催化裂化地装置简介及实用工艺流程
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催化裂化装置工艺流程
催化裂化装置工艺,简单来说,就是把一些比较重的油变成更有用的轻质
油的过程。
刚开始接触的时候,可能会觉得有点复杂,但别担心,跟着我一步
步来,习惯了就好了!
首先呢,原料油要经过预热这一步。
这一步其实挺关键的,温度得控制好,要不然后面的反应效果可能就不太理想啦!具体的温度可以根据实际情况自行
决定。
接下来,预热后的原料油就会进入反应器。
这一步要特别注意!反应条件
得把握好,压力啦、温度啦,都不能马虎。
我觉得这一步可以更灵活一些,根
据原料油的性质适当调整。
然后呢,反应后的产物会进入分馏塔。
这里会把不同的成分分离开来。
这
个分离的过程可不是一下子就能完成的,得耐心等待哦。
再往后,分馏出来的各种产物还需要进一步处理。
比如说,有些需要提纯,有些需要去除杂质。
这一步也是很重要的呀!
经过一系列的处理,咱们就能得到想要的轻质油产品啦!小提示:别忘了
最后一步哦,要检查一下产品的质量,确保符合要求。
我说的这些可能也不是特别全面,大家在实际操作的时候,可以根据自己
的情况灵活调整哟!。
2023催化裂化工艺流程及主要设备pptcontents •概述•催化裂化工艺流程•催化裂化主要设备•工艺特点和操作规程•安全与环保•常见故障及排除方法•发展方向和新技术应用目录01概述催化裂化是一种将重质烃类转化为轻质烃类和液化气的过程,是石油化工中重要的二次加工手段之一。
催化裂化工艺主要采用流化床反应器,催化剂作为床层中的介质,在适宜的温度、压力和空速条件下进行反应。
催化裂化基本概念1催化裂化主要设备23流化床反应器是催化裂化的主要设备之一,分为单器、双器和多器系统。
反应器再生器是催化裂化中的重要设备,用于烧去催化剂表面的积炭,恢复催化剂活性。
再生器旋风分离器用于将反应和再生两个工艺流程分开,同时将催化剂从反应器物料中分离出来。
旋风分离器催化裂化工艺流程简介原料油进入反应器,在适宜的温度、压力和空速条件下进行反应。
分离出的催化剂进入再生器,烧去积炭恢复活性。
反应后的物料进入旋风分离器,将催化剂从物料中分离出来。
再生后的催化剂回到反应器物料中,继续参与反应。
02催化裂化工艺流程原料油缓冲在催化裂化工艺中,原料油首先需要进入缓冲罐,进行初步的脱水和脱盐处理。
原料油加热原料油通过加热炉加热到一定温度,以便能够进行催化裂化反应。
原料预处理催化裂化主要流程加热后的原料油被送到催化裂化反应器中,同时加入催化剂。
进料在催化裂化反应器中,原料油在催化剂的作用下发生裂化反应,生成轻质油品和小分子烃类。
裂化反应裂化反应后的油气和催化剂分离,油气进入分馏塔进行分离。
催化剂分离分离后的催化剂进入再生器烧焦再生,循环使用。
催化剂循环油气在分馏塔中根据沸点不同,分离成不同沸点的油品,如汽油、柴油和重油。
油品分馏分离出的油品通过一系列精制过程,如脱硫、脱氮、脱氧等处理,提高油品质量。
油品精制催化裂化过程中产生的气体,通过压缩、冷却和分离等步骤,得到液态烃和干气。
气体分离经过处理的油品和气体分别进入相应的储罐或装置进行储存或进一步加工。
炼油生产安全技术一催化裂化的装置简介类型及工艺流程催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。
有了微球催化剂,才出现了流化床催化裂化装置;分子筛催化剂的出现,才发展了提升管催化裂化。
选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。
催化裂化装置通常由三大部分组成,即反应?再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。
其中反应--再生系统是全装置的核心,现以高低并列式提升管催化裂化为例,对几大系统分述如下:㈠反应--再生系统新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合,进入加热炉预热到370 C左右,由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部,油浆不经加热直接进入提升管,与来自再生器的高温(约650 C ~700C )催化剂接触并立即汽化,油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管,经快速分离器分离后,大部分催化剂被分出落入沉降器下部,油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段,用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。
