催化裂化4
催化裂化原理
4
4.1 概述
二、催化裂化的发展历程 催化裂化自1936年实现工业化至今经历了四个阶段: 固定床、移动床、流化床和提升管。
Fixed Bed
Moving Bed
5
4.1 概述
Fluid Bed
Lift Pipe
在全世界催化裂化装置的总加工能力中,提升管催化
裂化已占绝大多数。
6
4.1 概述
三、催化裂化主要发展方向 1、加工重质原料
25
4.3 烃类的催化裂化反应
H C H 3CC H 3
+
H + (C at.)+C H 3C HC H 3
思考1:为什么催化裂化产物中少C1、C2,多C3、C4? 正碳离子分解时不生成<C3、C4的更小正碳离子。 思考2:为什么催化裂化产物中多异构烃?
伯、仲正碳离子稳定性差,易转化为叔正碳离子。
20
4.3 烃类的催化裂化反应
2、正碳离子机理
以正n-C16H32来说明。 (1)生成正碳离子
正n-C16H32得到一个H+,生成正碳离子。如
H
H
n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 0+H + n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 1
+
(2)β断裂
大正碳离子不稳定,容易在β位置上断裂,生成一个烯
若正碳离子为伯正碳离子,易变成仲碳离子,再进行β 断裂,甚至异构化为叔正碳离子,再进行β断裂。
22
4.3 烃类的催化裂化反应
C H 2C 8H 17 +
C H 3C HC 7H 16 +
C H 3C HC H 2+C H 2C 5H 11 +
催化裂化工艺介绍
1。
0催化裂化催化裂化是原料油在酸性催化剂存在下,在500℃左右、1×105~3×105Pa 下发生裂解,生成轻质油、气体和焦炭的过程.催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术,是炼厂获取经济效益的重要手段。
催化裂化的石油炼制工艺目的:1)提高原油加工深度,得到更多数量的轻质油产品;2)增加品种,提高产品质量。
催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺,是重油轻质化和改质的重要手段之一,已成为当今石油炼制的核心工艺之一。
1。
1催化裂化的发展概况催化裂化的发展经历了四个阶段:固定床、移动床、流化床和提升管。
见下图:固定床移动床流化床提升管(并列式)在全世界催化裂化装置的总加工能力中,提升管催化裂化已占绝大多数。
1。
2催化裂化的原料和产品1。
2。
0原料催化裂化的原料范围广泛,可分为馏分油和渣油两大类。
馏分油主要是直馏减压馏分油(VGO),馏程350—500℃,也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油等,以此种原料进行催化裂化称为馏分油催化裂化。
渣油主要是减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。
渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工,其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值.对于一些金属含量低的石蜡基原有也可以直接用常压重油为原料。
当减压馏分油中掺入渣油使通称为RFCC。
以此种原料进行催化裂化称为重油催化裂化。
1。
2.1产品催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。
1、气体在一般工业条件下,气体产率约为10%-20%,其中含干气和液化气。
2、液体产物1)汽油,汽油产率约为30%-60%;这类汽油安定性较好。
2)柴油,柴油产率约为0—40%;因含较多芳烃,所有十六烷值较低,由重油催化裂化得到的柴油的十六烷值更低,这类柴油需经加氢处理。
