催化联合装置工艺授课课件

6）新世纪初，两段提升管催化裂化技术工业 化，是提升管催化裂化技术的又一新里程碑 7）多种汽油降烯烃技术与催化剂的开发，提 高了产品质量，满足环保法规要求。 8）山东地炼企业的催化裂化装置的发展非常 快，从80年代最早的3.5万吨/年的小催化到 现在的大装置140万吨/年的单套装置已有多 套，有的企业建有多套催化装置，当前国内 最大的单套催化能力为广西石化350万吨/年， 在中石油中石化还有多套300万吨/年的。
催化裂化反应
1、催化原料在催化剂的作用下发生一系列的化学反应， 同时反应的产物还会在催化剂的作用下发生二次反应， 因为反应的最终产物为焦炭和气体，因此要控制原料 油和催化剂的接触时间，控制二次反应，使想要的产 品的收率最大化。 2、主要反应类型 1）分解（裂化）反应：主要是大分子断链成为小分子， 一般在直链烷烃、烯烃、环烷烃开环等为主。 2）氢转移反应：氢从一个分子上脱下来加到另一个烯 烃分子上使之饱和，二烯烃最容易接受氢成为单烯烃， 是催化裂化特有的反应。 3)异构化反应:不改变分子量，但改变分子结构。 4）芳构化反应：在完成芳构化的同时脱氢。 5）聚合反应：多个小分子合成大分子，最终结果生成 焦炭。
气分装置加工能力：15万吨/年，18吨/小时 原料：为催化装置所产的液化气、焦化装 置液化气 产品：丙烷、丙烯、混合碳四，其中混合 碳四作为MTBE装置的原料。 工艺原理:气分部分是典型的精馏单元，主 要靠各介质的沸点不同进行切割分离。 （结合DCS画面简单介绍气分工艺流程）




MTBE装置加工能力：原料8万吨/年，产出 MTBE 2.2万吨/年，加工量10吨/小时，其中原 料中异丁烯含量约占17% 反应原理：混合碳四中的异丁烯与甲醇在树脂 催化剂的作用下发生醚化反应生成甲基叔丁基 醚，可以作为化工原料、调对高辛烷值汽油的 组分，因其辛烷值较高在117，装置上出的纯 度在95%左右，辛烷值会少低一些，在作为汽 油调和组分时需要注意氧含量的控制。 剩余产品：醚后碳四，因其含有正丁烯，还可 继续深加工。（结合DCS画面简单介绍工艺）
催化主要产品


1、干气：约占2.5-4%，主要用途送至公司燃料气管网做燃料。 2、液化气：约占10-15%，主要送至气分装置进行分离为丙烷、 丙烯、碳四；碳四中的异丁烯组分再与甲醇反应生成MTBE。 3、汽油：约占35-45%，辛烷值在90左右，送至汽油加氢装置 脱硫后作为产品外销。 4、催化柴油：约占25-35%，因其十六烷值低、安定性差，主 要送至加氢装置做原料。 5、油浆：约占3-7%，主要受原料性质影响，原料越重因其裂 解性能越差，油浆收率就会随之升高，如原料为石蜡基蜡油， 装置基本不会外送油浆，如原料为环烷基，因其裂解性能差， 外甩油浆量就会较大。主要用途：作燃料、进焦化作原料，因 其中含有一定量的催化剂粉末会影响焦炭的灰分，掺炼比例要 控制。 6、焦炭：约占7-12%，主要用于催化剂再生时燃烧提供所需热 量，不会在产品中体现工能力80万吨/年 2、两器形式：同高并列，前置烧焦罐，石 油大学开发的两段提升管TMP工艺，但有 些变动。 3、装置组成部分：反再系统、主风机组、 分馏系统、富气压缩机组、吸收稳定系统、 双脱系统、开工锅炉系统。（根据DCS画面 讲解主要流程工艺）
气分、MTBE装置介绍
催化剂