待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器,与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层,进行再生反应,同时放出大量燃烧热,以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650 C ~68 0 C )。
再生器维持0.15MPa~0∙25MPa (表)的顶部压力,床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。
再生后的催化剂经淹流管,再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。
烧焦产生的再生烟气,经再生器稀相段进入旋风分离器,经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂,烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。
再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO 为了利用其热量,不少装置设有Co锅炉,利用再生烟气产生水蒸汽。
对于操作压力较高的装置,常设有烟气能量回收系统,利用再生烟气的热能和压力作功,驱动主风机以节约电能。
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简述催化裂化工艺流程催化裂化的流程主要包括三个部分:①原料油催化裂化;②催化剂再生;③产物分离。
原料喷入提升管反应器下部,在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。
反应温度480~530℃,压力0.14~0.2MPa (表压)。
反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器(简称旋分器),分离后,进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。
裂化气经压缩后去气体分离系统。
结焦的催化剂在再生器用空气烧去焦炭后循环使用,再生温度为600~730℃。
5.1反应部分原料经换热后与回炼油混合经对称分布物料喷嘴进入提升管,并喷入燃油加热,上升过程中开始在高温和催化剂的作用下反应分解,进入沉降器下段的气提段,经汽提蒸汽提升进入沉降器上段反应分解后反应油气和催化剂的混合物进入沉降器顶部的旋风分离器(一般为多组),经两级分离后,油气进入集气室,并经油气管道输送至分馏塔底部进行分馏,分离出的催化剂则从旋分底部的翼阀排出,到达沉降器底部经待生斜管进入再生器底部的烧焦罐。
5.2再生部分再生器阶段,催化剂因在反应过程中表面会附着油焦而活性降低,所以必须进行再生处理,首先主风机将压缩空气送入辅助燃烧室进行高温加热,经辅助烟道通过主风分布管进入再生器烧焦罐底部,从反应器过来的催化剂在高温大流量主风的作用下被加热上升,同时通过器壁分布的燃油喷嘴喷入燃油调节反应温度,这样催化剂表面附着的油焦在高温下燃烧分解为烟气,烟气和催化剂的混合物继续上升进入再生器继续反应,油焦未能充分反应的催化剂经循环斜管会重新进入烧焦罐再次处理。
最后烟气及处理后的催化剂进入再生器顶部的旋风分离器进行气固分离,烟气进入集气室汇合后排入烟道,催化剂进入再生斜管送至提升管。
5.3烟气利用再生器排除的烟气一般还要经三级旋风分离器再次分离回收催化剂,高温高速的烟气主要有两种路径,一、进入烟机,推动烟机旋转带动发电机或鼓风机;二、进入余热锅炉进行余热回收,最后废气经工业烟囱排放。
重油催化裂化装置主要工艺流程说明一. 反再系统1.反应部分混合蜡油和常(减)压渣油分别由罐区原料罐送入装置内的静态混合器(D-214)混合均匀后,进入原料缓冲罐(D-203/1),然后用原料泵(P-201/1.2)抽出,经流量控制阀(8FIC-230)后与一中回流换热(E-212/1.2),再与油浆(E-201/1.2)换热至170~220℃,与回炼油一起进入静态混合器(D-213)混合均匀。
