炼油工艺学第十章第八节渣油催化裂化
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石油化工催化裂化工艺简介一般原油经过常减压蒸馏后可得到的汽油,煤油及柴油等轻质油品仅有10~40%,其余的是重质馏分油和残渣油。
如果想得到更多轻质油品,就必须对重质馏分和残渣油进行二次加工。
催化裂化是最常用的生产汽油、柴油生产工序,汽油柴油主要是通过该工艺生产出来。
这也是一般石油炼化企业最重要的生产的环节。
1、原料渣油和蜡油70%左右,催化裂化一般是以减压馏分油和焦化蜡油为原料,但是随着原油日益加重以及对轻质油越来越高的需求,大部分石炼化企业开始在原料中搀加减压渣油,甚至直接以常压渣油作为原料进行炼制。
2、产品汽油、柴油、油浆(重质馏分油)、液体丙烯、液化气;各自占比汽油占42%,柴油占21.5%,丙烯占5.8%,液化气占8%,油浆占12%。
3、基本概念催化裂化是在有催化剂存在的条件下,将重质油(例如渣油)加工成轻质油(汽油、煤油、柴油)的主要工艺,是炼油过程主要的二次加工手段。
属于化学加工过程。
4、生产工艺常渣和腊油经过原料油缓冲罐进入提升管、沉降器、再生器形成油气,进入分馏塔。
一部分油气进入粗汽油塔、吸收塔、空压机进入凝缩油罐,经过再吸收塔、稳定塔、最后进行汽油精制,生产出汽油。
一部分油气经过分馏塔进入柴油汽提塔,然后进行柴油精制,生产出柴油。
一部分油气经过分馏塔进入油浆循环,最后生产出油浆。
一部分油气经分馏塔进入液态烃缓冲罐,经过脱硫吸附罐、砂滤塔、水洗罐、脱硫醇抽提塔、预碱洗罐、胺液回收器、脱硫抽提塔、缓冲塔,最后进入液态烃罐,形成液化气。
一部分油气经过液态烃缓冲罐进入脱丙烷塔、回流塔、脱乙烷塔、精丙稀塔、回流罐,最后进入丙稀区球罐,形成液体丙稀。
液体丙稀再经过聚丙稀车间的进一步加工生产出聚丙稀。
炼油工艺学渣油催化裂化引言在石油炼制过程中,渣油是一种常见原料。
由于渣油的成分复杂,使其直接用作生产高附加值产品的难度较大。
为了实现渣油的高效利用,炼油工艺中采用了催化裂化技术,通过裂解长链烃化合物,将渣油转化为高价值的汽油等产品。
本文将介绍炼油工艺中的渣油催化裂化技术。
渣油催化裂化原理催化裂化是一种利用酸性催化剂,在一定的反应条件下将长链烃化合物裂解为短链烃化合物的过程。
在渣油催化裂化过程中,渣油经过预处理后进入催化裂化装置,与催化剂接触发生反应。
催化剂的选择是关键,常用的催化剂有硅铝酸盐等,具有良好的酸性和稳定性。
渣油催化裂化的反应过程为:长链烃化合物在酸性催化剂表面吸附并发生裂解,生成短链烃化合物。
裂解反应主要发生在催化剂的酸性活性位上,生成的短链烃化合物被快速脱附出催化剂的表面,最终收集得到裂解产物。
裂解反应的主要产物为低碳烷烃,例如乙烯、丙烯等。
渣油催化裂化装置渣油催化裂化装置是整个催化裂化过程的核心设备。
一般来说,该装置包括预处理装置、催化裂化反应器和分离装置等。
预处理装置预处理装置的主要作用是对渣油进行初步的处理,去除其中的杂质和重金属等有害成分。
预处理过程包括去除硫化物、重金属和混合气等操作。
通过预处理,可以提高催化裂化反应器的稳定性,延长催化剂的使用寿命。
催化裂化反应器催化裂化反应器是渣油催化裂化过程中最关键的设备之一。
它是一个高温高压反应器,一般由多层反应床组成。
渣油在反应床中与催化剂接触发生裂解反应,生成短链烃化合物。
反应床的催化剂层根据不同的反应区域选择不同的催化剂类型,以提高产物的选择性。
分离装置分离装置的主要功能是将催化裂化反应生成的产物分离出来。
分离过程中采用了多级分离技术,通过调整温度和压力等条件,使不同碳数的烃化合物在分离器中分别得到收集。
最终,可以得到汽油、液化石油气等高附加值产品。
渣油催化裂化工艺控制在渣油催化裂化过程中,控制工艺参数对于提高产品质量和降低能耗具有重要影响。
中国石油大学(北京)石油的催化裂化学号:xxxxxxxx班级:xxxxx 姓名:xxx石油炼制的催化裂化石油炼制工艺的目的可概括为: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。
