催化裂化生产中的常见问题

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转化率,lv% 汽油,lv% 焦炭,m% 碳差
常规FCC
8.27 718 Base Base 5.62 0.68
RxCAT技术
提升管
再生立管
15.6
7.8
722
0.35
+3.8 +4.9 5.46
0.70
2024/4/26
44
UOP的RefCAT技术示意图
技术特点: 1、两个反应器独立 2、公用一个再生器 3、汽油回炼 4、降烯烃,降硫、高液收
2024/4/26
49
UOP的MSCC示范装置结果
干气 液化气
汽油 LCO 油浆 焦炭
2024/4/26
常规FCC 7.4 21.5 50.4 21.6 9.1 5.8
MSCC 3.6 20.5 57.0 20.6 9.0 5.5
50
UOP的MSCC与TCC对比
2024/4/26
51
沙特-日本的HS-FCC技术
2024/4/26
78
KBR降低NOX排放的再生器设计
2024/4/26
79
降低NOX排放的机理(KBR)
2024/4/26
80
再生器形式对NOX排放的影响
2024/4/26
81
KBR改造设计降NOX的实例1
2024/4/26
82
KBR改造设计降NOX的实例2
2024/4/26
83
KBR超正流改造设计降NOX的效果
9.4+6.6 3.1
HSFCC 5.5 18.4 17.8 34.0
9.3+7.1 3.5
53
Kellogg的MAXOFIN催化技术
(Kellogg & Mobil共同开发)
UOP的LOCC催化技术
2024/4/26
54
MAXOFIN/LOCC双反应器示意图
2024/4/26
55
MAXOFIN的技术特点
2024/4/26
66
不同区域的产物差异
2024/4/26
67
催化裂化的清洁生产技术
2024/4/26
68
美国催化烟气排放限制
项目 SOx,μg/g NOx,μg/g CO,μg/g 颗粒物,g/kg
2024/4/26
美国 25 20 1.0(0.5) 500(150)
备注
69
中国烟气排放标准(GB16297-1996)
管和塔盘
38
分馏塔结盐—处理(水洗)
39
分馏塔结盐—处理(水洗)
进料量以维持操作为准,分馏塔底液面由油浆 外甩量控制
补水和粗汽油构成冷回流,并控制顶温 90~95℃ ,逐步停顶循,粗汽油改污油罐
顶循温度控制 105~115℃ ,排水至油水分离 罐,防止水下流
若柴油带水,应控制水量 水洗水分析至Cl-稳定为止,一般2~5h
32
改造前后的再生稀密相温差
2024/4/26
33
关注—加剂(活性和温度)引起的周期性尾燃
2注024:/4/若26稀相催化剂密度为15kg/m3,则其热容约为烟气的12倍
34
分馏塔结盐分析
分馏塔结盐--现象
分馏塔压降增加,增值达 20~40kpa
柴油抽不出来,冲塔 塔顶温度难以控制,无法正常操作 产品不合格
较高的剂油混合温度, > 540 ℃ 缩短油气在沉降器的停留时间,<5s 采用先进的快分技术,VQS、VSS、软连
接……
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20
避免结焦的措施(3)
足够的防焦蒸汽,不留死区、死角 开工喷油温度要够, > 530 ℃
最好用蜡油开工,逐步置换 提出口温度不宜过低, > 480 ℃ 提高衬里水平,无热点,避免露点冷凝 提高检修水平,清焦彻底
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84
KBR改造设计降NOX的效果
2024/4/26
85
清洁生产的硫转移剂
1 2 3 4 5
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开发公司 INTERCAT DAVISON ENGELHARD
RIPP LPEC
硫转移剂 SUPER-SOX GETTER
SUPPER-DeSOx NO-SOXPC RFS-C LST-1
73
EDV技术特点
3、该液体含有催化剂粉尘、NaHSO3, Na2SO3和Na2SO4 4、部分饱和液被排除,送到PTU处理装 置进行处理
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74
PURGE TREATMENT UNIT FLOWSHEET
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75
PTU技术特点
1、来自EDV的废液,进入澄清池,除去粉 尘。
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21
避免结焦的措施(4)