在注入钝化剂后分三路(三路设有流量控制)与雾化蒸汽一起经六个进料喷嘴进入提升管,与从二再来的高温再生催化剂接触并立即汽化,裂化成轻质产品(液化气、汽油、柴油)并生成油浆、干气及焦炭。
新增焦化蜡油流程:焦化蜡油进装后先进焦化蜡油缓冲罐(D-203/2),然后经焦化蜡油泵(P-201/3.4)提压至1.3MPa 后分为两路:一路经焦化蜡油进提升管控制阀(8FIC242)进入提升管反应器的回炼油喷嘴或油浆喷嘴,剩余的焦化蜡油经另一路通过D-203/2的液位控制阀(8LIC216)与进装蜡油混合后进入原料油缓冲罐(D-203/1)。
新增常压热渣油流程:为实现装置间的热联合,降低装置能耗,由南常减压装置分出一路热常渣(约350℃),经8FIQC530直接进入D-213(原料油与回炼油混合器)前,与原料混合均匀后进入提升管原料喷嘴。
反应油气、水蒸汽、催化剂经提升管出口快分器分离出大部分催化剂,反应油气经过沉降器稀相沉降,再经沉降器(C-101)内四组单级旋风分离器分离出绝大部分催化剂,反应油气、蒸汽、连同微量的催化剂细粉经大油气管线至分馏塔人档下部。
分馏塔底油浆固体含量控制<6g/L。
旋分器分出的催化剂通过料腿返回到汽提段,料腿装有翼阀并浸没在汽提段床层中,保证具有正压密封,防止气体短路,汽提蒸汽经环形分布器进入汽提段的上中下三个部位使催化剂不仅处于流化状态,并汽提掉催化剂夹带的烃油气,汽提后的催化剂通过待生滑阀进入一再催化剂分布器。
催化裂化的拆置简介及工艺过程之阳早格格创做概括催化裂化技能的死长稀切依好于催化剂的死长.有了微球催化剂,才出现了流化床催化裂化拆置;分子筛催化剂的出现,才死长了提下管催化裂化.采用相宜的催化剂对付于催化裂化历程的产品产率、产品本量以及经济效率具备要害效率.催化裂化拆置常常由三大部分组成,即反应/复活系统、分馏系统战吸支宁静系统.其中反应––复活系统是齐拆置的核心,现以下矮并列式提下管催化裂化为例,对付几大系统分述如下:(一)反应––复活系统新陈本料(减压馏分油)通过一系列换热后与回炼油混同,加进加热炉预热到370℃安排,由本料油喷嘴以雾化状态喷进提下管反应器下部,油浆没有经加热曲交加进提下管,与去自复活器的下温(约650℃~700℃)催化剂交触并坐时汽化,油气与雾化蒸汽及预提下蒸汽所有携戴着催化剂以7米/秒~8米/秒的下线速通过提下管,经赶快分散器分散后,大部分催化剂被分出降进重降器下部,油气携戴少量催化剂经二级旋风分散器分出夹戴的催化剂后加进分馏系统.积有焦冰的待死催化剂由重降器加进其底下的汽提段,用过热蒸气举止汽提以脱除吸附正在催化剂表面上的少量油气.待死催化剂经待死斜管、待死单动滑阀加进复活器,与去自复活器底部的气氛(由主风机提供)交触产死流化床层,举止复活反应,共时搁出洪量焚烧热,以保护复活器脚够下的床层温度(稀相段温度约650℃~680℃).复活器保护0.15MPa~0.25MPa(表)的顶部压力,床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒.复活后的催化剂经淹流管,复活斜管及复活单动滑阀返回提下管反应器循环使用.烧焦爆收的复活烟气,经复活器稀相段加进旋风分散器,经二级旋风分散器分出携戴的大部分催化剂,烟气经集气室战单动滑阀排进烟囱.复活烟气温度很下而且含有约5%~10%CO,为了利用其热量,很多拆置设有CO锅炉,利用复活烟气爆收火蒸汽.对付于支配压力较下的拆置,常设有烟气能量回支系统,利用复活烟气的热能战压力做功,启动主风机以俭朴电能.(二)分馏系统分馏系统的效率是将反应/复活系统的产品举止分散,得到部分产品战半兴品.由反应/复活系统去的下温油气加进催化分馏塔下部,经拆有挡板的脱过热段脱热后加进分馏段,经分馏后得到富气、细汽油、沉柴油、重柴油、回炼油战油浆.富气战细汽油去吸支宁静系统;沉、重柴油经汽提、换热或者热却后出拆置,回炼油返回反应––复活系统举止回炼.油浆的一部分支反应复活系统回炼,另一部分经换热后循环回分馏塔.为了与走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相背荷分集匀称,正在塔的分歧位子分别设有4个循环回流:顶循环回流,一中段回流、二中段回流战油浆循环回流.