3)重柴油(回炼油),可以返回到反应器内,已提高轻质油收率,不回炼时就以重柴油产品出装置,也可作为商品燃料油的调和组分。
4)油浆,油浆产率约为5%—10%,从催化裂化分馏塔底得到的渣油,含少量催化剂细粉,可以送回反应器回炼以回收催化剂。
(四)滑阀——精选推荐
(四)滑阀(四)滑阀(⼀)Ⅳ型催化裂化⽓动调节风动双动滑阀1.概述。
双动滑阀是⽯油炼⼚Ⅳ型催化裂化装置关键设备之⼀,安装于装置再⽣器顶部出⼝与放空烟囱之间,⽤以控制再⽣器压⼒,使之与反应器的压⼒基本平衡,通过滑阀的介质为含催化剂粉末⾼温烟⽓,阀的最⾼操作压⼒为0.2MPa(2kgf/cm2),最⼤压差为0.19MPa(1.9kgf/cm2),设计温度为600℃。
2.结构说明。
双动滑阀由阀体、传动机构及⾃动控制部分组成。
阀体的通流部件表⾯进⾏氮化处理,以适应耐⾼温烟⽓冲刷的需要;阀的开度由再⽣器与反应器之间的压差,通过仪表室内的⽓动压差调节器发出⽓动调节信号输⼊给阀上的定位器来⾃动调整,并由阀上的阀位变送器将实际的阀位以⽓动信号的形式远传送到仪表室的阀阀指⽰器去。
双动滑阀以其很⾼的灵敏度、准确度和稳定性来充分满⾜催化裂化⼯艺操作的需要。
其结构见图2-114;技术性能和安装尺⼨见表;主要零件材料见表;安装位置见图。
图2-114Ⅳ型催化裂化⽓动调节风动双动滑阀结构图(⼆)Ⅳ型催化裂化⽓动调节风动单动滑阀1.概述。
单动滑阀是⽯油炼⼚Ⅳ型催化裂化装置关键设备之⼀,在装置中共⽤两台,分别安装于连接再⽣器与反应器的两根U形提升管上,⽤以防⽌在开停⼯及发⽣事故时催化剂倒流和在开⼯初期调节催化剂循环量,通过滑阀的介质为微球催化剂,阀的最⾼操作压⼒为3.2kgf/cm2,最⼤压差为0.7kgf/cm2,⽤于再⽣催化剂U形管上的滑阀设计温度为600℃,⽤于待⽣催化剂U形管上的滑阀设计温度为500℃。
2.结构说明。
该单动滑阀由阀体、传动机构及⾃动控制部分组成。
阀体的通流部件表⾯进⾏氮化处理,以适应耐⾼温催化剂冲刷的需要;阀的开停或开关⽅向由仪表室⽤⽓动调节信号通过定位器来⾃动调整,并由阀上的阀位变送器将实际的阀位以⽓动信号的形式远传送到仪表室的阀位指⽰器去。
其结构见图2-115;技术性能和安装尺⼨见表2-239;主要零件材料见表;安装位置见图。
碳四馏分
1.来源C4烃是单烯烃(正丁烯和异丁烯)、二烯烃(丁二烯),烷烃(正丁烷和异丁烷)的总称。
C4烃主要来源于催化裂化和蒸汽裂解(乙烯裂解副产C4烃)C4馏分除作为燃料之外,可直接或分离出其中的单一组分用作化工原料,也可用于生产烷基化汽油或叠合汽油。
C4馏分来源不同其组成也不同由表1可知, C4 馏分中烯烃含量很高, 其中蒸汽裂解C4馏分中烯烃约占95%, 催化裂化C4中烯烃占50%以上。
裂解C4馏分中含有近50%的丁二烯, 目前各乙烯厂都采用溶剂抽提法对其进行分离, 用作顺丁、丁苯、丁腈等橡胶以及ABS, SBS等树脂的单体。
C4 馏分中其他组分的利用率均不高。
C4 原料气主要由丁烷、丁烯、丁二烯和炔烃等组份组成, 其中丁二烯是生产丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、ABS树脂和尼龙的重要单体和原料。
将丁二烯从C4 气体混合物中有效地分离出来十分重要。
但是, C4 气体各组份的沸点十分接近, 用普通的精馏方法不能得到聚合级丁二烯。
国内外先后开发的分离C4制取丁二烯的方法主要有化学吸收法、氨共沸蒸馏法、络合分离法、二聚解聚法、萃取精馏法等。
由于C4馏分沸点较低,常压下的饱和蒸汽压大而易气化,不易于运输和使用C4馏分中包括丁二烯、1.丁烯、异丁烯及丁烷等,这些组分可以生产环氧丁烷、甲基叔丁基醚(MTBE)等重要的化工原料及产品,但是这些生产工艺需要对原料进行预处理,对馏分中各组分进行分离,过程较为复杂。