然而,原油经过一次加工(常减压蒸馏)只能从中得到10%~40%的汽油、煤油和柴油等轻质油品,其余是只能作为润滑油原料的重馏分和残渣油。
但是,社会对轻质油品的需求量却占石油产品的90%左右。
同时直馏汽油辛烷值很低,约为40~60,而一般汽车要求汽油辛烷值至少大于70。
所以只靠常减压蒸馏无法满足市场对轻质油品在数量和质量上的要求。
这种供求矛盾促进了炼油工艺的发展。
催化裂化技术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。
催化裂化技术的发展概况最早的工业催化裂化装置出现于1936年,从技术发展的角度来说,催化裂化的发展最基本的是反应-再生型式和催化剂性能两个方面的发展。
催化裂化的工艺特点及实质450℃~510℃条件下,在催化剂的存在下,发生一系列化学反应,转化生成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。
催化裂化过程具有以下几个特点:⑴轻质油收率高,可达70%~80%;⑵催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也较好;⑶催化裂化柴油十六烷值较低,常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值,以满足规格要求;⑷催化裂化气体,C3和C4气体占80%,其中C3丙烯又占70%,C4中各种丁烯可占55%,是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。
根据所用原料,催化剂和操作条件的不同,催化裂化各产品的产率和组成略有不同,大体上,气体产率为10%~20% ,汽油产率为30%~50%,柴油产率不超过40%,焦炭产率5%~7%左右。
由以上产品产率和产品质量情况可以看出,催化裂化过程的主要目的是生产汽油。
我国的公共交通运输事业和发展农业都需要大量柴油,所以催化裂化的发展都在大量生产汽油的同时,能提高柴油的产率,这是我国催化裂化技术的特点。
催化裂化工艺介绍催化裂化是原油二次加工中最重要的加工过程,是液化石油气、汽油、煤油和柴油的主要生产手段,在炼油厂中占有举足轻重的地位。
催化裂化一般以减压馏分油和焦化蜡油为原料,但是随着原油的日趋变重的增长趋势和市场对轻质油品的大量需求,部分炼厂开始掺炼减压渣油,甚至直接以常压渣油作为裂化原料。
下面将从七个方面对催化裂化展开介绍。
(1) 催化裂化的一般特点①轻质油(包括汽油、煤油和柴油)收率高,可达70~80wt%,而原油初馏的轻质油收率仅为10~40wt%。
②催化裂化汽油的辛烷值较高,研究法辛烷值可达85以上,汽油的安定性也较好。
③催化裂化柴油的十六烷值低,常与直馏柴油调合使用,或者加氢精制提高十六烷值。
④催化裂化气体产品约占10~20wt%,其中90%是液化石油气,并且含有大量的C3、C4烯烃,是优良的石油化工和生产高辛烷值汽油组分的原料。
(2) 重油催化裂化的特点①焦炭产率高。
重油催化裂化的焦炭产率高达8~12wt%,而馏分油催化裂化的焦炭产率通常为5~6wt%。
②重金属污染催化剂。
与馏分油相比,重油含有较多的重金属,在催化裂化过程中这些重金属会沉积在催化剂表面,导致催化剂受污染或中毒。
③硫、氮杂质的影响。
重油中的硫、氮等杂原子的含量相对较高,导致裂化后的轻质油品中的硫、氮含量较高,影响产品的质量;另一方面,也会导致焦炭中的硫、氮含量较高,在催化剂烧焦过程中会产生较多的硫、氮氧化物,腐蚀设备,污染环境。
④催化裂化条件下,重油不能完全气化。
重油在催化裂化条件下只能部分气化,未气化的小液滴会附着在催化剂表面上,此时的传质阻力不能忽略,反应过程是一个复杂的气-液-固三相催化反应过程。
(3) 单体烃的催化裂化反应①烷烃主要发生分解反应,生成较小分子的烷烃和烯烃。
②烯烃除发生分解反应外,还发生异构化、氢转移和芳构化等反应。
③环烷烃可以发生开环反应生成链状烯烃,也可以发生氢转移反应生成芳香烃。
④芳香烃不发生开环反应,只发生断侧链反应,且断裂的位置主要发生在侧链同芳香环连接的键上。