催化裂化分馏塔底部的脱过热段拆有约十块人字形挡板.由于进料是460℃以上的戴有催化剂粉终的过热油气,果此必须先把油气热却到鼓战状态并洗下夹戴的粉尘以便举止分馏战预防阻碍塔盘.果此由塔底抽出的油浆经热却后返回人字形挡板的上圆与由塔底上去的油气顺流交触,一圆里使油气热却至鼓战状态,另一圆里也洗下油气夹戴的粉尘.(三)吸支--宁静系统从分馏塔顶油气分散器出去的富气中戴有汽油组分,而细汽油中则溶解有C3、C4以至C2组分.吸支––宁静系统的效率便是利用吸支战细馏的要领将富气战细汽油分散成搞气(≤C2)、液化气(C3、C4)战蒸汽压合格的宁静汽油.拆置简介(一)拆置死长及其典型1.拆置死长催化裂化工艺爆收于20世纪40年代,是炼油厂普及本油加工深度的一种重油沉量化的工艺.20世纪50年代初由ESSO公司(好国)推出了Ⅳ型流出催化拆置,使用微球催化剂(仄稳粒径为60—70tan),进而使催化裂化工艺得到极大死长.1958年尔国第一套移动床催化裂化拆置正在兰州炼油厂投产.1965年尔国自己安排制制动工的Ⅳ型催化拆置正在抚顺石油二厂投产.通过近40年的死长,催化裂化已成为炼油厂最要害的加工拆置.停止1999年底,尔国催化裂化加工本领达8809.5×104t/a,占一次本油加工本领的33.5%,是加工比率最下的一种拆置,拆置规模由(34—60)×104t/a 死长到海内最大300×104t/a,海中为675×104t/a.随着催化剂战催化裂化工艺的死长,其加工本料由重量化、劣量化死长至暂时齐减压渣油催化裂化.根据脚法产品的分歧,有探供最大气体支率的催化裂解拆置(DCC),有探供最大液化气支率的最洪量下辛烷值汽油的MGG工艺等,为了符合以上的死长,相映推出了二段复活、富氧复活等工艺,进而使催化裂化拆置背着工艺技能进步、经济效率更佳的目标死长.2.拆置的主要典型催化裂化拆置的核心部分为反应—复活单元.反应部分有床层反应战提下管反应二种,随着催化剂的死长,暂时提下管反应已与代了床层反应.复活部分可分为真足复活战没有真足复活,一段复活战二段复活(真足复活即指复活烟气中CO含量为10—6级).从反应与复活设备的仄里安插去道又可分为下矮并列式战共轴式,典型的反应—复活单元睹图2—4、图2—5、图2—6、图2—7,其特性睹表2—11.(二)拆置单元组成与工艺过程催化裂化拆置的基础组成单元为:反应—复活单元,能量回支单元,分馏单元,吸支宁静单元.动做扩充部分有:搞气、液化气脱硫单元,汽油、液化气脱硫醇单元等.各单元效率介绍如下.(1)反应—复活单元重量本料正在提下管中与复活后的热催化剂交触反应后加进重降器(反应器),油气与催化剂经旋风分散器与催化剂分散,反应死成的气体、汽油、液化气、柴油等馏分与已反应的组分所有离启重降器加进分馏单元.反应后的附有焦冰的待死催化剂加进复活器用气氛烧焦,催化剂回复活性后再加进提下管介进反应,产死循环,复活器顶部烟气加进能量回支单元.(2)三机单元所谓三机系指主风机、气压机战删压机.如果将反一再单元动做拆置的核心部分,那么主风机便是催化裂化拆置的心净,其效率是将气氛支人复活器,使催化剂正在复活器中烧焦,将待死催化剂复活,回复活性以包管催化反应的继承举止.删压机是将主风机出心的气氛提压后动做催化剂输支的能源风、流化风、提下风,以脆持反—再系统催化剂的仄常循环.气压机的效率是将分馏单元的气体压缩降压后支人吸支宁静单元,共时通过安排气压机转数也可达到统制重降器顶部压力的脚法,那是包管反应复活系统压力仄稳的一个脚法.(3)能量回支单元利用复活器出心烟气的热能战压力使余热锅炉爆收蒸汽战烟气轮机做功、收电等,此举可大大降矮拆置能耗,暂时现有的重油催化裂化拆置有无此回支系统,其能耗可出进1/3安排.(4)分馏单元重降器出去的反应油气经换热后加进分馏塔,根据各物料的沸面好,从上至下分散为富气(至气压机)、细汽油、柴油、回炼油战油浆.该单元的支配对付齐拆置的仄安效率较大,一头一尾的支配尤为要害,即分馏塔顶压力、塔底液里的稳固是拆置仄安死产的有力包管,包管气压机人心搁火炬战油浆出拆置系统的通畅,是仄安死产的必备条件.(5)吸支宁静单元通过气压机压缩降压后的气体战去自分馏单元的细汽油,通过吸支宁静部分,分隔为搞气、液化气战宁静汽油.此单元是本拆置甲类伤害物量最集结的场合.(6)产品细制单元包罗搞气、液化气脱硫战汽油液化气脱硫醇单元该二部分,搞气、液化气正在胺液(乙醇胺、二乙醇胺、Ⅳ—甲基二乙醇胺等)效率下、吸支搞气、液化气中的H2S气体以达到脱除H2S的脚法.