大油气管线线速35~45m/s 分馏塔底 <350 ℃ 油浆密度<1.1g/cm3 油浆线速 >1.5m/s 用好油浆阻垢剂
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22
避免结焦的措施(5)
油浆在分馏塔底停留时间 <5min 分馏塔底蒸汽搅拌,+滤焦器 合理使用终止剂,减少二次裂化 选择重油裂化能力强的催化剂,
时间、操作方式等)
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3
结焦发生的位置
➢ 提升管喷嘴上部 ➢ 反应沉降器空间 ➢ 旋分器的表面 ➢ 汽提段 ➢ 转油线 ➢ 油浆循环系统
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4
结焦发生的位置
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5
提升管喷嘴上部结焦
2024/4/26
6
提升管喷嘴上部结焦
2024/4/26
7
提升管喷嘴上部结焦
15
旋分器锥体外壁结焦
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17
沉降器焦块中催化剂筛分
筛分 数据 (μm)
0~20
20~40
40~80
>80
含量 (%)
16.4
54.7
9.0
19.9
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18
避免结焦的措施(1)
采用高效雾化喷嘴, KH, LPC, BWJ……
小喷嘴,对称安装 足够的雾化蒸汽量,>5% 适度的预热温度,<5mm2/s,预热温度>200℃
MA>60/64
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23
避免结焦的措施(6)
平衡剂上的钒含量 <0.8% 钙铁含量 <1.5% 控制并平稳原料质量:
密度<0.935g/cm3,H>12.0%, UOPK>12.0, CR<7% 加强管理,确保操作平稳
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24
催化裂化的尾燃现象
2024/4/26
59
双提升管催化裂化技术
2024/4/26
60
两段提升管催化裂化技术
2024/4/26
61
石油大学的VQS技术示意图
2024/4/26
62
UOP的旋流快分技术(VDS&VSS)
2024/4/26
63
2024/4/26
64
末端快分技术对干气产率的影响
2024/4/26
65
末端快分低转化率下高液收
2024/4/26
45
UOP的RefCAT技术特点
2024/4/26
46
UOP的MSCC的结构示意图
2024/4/26
47
UOP的MSCC的结构示意图
2024/4/26
48
UOP的MSCC的技术特点
1、剂油垂直接触(剂向下,油水平) 2、高温、高剂油比的高苛刻度 3、短的剂油接触时间 4、强化一次裂化、弱化再裂化 5、好的高价产品选择性
2、含有亚硫酸盐的液体送到氧化池,用 空气氧化,以减少COD。
2024/4/26
76
低温氧化脱NOx技术(LoTOx)
2024/4/26
77
低温氧化脱NOx技术(LoTOx)
在烟气中注入O3以氧化不溶于水的低价态 的氮氧化物转化成溶于水的高价态的氮氧 化物,从而通过湿洗法将氮氧化物从烟气 中除去。
(6) MS+H2O---MO+H2S
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87
SO2向H2S的转移机理
2024/4/26
88
清洁生产的硫转移剂
➢再生部分需要富氧再生,将SO2氧化为SO3 ➢只有SO3才能与转移剂反应生成硫酸盐 ➢硫酸盐在还原氛围下生成金属硫化物和氧化物 ➢金属硫化物在蒸汽氛围下还原为金属氧化物 ➢贫氧再生,硫转移效果下降
粘度,mm2/s
50 45 44 40 35 30 25 20 15 10
5 0
80
22.9
13.6
8.8
6.2
4.6
3.6
2.9
2.4
2
100 120 140 160 180 200 220 240 260
温度,C
2024/4/26
19
避免结焦的措施(2)
适度的预提升线速,2~4m/s、 >300g/cm3
36
分馏塔结盐—原因(1)
原料中有 Cl,N化物的存在 Cl 的盐水解生成HCl N化物在FCC条件下生成NH3 NH3和HCl在低温部位生成NH4Cl
37
分馏塔结盐--原因(2)
通常分离塔顶条件下,水的露点在 90℃以上,而顶回流返塔温度较低 ~80℃ ,形成局部析水,溶盐
NH4Cl溶于水,并随水向下流动 随温度升高,脱水,析盐,堵塞降液
2024/4/26
58
NexCC与FCC结果比较,w%
H2~C4(非烯烃) 乙烯 丙烯
正丁烯 异丁烯