C4馏分催化裂解制丙烯工艺具有原料适应性大、不需要原料预处理和装置结构简单等优点,白尔铮等通过对烯烃歧化、C4烃类的选择裂解、丙烷脱氢以及炼厂FCC装置升级等四种生产丙烯的工艺进行比较,从投资费用和生产成本考虑,认为C4烃类选择裂解是四种生产丙烯工艺中最具吸引力的工艺。
此外,国内外也相继开展C4烃类催化裂解制丙烯的研究,因此设计合适的生产工艺,综合利用C4馏分,对于优化资源利用、调整产品结构、降低产品成本具有重要意义。
催化裂化工艺流程介绍
催化裂化工艺流程介绍
《催化裂化工艺流程介绍》
催化裂化是一种重要的石油加工工艺,用于将原油转化为高附加值的石油产品,如汽油、柴油和润滑油基础油。
催化裂化工艺通过将长链烃分子裂解为较短的链烃分子,从而提高产品的烃值和增加汽油产量。
催化裂化工艺的流程包括以下几个关键步骤:
1. 原料预处理:原油首先经过脱盐、脱硫等预处理工序,去除杂质和硫化物,净化原料。
2. 加热:经过预处理的原油被加热至裂化温度,通常在450-500摄氏度。
3. 进料分级:加热后的原油通过分级器进行分级,分离出不同碳数的馏分。
4. 裂化反应:分级后的原油进入裂化反应器,通过加入催化剂进行裂解,长链烃分子裂解成较短链烃分子。
5. 产品分离:裂化反应后,得到混合产品,通过分馏塔将产品进行分离,得到汽油、柴油等各种石油产品。
6. 催化剂再生:用过的催化剂需通过再生系统进行再生,以恢复其活性。
催化裂化工艺是炼油厂中一项复杂而重要的工艺,通过裂解原油,提高产品附加值,提高炼油厂的经济效益。
同时,催化裂化工艺也面临着环保和安全等方面的挑战,需要技术和设备的不断改进与升级。
催化裂化的装置简介类型及工艺流程
催化裂化的装置简介类型及工艺流程一、装置发展及其类型1.装置发展催化裂化工艺产生于20世纪40年代,是炼油厂提高原油加工深度的一种重油轻质化的工艺。
20世纪50年代初由ESSO公司(美国)推出了Ⅳ型流出催化装置,使用微球催化剂(平均粒径为60—70tan),从而使催化裂化工艺得到极大发展。
1958年我国第一套移动床催化裂化装置在兰州炼油厂投产。
1965年我国自己设计制造施工的Ⅳ型催化装置在抚顺石油二厂投产。
经过近40年的发展,催化裂化已成为炼油厂最重要的加工装置。
截止1999年底,我国催化裂化加工能力达8809。
5×104t/a,占一次原油加工能力的33.5%,是加工比例最高的一种装置,装置规模由(34—60)×104t/a发展到国内最大300×104t/a,国外为675×104t/a。
随着催化剂和催化裂化工艺的发展,其加工原料由重质化、劣质化发展至目前全减压渣油催化裂化。
根据目的产品的不同,有追求最大气体收率的催化裂解装置(DCC),有追求最大液化气收率的最大量高辛烷值汽油的MGG工艺等,为了适应以上的发展,相应推出了二段再生、富氧再生等工艺,从而使催化裂化装置向着工艺技术先进、经济效益更好的方向发展。
2.装置的主要类型催化裂化装置的核心部分为反应—再生单元。
反应部分有床层反应和提升管反应两种,随着催化剂的发展,目前提升管反应已取代了床层反应。
再生部分可分为完全再生和不完全再生,一段再生和二段再生(完全再生即指再生烟气中CO含量为10—6级)。
从反应与再生设备的平面布置来讲又可分为高低并列式和同轴式,典型的反应—再生单元见图2—4、图2—5、图2—6、图2—7,其特点见表2—11。
二、装置单元组成与工艺流程1.组成单元催化裂化装置的基本组成单元为:反应—再生单元,能量回收单元,分馏单元,吸收稳定单元。
作为扩充部分有:干气、液化气脱硫单元,汽油、液化气脱硫醇单元等。
催化裂化反应机理
催化裂化反应机理一、催化裂化反应机理(一)、催化裂化反应机理催化裂化反应机理常用碳离子学说来说明。
碳离子又称正碳离子,是烃分子中有一个碳原子外围缺少一对电子而形成的带正电的离子,例如这种离子不能在溶液中离解出来自由存在,只能吸附在催化剂表面上参加化学反应,不能脱离催化剂自由存在。