汽油战液化气正在碱液状态中正在磺化酞氰钴或者散酞氰钻效率下将硫醇氧化为二硫化物,以达到脱除硫醇的脚法.2.工艺过程工艺准则过程睹图2—8.本料油由罐区或者其余拆置(常减压、润滑油拆置)支去,加进本料油罐,由本料泵抽出,换热至200—300°C安排,分馏塔去的回炼油战油浆所有加进提下管的下部,与由复活器复活斜管去的650~700°C复活催化剂交触反应,而后经提下管上部加进分馏塔(下部);反应完的待死催化剂加进重降器下部汽提段.被汽提蒸汽与消油气的待死剂通过待死斜管加进复活器下部烧焦罐.由主风机去的气氛支人烧焦罐烧焦,并共待死剂一道加进复活器继承烧焦,烧焦复活后的复活催化剂由复活斜管进人提下管下部循环使用.烟气经一、二、三级旋分器分散出催化剂后,其温度正在650~700°C,压力0.2-0.3MPa(表),进人烟气轮机做功戴动主风机,其后温度为500—550°C,压力为0.01MPa(表)安排,再加进兴热锅炉爆收蒸汽,收汽后的烟气(温度约莫为200℃安排)通过烟囱排到大气.反应油气加进分馏塔后,最先脱过热,塔底油浆(油浆中含有2%安排催化剂)分二路,一路至反应器提下管,另一路经换热器热却后出拆置.脱过热后油气降下,正在分馏塔内自上而下分散出富气、细汽油、沉柴油、回炼油.回炼油去提下管再反应,沉柴油经换热器热却后出拆置,富气经气压机压缩后与细汽油共进吸支塔,吸支塔顶的贫气加进再吸支塔由沉柴油吸支其中的C4-C5,再吸支塔顶搞气加进搞气脱硫塔脱硫后动做产品出拆置,吸支塔底富吸支油加进脱吸塔以脱除其中的C2.塔底脱乙烷汽油加进宁静塔,宁静塔底油经碱洗后加进脱硫醇单元脱硫醇后出拆置,宁静塔顶液化气加进脱硫塔脱除H,S,再加进脱硫醇单元脱硫醇后出拆置.(脱硫脱硫醇已绘出)(三)化教反应历程1.催化裂化反应的特性催化裂化反应是正在催化剂表面上举止的,其反应历程的7个步调如下:①气态本料分子从合流扩集到催化剂表面;②本料分子沿催化剂中背内扩集;③本料分子被催化剂活性核心吸附;④本料分子爆收化教反应;⑤产品分子从催化剂内表面脱附;⑥产品分子由催化剂中背中扩集;⑦产品分子扩集到合流中.重量本料反应死成脚法产品可用下图表示:2.催化裂化反应种类石油馏分是由格中搀纯的烃类战非烃类组成,其反应历程格中搀纯,种类繁琐,大概分为几个典型.(1)裂化反应是主要的反应.即C—C键断裂,大分子形成小分子的反应.(2)同构化反应是要害的反应.即化合物的相对付分子量没有变,烃类分子结媾战空间位子变更,所以催化裂化产品中会有较多同构烃.(3)氢变化反应是一个烃分子上的氢脱下去加到另一个烯烃分子上,使其烯烃鼓战,该反应是催化裂化特有的反应.虽然氢变化反应会使产品安靖性变佳,然而是大分子的烃类反应脱氢将死成焦冰.(4)芳构化反应烷烃、烯烃环化死成环烷烃战环烯烃,而后进一步氢变化反应死成芳烃,由于芳构化反应使汽油、柴油中芳烃较多.除以上反应中,另有甲基变化反应、叠合反应战烷基化反应等.(四)主要支配条件及工艺技能特性1.主要支配条件果分歧的工艺支配条件没有尽相共,表2—12列出普遍一段复活催化裂化的主要支配条件.2.工艺技能特性(1)微球催化剂的气—固流态化催化裂化确切一面该当喊做流化催化裂化.微球催化剂(60—70/1m粒径)正在分歧气相线速下浮现分歧状态,可分为牢固床(即催化剂没有动)、流化床(即催化剂只正在一定的空间疏通)战输支床(即催化剂与气相介量一共疏通而离启本去的空间)三种.催化裂化的提下管反应是输支床,而复活器中待死催化剂的烧焦历程是流化床,所以微球催化剂的气—固流态化是催化裂化工艺得以死长的前提,进而使反应—复活能正在分歧的条件下得以真止.(2)催化裂化的化教反应最主要的反应是大分子烃类裂化为小分子烃类的化教反应,进而使本油中大于300℃馏分的烃类死成小分子烃类、气体、液化气、汽油、柴油等,极天里减少了炼油厂的沉量油支率,并能副产气体战液化气.(五)催化剂及帮剂1.催化剂烃类裂化反应,应用热裂化工艺也能完毕,然而是有了催化剂的介进,其化教反应办法分歧,所以引导二类工艺的产品本量战产品分集皆分歧.暂时催化裂化所使用的催化剂皆是分子筛微球催化剂,根据分歧产品央供可制制出百般型号的催化剂.然而其使用本能央供是共共的,即下活性战采用性,良佳的火热宁静性,抗硫、氮、重金属的中毒;佳的强度,易复活,流化本能佳等.