1、我国催化裂化催化剂主要生产基地 中石化齐鲁催化剂公司（山东淄博周村） 中石化长岭催化剂公司（湖南岳阳长岭） 中石油兰州石化催化剂厂（甘肃兰州） 现已有多家民企开始生产催化剂，淄博正轩、青岛惠 城、山西腾茂等 2、催化剂的主要性能指标 微反活性、比表面积、孔体积、密度、粒度分布、抗 磨指数、抗重金属能力等（见表2） 催化剂的基质主要是Al2O3，为提高活性，增加了分子筛， 通过粘结剂成为一体，主要是为提高活性、对原料裂 解的选择性、抗重金属能力等多方面考虑。 新鲜剂的活性在78左右，比表面积在250-300㎡/g
原料组成及性质
1、主要有直馏蜡油、焦化蜡油、加氢蜡油、常压渣油、减 压渣油等 比重：0.86-0.93 残碳：0.3-10 Ni+V：310PPm H含量：11.8-13% 氢平衡是制约催化裂化产品分布的关键。催裂化反应也 可理解为是氢的再分配，因此原料中的氢含量越多，就会 越容易裂解，轻组分收率就越高。我装置在设计时提出的 氢含量要求不小于11.8% 2、评价催化裂化原料的指标： 1）馏分组成：馏程程范围300－500℃ ， 密度小于 0.92g/cm3，随着原料变重当前的密度已到0.94左右。 2）烃类族组成： 石蜡基原料裂解性能最好，其次是中间基，环烷基原料 （主要指芳烃类）裂解性能差。
5）金属含量：钠、铁、镍、钒、铜 要严格限制重金属含量，对催化剂产生毒素作 用，活性下降，选择性差，生焦大。 通过电脱盐控制钠盐含量小于3ug/g。 镍小于10 ug/g ，钒小于1 ug/g 。 镍具有脱氢作用，会造成干气中氢含量上升、 焦炭收率上升、目的产物下降，通过分析干气 中的H/C就能判断镍的含量变化。 钒会破坏分子筛的晶体结构，降低催化剂活性。 6）我公司催化装置原料油设计指标（见表1）
催化裂化联合装置 基础知识培训
2014.07.22
主要内容



催化裂化装置发展历程 原料和产品 催化剂 反应原理 我公司催化装置工艺介绍
催化裂化装置发展历程
1、概述
1）催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺，是最重要 的重质油轻质化过程之一。
2）肩负着我国80%以上汽油与30%以上柴油的生产任务。 3）这是由我国原油重质馏分多的特点决定的。 4）大于350℃馏分占60%-70%以上
汽油加氢装置介绍
装置加工能力：32万吨/年，40吨/小时 工艺原理：采用法国Axens公司工艺包，在全馏分 选择性加氢后，使汽油中的二烯烃饱和，再把轻 重汽油切割后，重汽油进行加氢脱硫，降至＜ 100ppm，根据国四汽油标准，现在要降至50ppm 以下。通过调整反应温度能够实现。 轻汽油送至醚化单元，其中的异戊稀与甲醇反应 生成甲基叔戊基醚，醚后轻汽油与脱臭后的重汽 油汇合后送至罐区。 重汽油在加氢装置经脱硫后送至无碱脱臭单元， 在催化剂的作用下使其博士试验通过、硫醇硫＜ 10ppm后与轻汽油汇合出装置。 （结合工艺流程图讲解工艺要点）
5）必须有强大的二次加工工艺，满足国民经济对轻质油品 的需求。
6）催化裂化工艺在我国做到了最大能力的衍生，反再系统
有多种工艺。
2、发展历程
1）五十年代引进前苏联移动床催化裂化（小球催化 剂） 1965年我国第一套流化催化裂化在抚顺石油二厂 建成投产设计能力为60万吨/年，75年改造为90万 吨/年。 2）七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提升管催 化裂化技术的发展。 3）1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化的工业 运行，翻开了我国重油催化裂化的新篇章。 4）九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油全减压 渣油催化裂化；1998年大庆全减渣在燕化炼油厂 实行了工业化。 5）九十年代，催化裂化家族技术生产低烯烃成为催 化裂化技术的又一新领域。
平衡剂



经过使用的催化剂为平衡剂，因为平衡剂是连续 使用的，因此对平衡剂的各项指标进行检测分析 是非常重要的。 主要参考指标： 重金属含量，直接影响催化剂的活性中心，造成 活性下降及比表面积降低（主要分析镍、钒、钠、 铁、钙、锑等）。 比表面积，直接影响原料油与催化剂的接触效果。 活性，主要反映中毒情况。 粒度分布，能够反映催化剂的流动性。 （平衡剂分析报告单见表3）

烷烃多的原料，易裂化轻收高，催化理想原料。 芳烃多，难裂化，轻收少，生焦量多。 烃类的生焦能力排序：芳烃>烯烃>环烷烃>烷烃 通过分析原料的四组分可以较直观的判断原料性质，饱 和烃、芳香烃、胶质、沥青质
3）残碳：反映了原料中生焦物质的多少。 馏分油0.4％， 渣油4－10％，生焦大，一般作为掺炼，具体掺炼量只要依据 反再系统的热量平衡。 4）含硫、含氮 硫含量多，转化率下降、汽油产率下降、气体产率上升，产品 选择性差，增加设备管线腐蚀，烟气中的硫化物增加很多，我 装置提出的设计参数是最大不能超过1.5% 氮含量多，碱性氮化物能强烈吸附在催化剂表面，中和酸性中 心，造成活性降低，一般要求原料中的碱性氮小于700ppm，中 性氮化物对使油品安定性下降。焦化蜡油因其碱性氮含量高、 含烯烃和芳烃多转化率低一般作为掺炼原料，经验值为不超7%。