中性分子最初形成碳离子,首先要有烯烃,烯烃来自于催化裂化的原料油或一次产物中,其中要有质子,质子由催化剂的活性部分提供,可以是由于失去电子后带正电的氢质子,用〔H+〕表示。
烯烃双键断开其中一个键,并与质子(H)结合,就形成碳离子,如:碳离子外层电子缺少一对电子,是不完全的外层电子结构,所以很不稳定,不能单独存在,总想索取个别碳原子中的电子对,转化成稳定的有完全外层结构的碳原子,与此同时又生成别的碳离子,所以碳离子又很不稳定,也要继续反应下去,实现这种转化需要活化能很低,从而加快了整个反应速度,直到碳离子放出一个质子还原成中性分子为止,才能使反应中断。
今以十六烯-6的催化裂化反应为例,说明碳离子的若干规则。
第一步:十六烯-6从催化剂表面获得质子,生成碳离子:第二步:十六烯-6遇见已经存在的碳离子,又再生成别的碳离子:别的碳离子又要索取其他稀烃的电子对,使反应链锁下去。
第三步:大分子的碳离子,还可以夺取自身分子相隔位置(β位)上的碳原子发生所谓β裂解。
第四步:各种碳离子中以伯碳离子 最不稳定,容易异构化为仲碳离子 ,甚至叔碳离子2如果这些异构碳离子中碳原子数还在五以上,则可继续进行β裂解:或者转化成叔碳离子或者转化为叔碳离子最后一步,各种反应最后都是碳离子放出一个质子,还给催化剂,使自己变成中性分子,使链锁反应中断:对于带叔碳烷基的芳香烃按上述碳离子反应规则,其裂化步骤可表如下:综上可见催化裂化反应易异构化,容易生成>C3、C4的烯烃,正是按碳离子的反应规则进行反应的结果。
碳离子反应还可说明烯烃迭合,氢转移的机理,目前凡是能够提供质子的酸性催化剂的催化作用,都用碳离子学说来说明,但是碳离子学说也不能说明相同的反应物用不同催化剂为什么会得到不同的产物,某个反应为什么只能用某一种酸或催化剂才能起催化作用等问题。
催化裂化基础知识
2 工艺原理蜡油(或渣油)等大分子烃类,在高温低压操作条件下,通过催化裂化催化剂表面强酸中心的催化作用,使烃类分子发生以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应,使大分子烃类转化为各种小分子烃类的混合物,并通过后续分馏稳定系统分离出干气、液化气(其中的C3、C4烯烃经进一步分离后可用于化工原料)、汽油、柴油及油浆等产品,反应过程形成的焦炭被用于工艺过程消耗并提供热量(不形成实物产品)。
催化裂化生产在非临氢条件下进行,属于脱碳反应,原料中的碳向油浆、焦炭等大分子产品富集,而氢则向干气、液化气、汽油等小分子产品富集,原料的氢含量(或烃族组成)对产品分布与装置操作有重要影响。
2.1催化裂化反应过程基本原理2.1.1催化裂化反应机理催化裂化的反应机理一般用正碳离子的机理来解释。
正碳离子是烃分子中有一个碳原子的外围缺少一对电子,因而形成带正电的离子。
它只能吸附于催化剂表面上进行反应而不能脱离催化剂自由移动。
催化裂化中的各类主要反应一般都经过原料烃分子变成正碳离子的阶段,所以催化裂化反应实际上就是各种正碳离子的反应。
正碳离子的基本来源有几种不同的途径:一是酸(催化剂酸性中心)和充当弱碱的不饱和烃反应,烃接受质子而形成正碳离子;二是烷烃被酸性中心抽取一个负氢离子而形成正碳离子;三是正碳离子和饱和烃反应时,发生类似于负氢离子转移生成一个新的正碳离子;四是稳定分子碳键断裂生成两个带相反电荷的碎片,带正电荷的即为正碳离子。
例如:C 16H32+H+—————→C16H33+催化裂化裂化反应过程中的氢离子来源于催化剂表面上的酸性活性中心。
正碳离子反应过程复杂,主要特点如下:(1)大的正碳离子不稳定,容易在β位置上断裂,生成一个烯烃和一个小正碳离子,如:C—Cα—Cβ—C—C—C ————→C=C—C + C—C—C+ +正己基离子丙烯丙基离子只有主链中碳原子数在五个以上才容易断裂,裂化后生成的至少为C3的分子,所以催化产品中C1、C2含量较少。
催化裂化催化剂的种类
催化裂化催化剂--渣油裂化催化剂ORBIT系列产品性能和技术特点简介:ORBIT-3000催化剂着重于提高目的产物中汽油和柴油的产率。