暂时罕睹的有重油催化裂化催化剂、死产下辛烷值汽油催化剂、最大沉量油支率催化剂、减少液化气支率催化剂战催化裂解催化剂等.由于催化裂化本料的重量化,使重油催化剂死长格中赶快,暂时海内齐渣油型催化剂本能睹表2—13. 2.催化裂化帮剂为了补充催化剂的其余本能,连年去死长了多种起辅帮效率的帮催化剂,那些帮剂均以剂的办法,加到裂化催化剂中起到除催化裂化历程中的其余效率.如促进复活烟气中CO 变化为C02,普及汽油辛烷值,钝化本料中重金属对付催化剂活性毒性,降矮烟气中的SOx的含量等百般帮剂,它们绝大普遍也是制制成与裂化催化剂一般的微球分别加进复活器内,然而占总剂量很少,普遍正在1%—3%,所以每天增加量惟有10-1000kS/d安排.CO帮焚剂为SiO2—Al2O3细粉上载有活性金属铂制成.辛烷值帮剂大多是含有15%-20%ZSM—5分子筛的Si—Al 微球剂.而金属钝化剂为液态型含锑的化合物,将其注进本料油中,使其领会的金属锑重积正在催化剂上以钝化Ni的活性.(六)本料及产品本量1.催化裂化本资料百般催化裂化所使用的本资料没有尽相共,现将普遍所使用的本资料主要本量汇总,睹表2—14.2.产品本量产品本量睹表2-15。
催化裂化装置工艺流程
《催化裂化装置工艺流程》
催化裂化装置是石油化工行业中常见的一种重要装置,主要用于将重质石油原料加工成轻质高值产品,如汽油、柴油和航空燃料。
在催化裂化装置中,石油原料通过加热和催化剂的作用,发生分子内部的饱和碳链裂解,生成较轻的烃类产品,并产生丰富的芳烃和液化石油气。
催化裂化装置的工艺流程通常包括以下几个主要步骤:
1. 原料加热:首先,将经过预处理的重质石油原料送入加热炉中进行加热,使其达到裂化反应的最佳温度。
2. 催化裂化:加热后的石油原料进入裂化反应器,与催化剂接触,发生裂化反应。
在裂化过程中,重质烃分子会发生碳链裂解,生成较轻的烃类产品,包括汽油、柴油和液化石油气。
3. 分离和净化:裂化反应产物进入分馏塔,通过精馏、冷却和净化等步骤,将不同碳数的烃类产品进行分离,以得到所需的轻质产品。
4. 再生催化剂:随着反应的进行,催化剂会逐渐失活,需要通过再生来恢复其活性。
再生催化剂的过程包括焙烧和再活化,以保持催化剂的活性和稳定性。
以上便是催化裂化装置的基本工艺流程。
该装置能够将重质石
油原料转化为高附加值的轻质产品,对于提高石油炼制的产出和质量具有重要意义。
同时,催化裂化装置的工艺流程也在不断优化和改进,以适应不断变化的市场需求和环保要求。
催化裂化的装置简介及工艺流程概述催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。
有了微球催化剂,才出现了流化床催化裂化装置;分子筛催化剂的出现,才发展了提升管催化裂化。
选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。
催化裂化装置通常由三大部分组成,即反应/再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。
其中反应––再生系统是全装置的核心,现以高低并列式提升管催化裂化为例,对几大系统分述如下:(一)反应––再生系统新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合,进入加热炉预热到370℃左右,由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部,油浆不经加热直接进入提升管,与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化,油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管,经快速分离器分离后,大部分催化剂被分出落入沉降器下部,油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段,用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。
待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器,与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层,进行再生反应,同时放出大量燃烧热,以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~680℃)。