汽油 重油 焦炭
NexCC 10.3 3.4 16.1 11.1 15.4 27.7 12.2 3.8
常规FCC 3.2 1.0 3.5 4.0 6.5 47.0 28.0 6.8
2024/4/26
86
清洁生产的硫转移剂
➢再生部分(生成SO3和硫酸盐): (1)焦炭中的S+O2----SO2(>90%)+SO3 (<10%) (2) SO2+O2----SO3 (3) MO+SO3----MSO4 ➢反应部分(硫酸盐还原):
(4) MSO4+H2----MS+H2O (5) MSO4+H2----MO+H2S+H2O ➢汽提部分(金属硫化物水解):
2024/4/26
71
湿法处理再生烟气示意图
2024/4/26
72
EDV技术特点
1、含有催化剂粉尘和SO2的烟气进入喷淋 净化塔,喷淋水由循环泵分多层喷入喷淋 塔内
2、喷淋水含有碱性试剂,如NaOH等。 在喷淋塔内气液逆流或错流接触,烟气被 多层喷淋后,吸收,冷凝,并趋于饱和吸 收
2024/4/26
1、设立第二提升管进行汽油二次裂化 2、使用高ZSM5 含量的助剂 3、采用密闭式旋风分离器 4、增产丙烯,可达18.37%
2024/4/26
56
UOP的LOCC结果对比,W%
TOTAL
2024/4/26
94.2
93.2
57
NexCC的技术特点
1、反应和再生流化床同轴套装起来 2、外面的流化床作为再生器 3、套在里面的是反应器 4、反应温度600~650℃ 5、剂油比是常规FCC的2~3倍 6、剂油接触时间1~2s
40
分馏塔结盐—水洗水中Cl含量变化
41
催化裂化的其它技术
2024/4/26
42
UOP的RxCAT技术
特点: ➢提高转化率 ➢增加汽油产率 ➢降低干气产率 ➢在恒定转化率下,降低焦炭 ➢增加再生时间 ➢降低两器循环量 ➢减少烟气排放
2024/4/26
43
UOP的RxCAT与常规FCC的比较
剂油比 再生温度,C
25
再生器尾燃原因分析
2024/4/26
26
再生器尾燃原因分析
2024/4/26
27
再生器尾燃原因分析
2024/4/26
28
再生器尾燃原因分析
2024/4/26
29
再生器尾燃原因分析
2024/4/26
30
再生器尾燃原因分析
2024/4/26
31
再生器改造前后的效果示意
2024/4/26
烟气中 有害物

SO2 NOx 粉尘
2024/4/26
标准规定值 排放筒高 排放量
浓度
m
kg/h mg/m3
100
200
700
100
61
420
100
278
150
70
EDV湿法脱硫和除粉尘技术
一般原则: ➢FCC原料中硫含量<0.25%--硫转移剂 ➢FCC原料中硫含量>0.50%--烟气洗涤技术 ➢FCC原料中硫含量0.25~0.50%--评估选择
内容
➢ 减少生焦和避免结焦 ➢ 催化裂化的尾燃现象 ➢ 分馏塔结盐现象 ➢ 催化裂化的其它技术 ➢ 催化裂化的清洁生产技术 ➢ 未来的发展方向
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1
生焦的利与弊
➢ 为反应提供热量 ➢ 为系统提供蒸汽 ➢ 增加能耗 ➢ 增加投资 ➢ 结焦的前提
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2
减少生焦
➢ 催化剂的重油转化能力 ➢ 催化剂的焦炭选择性 ➢ 催化剂的可汽提性 ➢ 喷嘴的雾化性能 ➢ 雾化、汽提蒸汽用量 ➢ 工艺参数的选择(预热温度、反应温度、反应
1、下行式反应器 2、高反应温度550~650C 3、高剂油比15~25 4、短剂油接触时间0.5S 5、高丙烯17~25%,
汽油高RON99、高芳71%
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52
HS-FCC中试结果
干气 丙烯 丁烯 汽油 LCO+HCO 焦炭
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常规FCC 4.6 10.7 16.1 45.4
2024/4/26
8
结焦发生的位置
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9
沉降器VSS密闭旋分外腔
浮 焦
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10
催化装置沉降器顶结焦
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11
结焦发生的位置
2024/4/26
12
结焦发生的位置
2024/4/26
13
汽提段格栅上的大焦块
2024/4/26
14
结焦发生的位置
2024/4/26
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