在该催化剂制备过程中采取了如下技术措施:采用复合的分子筛活性组份,使该催化剂既具有优异的焦炭选择性,又具有良好的活性稳定性;在超稳分子筛生产过程中,通过改性技术处理,注重开发超稳分子筛的中孔,使其适应于重油大分子的裂化反应;在改进分子筛性能的同时,采用活性氧化铝技术对担体进行改性处理,有效地提高了担体的大分子裂化能力。
ORBIT-3300催化剂是在ORBIT-3000催化剂所具备的大分子裂化活性高、焦炭选择性好、适合重油加工的基本性能的基础上,通过改变活性组份开发成功的新型重油裂化催化剂。
该剂主要适合于加工量较大但剂油比较低的重油催化裂化装置,在装置分馏稳定、气压机系统等的弹性工作范围内,不需改造即可使用。
ORBIT-3300催化剂在制备过程中通过对活性组份的调整,增加了产品的抗重金属污染能力,可在原料性质较差和多变的情况下使用。
ORBIT-3600催化剂是针对加工中东进口高钒原料油和增加总液体收率的要求,在ORBIT-3300催化剂的基础上,通过优化活性组元和担体改性处理,开发成功的新型重油裂化催化剂。
该剂在制备过程中为满足加工重质原料油需要,在改进分子筛性能的同时,对担体进行改性处理,增加了抗重金属污染组分,有效地提高了催化剂抗重金属(特别是钒)污染性能;添加了择型分子筛组元,可适当增加液态烃产率。
ORBIT-3600B催化剂是以抗钒催化剂ORBIT-3600为基础开发的抗钒降烯烃催化剂。
工业应用结果表明该剂具有重油裂化能力强、轻质油收率高、汽油辛烷值高、降烯烃能力强等特点。
为了实现在抗钒重油裂化催化剂ORBIT-3600基础上达到降低汽油烯烃含量的目的,ORBIT-3600B催化剂具有以下特点:通过Y型分子筛的改性处理和活性组分的复配,在维持产品重油裂化活性的基础上增强氢转移活性,达到降低汽油烯烃含量的目的;合理调节催化剂的酸性分布,减少焦炭和干气的产生。
催化裂化工艺流程及主要设备
催化裂化工艺流程及主要设备催化裂化是一种常见的炼油工艺,用于将较重的石油馏分转化为较轻的馏分,例如汽油、液化石油气等。
本文将介绍催化裂化的工艺流程以及主要设备。
1.预处理:原料石油馏分经过加热和加压进入预处理装置,主要是用来去除其中的硫化物、氮化物和重金属等杂质物质。
主要设备包括预处理加热炉、预处理压力器和杂质吸附装置等。
2.裂化反应:经过预处理的石油馏分进入催化反应器,与催化剂接触进行裂化反应。
催化剂通常是一种固体粒子,例如二氧化硅或氧化铝。
在适当的温度和压力下,催化剂可以将较大的烃类分子裂解为较小的烃类分子。
此过程中产生大量的热量,需要进行物料与冷却剂的热交换。
主要设备包括催化裂化反应器、再生器和冷却器等。
3.裂化产品分离:裂化反应产生的混合物经过冷却后,进入分离装置进行分离。
由于不同组分的沸点不同,可以通过蒸馏或者其他分离技术将产品分为不同的馏分,例如轻质油、重质油和液化石油气等。
主要设备包括蒸馏塔、分离器和分馏列等。
4.催化剂再生:由于催化剂在反应过程中容易受到烃类分子的炭积和积碳,需要进行再生以保持催化剂的活性。
再生通常是通过高温燃烧去除积碳,并将催化剂活性重新恢复。
主要设备包括再生器和焚烧炉等。
催化裂化的主要设备还包括裂解气体循环泵、再生气体压缩机、催化剂输送系统等。
此外,催化裂化还需要配套的辅助设备,包括冷却水系统、加热炉和冷凝器等。
这些设备的选择和设计常常需要根据具体的工艺要求和生产规模进行调整。
总结起来,催化裂化工艺流程包括预处理、裂化反应、产品分离和催化剂再生等步骤。
其主要设备包括预处理装置、催化裂化反应器、分离装置和催化剂再生装置等。
通过合理选择和配置这些设备,可以实现高效、稳定的催化裂化生产过程。
石油催化裂化—催化裂化反应类型及特点
催化裂化过程
催化裂化过程是将原料在适宜的操作条件下,通过催化剂的 作用转化成各种产品,而每种产品的数量和质量则决定于组 成原料的各类烃在催化剂上所进行的化学反应。
引入
如何控制生产达到 高高产优优质质?