再生器维持0.15MPa~0.25MPa(表)的顶部压力,床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。
再生后的催化剂经淹流管,再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。
烧焦产生的再生烟气,经再生器稀相段进入旋风分离器,经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂,烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。
再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO,为了利用其热量,不少装置设有CO锅炉,利用再生烟气产生水蒸汽。
对于操作压力较高的装置,常设有烟气能量回收系统,利用再生烟气的热能和压力作功,驱动主风机以节约电能。
(二)分馏系统分馏系统的作用是将反应/再生系统的产物进行分离,得到部分产品和半成品。
由反应/再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部,经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段,经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。
富气和粗汽油去吸收稳定系统;轻、重柴油经汽提、换热或冷却后出装置,回炼油返回反应––再生系统进行回炼。
油浆的一部分送反应再生系统回炼,另一部分经换热后循环回分馏塔。
为了取走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀,在塔的不同位置分别设有4个循环回流:顶循环回流,一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。
催化裂化分馏塔底部的脱过热段装有约十块人字形挡板。
由于进料是460℃以上的带有催化剂粉末的过热油气,因此必须先把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。
因此由塔底抽出的油浆经冷却后返回人字形挡板的上方与由塔底上来的油气逆流接触,一方面使油气冷却至饱和状态,另一方面也洗下油气夹带的粉尘。
(三)吸收--稳定系统从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分,而粗汽油中则溶解有C3、C4甚至C2组分。
吸收––稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气(≤C2)、液化气(C3、C4)和蒸汽压合格的稳定汽油。
装置简介(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。
各单元作用介绍如下。
(1)反应—再生单元重质原料在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器(反应器),油气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离,反应生成的气体、汽油、液化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元。
反应后的附有焦炭的待生催化剂进入再生器用空气烧焦,催化剂恢复活性后再进入提升管参加反应,形成循环,再生器顶部烟气进入能量回收单元。
(2)三机单元所谓三机系指主风机、气压机和增压机。
如果将反一再单元作为装置的核心部分,那么主风机就是催化裂化装置的心脏,其作用是将空气送人再生器,使催化剂在再生器中烧焦,将待生催化剂再生,恢复活性以保证催化反应的继续进行。
增压机是将主风机出口的空气提压后作为催化剂输送的动力风、流化风、提升风,以保持反—再系统催化剂的正常循环。
气压机的作用是将分馏单元的气体压缩升压后送人吸收稳定单元,同时通过调节气压机转数也可达到控制沉降器顶部压力的目的,这是保证反应再生系统压力平衡的一个手段。
