⼯艺是以上两种极端情况之间的折中⽅案，除了运转中的那些设备外，还增加⼀台轮换再⽣备⽤反应器。当⼀台运转中的反应器的催化剂活性下降到低于理想值时，就⽤这台备⽤反应器取代，这样允许装置保持连续运转状态。然后，替换下来的反应器⾥的催化剂进⾏再⽣，再⽣时，⽤热风送⼊反应器，烧掉催化剂上的积炭。再⽣完成后，这台反应器就变成备⽤反应器。碾转反侧
半再⽣式催化重整装置
主要设备是三台串联操作的反应器，每台反应器之前是直接烧⽕加热炉，其他主要设备包括⼀台氢分离器、⼀座稳定塔、⼀台氢循环压缩机、各种泵和换热器。详见图8.1。
进料流体包括直馏重汽油和重质粗汽油[沸程82°C⾄191°C （180°F⾄ to 375oF）]，进料在装有钴-钼催化剂的反应器⾥（图8.1没有⽰出）加氢处理进⾏过预处理。在此反应器⾥，有机硫和有机氮化合物转化成硫化氢和氨，在⼯艺过程条件下，硫化氢和氨都是⽓态。进料中的⾦属留在催化剂床⾥。
液体进料⽤泵增压到氢循环压⼒，并与正在循环的氢合并在⼀起。合并的流体再通过成组的加热炉和反应器。初始反应是吸热反应，使温度⼤幅度下降。当进料按序通过反应器时，反应速率减慢，因为反应器越来越⼤，减⼩了重新加热的需求。
最后⼀台反应器流出的反应混合物被冷却，液体产品被冷凝。两相混合物被导⼊⼀台分离器；氢⽓从分离器顶部排出，并携带有⼀些硫化氢和⽔分。氢⽓流再被分为氢循环流体和纯氢产品。纯氢产品⽤于炼⼚其他部位，部分纯氢⽤于进料预处理。
分离器流出的液相被导⼊稳定塔。稳定塔的塔底产品是受欢迎的重整产物。塔顶产品是⽓体，⼤部分是丁烷和更轻的组分，⽓体被导⼊⽓体加⼯装置或作为炼⼚的燃料。
反应塔设计
图8.2是典型的反应塔。这种设计叫做冷壁设计，即容器内壁有绝热层。热壁设计的绝热层是在容器外⾯。冷壁设计把承压壳体与热的反应温度隔离开，允许采⽤⽐较薄的壳体壁。运⽤不锈钢护罩把耐热绝热层与⼯艺流体分隔开。
图8.2 冷壁反应器
新歌排行榜在图8.2中，注意蒸汽分布挡板和插⼊陶瓷⼩球。这些东西有助于流体均匀分布进⼊、通过和排出催化剂床。这样可以确保流体与所有催化剂密切接触，并且通过反应器的压⼒降⽐较低。
宝马铁西工厂在催化剂床的三个不同⾼度⽤热电偶测量温度，这对监测催化剂活性是很重要的，也有助于在再⽣期间监测结焦烧去的情况。
催化重整装置⾥的腐蚀现象
催化重整装置⾥的设备容易发⽣⾼温氢腐蚀（HTHA）、硫化氢和氯化氢引起的腐蚀、应⼒腐蚀开裂、结垢。温度、压⼒、流体
氢脆（硫化物应⼒开裂）– 可能与压缩机附近的⼩直径管道的疲劳开裂有关，并且怀疑是氢脆导致往复式循环氢⽓压
缩机发⽣阀门失效破坏。硫化物应⼒开裂（SSC）属于氢脆
的⼀种形式，催化重整装置的⾼强螺栓，如ASTM A 193
B7螺栓，能够发⽣硫化物应⼒开裂。硫化物应⼒开裂也会
造成12%铬钢阀芯失效破坏。
结构材料
催化重整装置中的⼤部分设备与管道是⽤碳钢制造的，除⾮温度超过260oC（500oF）。如果存在氢，就需要选⽤含铬的低合⾦钢，防⽌温度⾼于260oC（500oF）时发⽣⾼温氢腐蚀。
硫化氢和氢的混合物能够造成钢的⾼温硫化，所以，可能与硫化氢和氢的混合物接触的内表⾯也要采⽤不锈钢。但是，使⽤不锈钢时，钢材表⾯会⽣成⼀层硫化铁保护膜，在炼⼚停⼯或检修期间，如果硫化铁暴露在潮湿空⽓中，就会发⽣反应，在表⾯⽣成连多硫酸。假如不锈钢被敏化，由于张应⼒和腐蚀的共同作⽤，⾦属会⾃发开裂。
反应器
反应器是个厚壁容器，是⽤含铬钢制造的。防⽌氢侵蚀需要的确切铬含量取决于操作压⼒和氢的分压。正如上⽂已经提及的，可以借⽤API RP 941标准出版物中的设计曲线，选择适宜的合⾦。
冷壁型反应器内有绝热层，靠奥⽒体不锈钢护罩把绝热层与⼯艺流体分隔开。假如护罩是焊接成的，应当采⽤321稳定级不锈钢。热壁式反应器内壁，可以⽤321不锈钢包覆，或者⽤347不锈钢堆焊，因为即使经过预处理，仍然可能发⽣硫渗透。并且，催化剂要进⾏预硫化，才能使之在硫化氢和氢的混合⽓体中具有最佳性能。在这些环境下，低铬钢会发⽣⾼温硫化。
换热器和管道
换热器材料的⾦相组织要根据流体组成和温度条件⽽变化。对于进出料换热器和有关管道，在进料侧必须耐受氢，在流出物侧必须耐受硫化氢和氢的混合流体。当温度低于260oC（500oF）时，