了解催化裂化 反应的实质 、特特点点 及 催化裂化反应的有关 影影响响因因素素 。
C
C H
CH3
H3C
Ⅱ.分子中的双键向中间方向移动
CH2
C (能够提高辛烷值)
CH3
Ⅲ.烯烃空间结构的变化
H3C HC
CH3 CH
H
H3C
C
C H
CH3
正构烷烃
裂化
烷烃
裂
异构烷烃
化 原
烯烃
料
环烷烃
裂化
烯烃
油 的
异构化
异构 烯烃
组
成
芳香烃
芳香烃
三、氢转移反应
氢转移反应
某烃分子上的氢脱下来加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
裂 化
正构烷烃 异构烷烃
裂化
烷烃
原
料
油
环烷烃
烯烃
的
பைடு நூலகம்
组
成
芳香烃
一、裂化反应
(1)烷烃裂化反应
烷烃主要发生裂化反应,例如:
H2
H2
H2
C
C
C
H3C
C H2
C H2
CH3
C16HH33C4
C H2
+ H2
CC8CHH13 6
H C
CH83HC 18
CH2
生成小分子的烷烃和烯烃,生成的烷烃还可以进一步裂化成更小的分子。
催化裂化工艺的缺点
催化裂化工艺的缺点
催化裂化工艺有以下缺点:
1.高成本:催化剂、设备、高能耗等导致催化裂化生产成本较高。
2.对设备的要求高:催化裂化过程需要高压、高温、高速等条件,对反应器、旋转设备、冷却系统、机械密封、管道和仪表等设备的要求很高,难度较大。
3.催化剂易受污染:催化剂容易受到反应物和杂质的污染,使得催化效率降低,需要定期更换催化剂。
4.环境问题:催化裂化过程会产生大量废气和废水,其中可能含有有毒有害的物质,需要采取措施来减少对环境的影响。
5.产品质量易受影响:催化裂化过程中,反应产物的分子量分布、结构和化学成分等都受到催化剂、温度、压力、流量等因素的影响,容易出现产品质量变化的问题。
催化裂化的技术发展
PART 04
催化裂化工艺前景
PART 04 催 化 裂 化 工 艺 前 景
进 入 21 世 纪 , 催化裂化工艺随曾 面临后期的加氢裂 化 工 艺 的 竞 争 和 20 世纪末以来生产质 量标准日益严格的 清洁燃料挑战,但 在各工艺过程中仍 保持领先的地位。
其原因首先归 结为催化裂化的进 步,在工艺流程、 催化剂性能和机械 设备大型化等方面 的长足发张和改进, 降低了装置投资和 加工成本,化解了 由于节能和环保要 求带来的压力。
PART 03 低 碳 烯 烃 催 化 裂 化 催 化 剂
RIPP开发的DCC工艺由重质原料生 产丙烯,DCC专用催化剂以晶内含稀土择 形分子筛ZRP-1为主要活性组元,具有高 水热活性稳定性和丙烯产率,目前正在开 发丙烯选择性更高的第二代催化剂。MIO 工艺多产异构C4烯烃,其专用催化剂活性 组元具有特殊的孔道结构和酸强度,对生 成异构C4烯烃具有选择性催化作用。另外, RIPP还开发了一种多产液化石油气,特别 是丙烯的CA-1助剂。该助剂采用稀土磷硅 铝(PRSA)沸石作为择形活性组元,配以其 他沸石和合适载体制得。1998年,该助剂 进行工业化标定,当CA-1藏量为15%时, 液化石油气可提高2.3%。
随着国民经济的持 续增长,油品的需求量 也 同 步 增 长 。 预 期 2020 年我国原油加工量将超 过200Mt。在新建炼油厂 和扩建老厂的加工流程 中,催化裂化装置能力 占原有加工的比重较过 去有所下降,但仍高达 30%以上。
加氢裂化装置能力 有所上升,但一般在 10% 左 右 。 国 外 新 建 加 氢裂化装置能力与催化 裂化能力的比例也在0.3 上下。即使在采用多产 中间馏分油方案时,催 化裂化还是重油加工中 不可缺少的手段。
催化裂化装置操作安全技术(4篇)
催化裂化装置操作安全技术催化裂化装置是石油炼油行业中常见的重要设备,可以将重质石油馏分转化为轻质产品,如汽油和液化石油气。
然而,由于操作不当或安全措施不到位,催化裂化装置可能会引发安全事故,造成人员伤亡和重大经济损失。
因此,为了确保催化裂化装置的安全运行,必须采取一系列的操作安全技术。
一、催化裂化装置操作前的准备工作1. 安全会议:在每次操作催化裂化装置之前,必须召开安全会议,对操作人员进行安全培训和技术交流,明确各个环节的责任和操作要求。
2. 工作许可:为了确保每一步操作都经过审批和核准,必须制定工作许可制度。
在操作前,必须向相关部门申请并获得工作许可,明确工作内容、时间、地点和所需的安全防护措施。
3. 仪器检查:在操作前,必须对涉及到催化裂化装置操作的仪器和设备进行检查和试运行,确保其正常工作和安全可靠性。