(3)能量回收单元利用再生器出口烟气的热能和压力使余热锅炉产生蒸汽和烟气轮机作功、发电等,此举可大大降低装置能耗,目前现有的重油催化裂化装置有无此回收系统,其能耗可相差1/3左右。
(4)分馏单元沉降器出来的反应油气经换热后进入分馏塔,根据各物料的沸点差,从上至下分离为富气(至气压机)、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。
该单元的操作对全装置的安全影响较大,一头一尾的操作尤为重要,即分馏塔顶压力、塔底液面的平稳是装置安全生产的有力保证,保证气压机人口放火炬和油浆出装置系统的通畅,是安全生产的必备条件。
(5)吸收稳定单元经过气压机压缩升压后的气体和来自分馏单元的粗汽油,经过吸收稳定部分,分割为干气、液化气和稳定汽油。
此单元是本装置甲类危险物质最集中的地方。
(6)产品精制单元包括干气、液化气脱硫和汽油液化气脱硫醇单元该两部分,干气、液化气在胺液(乙醇胺、二乙醇胺、Ⅳ—甲基二乙醇胺等)作用下、吸收干气、液化气中的H2S气体以达到脱除H2S的目的。
汽油和液化气在碱液状态中在磺化酞氰钴或聚酞氰钻作用下将硫醇氧化为二硫化物,以达到脱除硫醇的目的。
2.工艺流程工艺原则流程见图2—8。
原料油由罐区或其他装置(常减压、润滑油装置)送来,进入原料油罐,由原料泵抽出,换热至200—300°C左右,分馏塔来的回炼油和油浆一起进入提升管的下部,与由再生器再生斜管来的650~700°C再生催化剂接触反应,然后经提升管上部进入分馏塔(下部);反应完的待生催化剂进入沉降器下部汽提段。
被汽提蒸汽除去油气的待生剂通过待生斜管进入再生器下部烧焦罐。
由主风机来的空气送人烧焦罐烧焦,并同待生剂一道进入再生器继续烧焦,烧焦再生后的再生催化剂由再生斜管进人提升管下部循环使用。
烟气经一、二、三级旋分器分离出催化剂后,其温度在650~700°C,压力0.2-0.3MPa(表),进人烟气轮机作功带动主风机,其后温度为500—550°C,压力为0.01MPa(表)左右,再进入废热锅炉发生蒸汽,发汽后的烟气(温度大约为200℃左右)通过烟囱排到大气。
反应油气进入分馏塔后,首先脱过热,塔底油浆(油浆中含有2%左右催化剂)分两路,一路至反应器提升管,另一路经换热器冷却后出装置。
脱过热后油气上升,在分馏塔内自上而下分离出富气、粗汽油、轻柴油、回炼油。
回炼油去提升管再反应,轻柴油经换热器冷却后出装置,富气经气压机压缩后与粗汽油共进吸收塔,吸收塔顶的贫气进入再吸收塔由轻柴油吸收其中的C4-C5,再吸收塔顶干气进入干气脱硫塔脱硫后作为产品出装置,吸收塔底富吸收油进入脱吸塔以脱除其中的C2。
塔底脱乙烷汽油进入稳定塔,稳定塔底油经碱洗后进入脱硫醇单元脱硫醇后出装置,稳定塔顶液化气进入脱硫塔脱除H,S,再进入脱硫醇单元脱硫醇后出装置。
(脱硫脱硫醇未画出)(三)化学反应过程1.催化裂化反应的特点催化裂化反应是在催化剂表面上进行的,其反应过程的7个步骤如下:①气态原料分子从主流扩散到催化剂表面;②原料分子沿催化剂外向内扩散;③原料分子被催化剂活性中心吸附;④原料分子发生化学反应;⑤产品分子从催化剂内表面脱附;⑥产品分子由催化剂外向外扩散;⑦产品分子扩散到主流中。
重质原料反应生成目的产品可用下图表示:2.催化裂化反应种类石油馏分是由十分复杂的烃类和非烃类组成,其反应过程十分复杂,种类繁多,大致分为几个类型。
(1)裂化反应是主要的反应。
即C—C键断裂,大分子变为小分子的反应。
(2)异构化反应是重要的反应。
即化合物的相对分子量不变,烃类分子结构和空间位置变化,所以催化裂化产物中会有较多异构烃。
(3)氢转移反应是一个烃分子上的氢脱下来加到另一个烯烃分子上,使其烯烃饱和,该反应是催化裂化特有的反应。
虽然氢转移反应会使产品安定性变好,但是大分子的烃类反应脱氢将生成焦炭。
(4)芳构化反应烷烃、烯烃环化生成环烷烃和环烯烃,然后进一步氢转移反应生成芳烃,由于芳构化反应使汽油、柴油中芳烃较多。
除以上反应外,还有甲基转移反应、叠合反应和烷基化反应等。
(四)主要操作条件及工艺技术特点1.主要操作条件因不同的工艺操作条件不尽相同,表2—12列出一般一段再生催化裂化的主要操作条件。
2.工艺技术特点(1)微球催化剂的气—固流态化催化裂化确切一点应该叫作流化催化裂化。
微球催化剂(60—70/1m粒径)在不同气相线速下呈现不同状态,可分为固定床(即催化剂不动)、流化床(即催化剂只在一定的空间运动)和输送床(即催化剂与气相介质一同运动而离开原来的空间)三种。