4. 人员培训:所有参与催化裂化装置操作的人员必须接受相关安全培训和技能考核,确保其具备必要的操作技能和安全意识。
二、催化裂化装置操作中的安全技术1. 火灾防护:催化裂化装置操作中,石油馏分和催化剂具有一定的火灾爆炸风险。
因此,必须采取适当的防护措施,如使用防爆设备、设置火灾报警系统、检查和维护消防设备等,以及预先制定应急预案,掌握火灾扑救方法和逃生路线。
2. 气体检测:催化裂化装置中可能会产生有毒有害气体,如硫化氢、苯等。
在操作前,必须进行气体检测,确保操作区域内无可燃气体和有毒气体,以及采取防护措施,如通风和戴防毒面具等。
3. 压力控制:催化裂化装置操作中,压力的控制非常重要。
必须合理设置压力控制装置,确保操作中的压力不超过安全界限,并经常检查和维护相关的压力表和安全阀等设备。
4. 声音和振动:催化裂化装置操作可能会产生较大的噪音和振动,对人员的健康和操作设备的正常运行都会造成影响。
因此,必须采取相应的措施,如戴防噪音耳罩、安装隔音设备和振动消除装置等,以减少噪音和振动对人员和设备的影响。
4催化裂化三集总反应动力学模型29-42
化学反应工程
尽量减少单位催化剂上的积炭量。在反应过程中,催化剂 表面上的积炭会造成活性下降,采用高的剂油比,可使单 位催化剂上的积炭较少,也就是催化剂活性下降的程度相 应减小。此外,剂油比大时,原料与催化剂的接触机会也 更充分,这些都有利于提高反应速率。
化学反应工程
提高反应温度则反应速率增大。催化裂化反应的活化能 约为41.8~125.5kJ/mol,温度每升高10℃时反应速率约提 高10~20%。而烃类热裂化反应的活化能约为209.2~ 292.9kJ/mol,比催化裂化高得多,因此对温度的敏感程度 也比催化裂化大得多。所以当反应温度提高时,热裂化反应 速率提高得比催化裂化反应速率快得多,当反应温度提到一 定值时(例如500℃以上),热裂化反应渐趋重要,于是裂 化产品中反映出热裂化反应产物的特征,例如气体中C1、C2 增多,产品的不饱和度增大等。故催化裂化反应温度不宜过 高。
化学反应工程
催化裂化反应是属于气-固相催化反应过程。 通过大量实验得知,石油馏分中的各种烃类在裂化催 化剂表面上的吸附能力的强弱顺序大致如下: 稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链的单环芳 烃>环烷烃>烷烃 在同一族烃类中,则大分子的吸附能力比小分子的强。
化学反应工程
若按化学反应速率的高低顺序排列,则大致情况如下: 烯烃>大分子单烷基侧链的单体烃>异构烷烃或环烷 烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃 显然吸附能力和反应速率排列顺序是有差别的。特别 突出的是稠环芳烃和小分子单烷基侧链(<C8)的单环芳烃, 它们的吸附能力最强而化学反应速率却最低。因此,当裂 化原料中含这类烃类较多时,它们就首先占据了催化剂表 面,但是它们却反应得很慢,而且不易脱附,甚至缩合成 焦炭,沉积在催化剂表面。这样就妨碍了其它烃类被吸附 到催化剂表面进行反应,从而使整个石油馏分的反应速率 降低。
催化裂化的吸收稳定作用
项目
描述
过程名称
催化裂化吸收稳定系统
主要作用
将富气和粗汽油分离成干气、液化气和稳定汽油
关键组件Байду номын сангаас
吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔
工艺流程
1. 富气和粗汽油进入吸收塔,通过吸收剂(如汽油或贫吸收油)吸收其中的C3、C4组分。
2. 从吸收塔顶排出的气体(富含C2及更轻组分)为干气。
3. 吸收塔底的富吸收油进入解吸塔,通过加热使吸收的C3、C4组分解吸出来。
3. 引入新工艺和新型催化剂,提高产气率和经济效益。
经济效益
技术改造后,液态烃收率显著提高,经济效益明显。
4. 解吸气(主要为C3、C4)进入稳定塔进行精馏分离,得到液化气和部分回流液。
5. 液化气从稳定塔塔顶采出,塔底得到蒸汽压合格的稳定汽油。
物料平衡
- 干气:约4%
- 液化气:约12%
- 稳定汽油:约50%
技术改造
1. 采用新型液体分布器和高效填料技术,提高吸收率和处理能力。
2. 对解吸塔和稳定塔进行改造,如增加填料高度、优化塔内结构等。
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催化裂化
1.1 装置的主要类型
催化裂化装置的核心部分为反应-再生单元。 反应部分由床层反应和提升管反应两种,随 着催化剂发展,目前提升管反应已取代了床 层反应。 再生部分可分为完全再生和不完全再生, 一段和二段再生。从平面布置可分为高低 并列式和铜轴式。
催化裂化
二、装置单元组成与工艺流程
2.1 组成单元:反应-再生单元、能量回收单元、分馏单元、吸
安全性质
甲A类易燃易爆物质,基本上无H2S(但贫油中较高)爆炸极限为2.7
甲A类易燃易爆物质,爆炸极限为1.0%——15%(体),车间最高允 许浓度为1000mg/m3。由于气态是密度大于空气,泄露时易在在低处
聚积。闪点、沸点较低,
常温为液体,馏程40~200℃,C4-C12 烃类混合物,辛烷值90-95, 易挥发的易燃液体,甲B类物质,爆炸极限1.1 % ~5.9%。闪点很低, <-20℃,车间最高允许浓度为300mg/m3,吸入后,使人头痛,窒息。 丙A类可燃液体,闪点65℃,自燃点在300℃左右。
柴油
常温为液体,馏程为200~350℃, C12-C20烃类混合物,十六烷值30-40 ,凝点根据季节不同而不同。
油浆 酸性气 酸性水 H2S浓度40%-60%,其余为CO2气体 含H2S2000-10000*10-6,NH315008000*10-6
催化裂化
七 安全控制
催化裂化装置由于它的技术特点,既有微球催化剂 流化还有化学反应,又是在高温、压力下操作,物料大部分
为甲类危险品,生产过程中产生有毒气体H2S等,所以在
炼油厂中是易出现事故的装置。设备的故障也较高。 催化裂化装置了物料泄漏而易发生事故以外,催化剂 磨损油气结焦而造成设备泄漏和堵塞事故是与其他炼油装 置不同点。
催化裂化
7.1 危险因素分析
开停车时:做好压力平衡和热平衡。
正常生产中:工艺参数稳定,但受工艺设备、公用
基本无毒,有粉尘污染,用过的平衡剂 上含有重金属Fe\Ni \Cu\V和Sb,具有毒 性,应避免接触。
化
剂
金属钝化剂
催化裂化
6.2 产品性质
名称
干气 液化 气 汽油
气 C3-C4烃类。在压力、常温条件下为 液体,常压、常温时即为气体。
化学成分
H2、C1、C2和少量C3作为炼厂燃料 %——36%(体)
收稳定单元
干气、液化气脱硫和汽油液化气脱硫醇单元为产品精制单 元。
催化裂化
2.2 工艺流程
催化裂化
三、化学反应过程
重质石油馏分
中间馏分
汽
油பைடு நூலகம்
气
体
缩合反应
焦
碳
催化裂化反应种类:
裂化反应、异构化反应、氢转移反应、芳构化反应。
催化裂化
四、主要操作条件及工艺特点
催化裂化的提升管反应是输送床,而再生器中待生催化剂
的烧焦过程是流化床。
催化裂化的化学反应主要是大分子烃类的化学反应,从 而使原油中大于300℃馏分的烃类生成小分子烃类、气 体、液化气、汽油、柴油等,极大地增加了炼油厂的轻 质油收率,并能副产气体和液化气。
催化裂化
五、催化剂及助剂
5.1 催化剂 目前催化剂所使用的催化剂都是分子筛微球催化剂,根据 不同产品要求可制造不同产品要求型号的催化剂。但其使用性 能要求是共同的,即高活性和选择性,良好的水热稳定性,抗 硫、氮、重金属的中毒;好的强度,易再生,流化性能好等。 5.2 催化裂化助剂 助剂均以剂的方式,加到裂化催化剂中起到除催化裂化过程外的 其他作用。如:促进再生烟气中CO转化为CO2,提高汽油辛烷值, 钝化原料中重金属对催化剂活性毒性,降低烟气中SOx的含量等 各类助剂。
工程条件、加工量调节、人员操作水平、仪表可 靠度影响。
催化裂化
(1)装置简介
(2)装置单元组成与工艺流程 (3)化学反应过程
(4)主要操作条件及工艺技术特点
(5)催化剂及助剂 (6)原料及产品性质 (7)安全过程控制。
催化裂化
一、装置简介
催化裂化工艺产生于20世纪40年代,是炼油厂提 高原油加工深度的一种中有轻质化的工艺。 随着催化剂和催化工艺的发展,其加工原油由重质油 劣质油发展到目前全减压渣油催化裂化。根据目标产品的 不同,相应推出了二段再生、富气再生工艺,使催化裂化 向工艺技术先进、经济效益更好的方向发展。
催化裂化
六、原料及产品性质
序号 名称
主要化学成分
>300℃馏分 烃类 含S0.2%—0.6% 含N<0.3% 含Ni+V Al2O3和 SiO2并含有少量 的稀土金属元素,平均粒 径为60-70μm(微球)
安全性质
丙B类可燃液体,闪点较高(>100℃), 但自然点较低(250℃左右)
原 1 料 油 2 催