炼油工艺学第十章 催化裂化第一节 催化裂化概述
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名词解释:1.催化裂化:催化裂化是在0.1~0.3MPa、500℃左右的温度及催化剂作用下,重质原料油发生以裂解为主的一系列化学反应,转化为气体、汽油、柴油、油浆及焦炭的工艺过程。
2.催化剂活性:催化剂的活性就是能加快反应速度的性能。
3.二次燃烧:由过剩O2含量太高,再生器密相床烧焦产生的CO在稀相段或集气室燃烧,放出大量热量而烧坏设备。
4氢转移反应:某烃分子上的氢脱下来立即加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
5碳堆积:再生器烧焦能力低或供氧不足,反应生成的焦炭烧为完全,使催化剂活性及选择性下降,又至使反应时生焦量增大,再生器烧焦更不完全,这样造成恶性循环,使催化剂上焦炭迅速增大,这就是碳堆积。
简答题1.简述催化裂化的化学反应分解反应、异构化反应,氢转移反应,烷基化反应,芳构化反应,烷基化反应、生焦反应2.列出芳烃转化的催化剂种类有酸性催化剂和固体酸,固体酸又分为浸附在适当载体上的质子酸;浸附在适当酸性卤化物,混合氧化物催化剂,贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂;分子筛催化剂3.C8芳烃异构化反应所用的催化剂无定型SiO2-Al2O3催化剂,负载型铂催化剂。
ZSM催化剂,HF-BF3催化剂4.简述目前工业上分离对二甲苯的方法?答:深冷结晶法,络合分离法,吸附分离法5.简述开发芳烃转化工艺的原因不同来源的各种芳烃馏分组成是不同的,能得到各种芳烃的产量也不同,因此如果仅从这里取得芳烃,必然导致供需矛盾,所以用该工艺调节芳烃产量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。
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。
为什么催化裂化产物中多β烯烃?伯正碳离子易转为仲正碳离子,放出H+形成β烯烃。
催化裂化的原料和产品有什么特点?答:主要原料有:直馏馏分油、常压渣油、脱沥青油、焦化蜡油、减压渣油等。
主要产品有液化气、汽油、柴油、油浆等。
教案叶蔚君5.1催化裂化的工艺特点及基本原理[引入]:先提问复习,再从我国催化裂化汽油产量所占汽油总量的比例引入本章内容。
[板书]:催化裂化一、概述1、催化裂化的定义、反应原料、反应产物、生产目的[讲述]:1.催化裂化的定义(重质油在酸性催化剂存在下,在470~530O C的温度和0.1~0.3MPa的条件下,发生一系列化学反应,转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。
)、反应原料:重质油;(轻质油、气体和焦炭)、(轻质油);[板书]2.催化裂化在炼油厂申的地位和作用:[讲述]以汽油为例,据1988年统计,全世界每年汽油总消费量约为6.5亿吨以上,我国汽油总产量为1750万吨,从质量上看,目前各国普通级汽油一般为90-92RON、优质汽油为96-98RON,我国1988年颁布车用汽油指标有两个牌号,其研究法辛烷值分别为不低于90和97。
但是,轻质油品的来源只靠直接从原油中蒸馏取得是远远不够的。
一般原油经常减压蒸馏所提供的汽油、煤油和柴油等轻质油品仅有10-40%,如果要得到更多的轻质产品以解决供需矛盾,就必须对其余的生质馏分以及残渣油进行二次加工。
而且,直馏汽油的辛烷值太低,一般只有40-60MON,必须与二次加工汽油调合使用。
国内外常用的二次加工手段主要有热裂化、焦化、催化裂化和加氢裂化等。
而热裂化由于技术落后很少发展,而且正逐渐被淘汰,焦化只适用于加工减压渣油,加氢裂化虽然技术上先进、产品收率高、质量好、灵活性大,但设备复杂,而且需大量氢气,因此,技术经济上受到一定限制,所以,使得催化裂化在石油的二次加工过程中占居着重要地位(在各个主要二次加工工艺中居于首位)。
特别是在我国,车用汽油的组成最主要的是催化裂化汽油,约占近80%。
因此,要改善汽油质量提高辛烷值,首先需要把催化裂化汽油辛烷值提上去。
目前我国催化裂化汽油辛烷值RON偏低,必须采取措施改进工艺操作,提高催化剂质量,迅速赶上国际先进水平。
催化裂化知识催化裂化是一种重要的炼油工艺,通过催化剂的作用将重质石油馏分转化为轻质产品。
在催化裂化过程中,石油馏分经过加热后与催化剂接触,发生裂化反应,生成较轻质的烃类化合物。
催化裂化技术广泛应用于石油炼制行业,使得石油资源得以充分利用。
催化裂化的原理是通过催化剂的作用降低反应的活化能,加快反应速率。
催化剂是一种能够提供活性位点的物质,它能够吸附反应物分子并改变其化学键,从而促进反应的进行。
常用的催化剂有酸性催化剂、碱性催化剂和金属催化剂等。
在催化裂化过程中,石油馏分首先被预热至适宜的温度,然后进入催化剂床层。
在催化剂的作用下,石油馏分中的大分子化合物发生裂化反应,生成烃类产品。
裂化反应主要包括裂解、重排和异构化等过程。
裂解是指将长链烃分子裂解为短链烃分子,重排是指短链烃分子发生位置变化,异构化是指短链烃分子发生结构变化。
催化裂化的反应条件主要包括温度、压力和催化剂的选择等。
温度是影响催化裂化反应速率和产物分布的重要因素。
适宜的温度能够提高反应速率,但过高的温度会导致生成焦炭等副产物。
压力对催化裂化反应的影响相对较小,一般较低的压力即可满足反应的需求。
催化剂的选择对反应的效果有着重要影响,不同的催化剂对产品分布、产率和选择性有不同的影响。
催化裂化技术的应用使得石油炼制过程更加灵活多样,能够根据市场需求灵活调整产品结构。
通过合理的催化剂设计和反应条件控制,可以实现不同产品的选择性裂化。
催化裂化不仅能够提高汽油产率,还能够产生重要的石化原料,如乙烯、丙烯等。
催化裂化技术的发展也为石油炼制行业的绿色转型提供了重要支持。
然而,催化裂化过程中也存在一些问题。
首先,催化剂的失活是一个严重的问题,随着反应的进行,催化剂会逐渐失去活性,需要定期更换。
其次,催化裂化反应的过程较复杂,需要综合考虑反应的热力学和动力学特性,以及催化剂的选择和反应条件的控制。
此外,催化裂化过程中还会产生大量的副产物,如焦炭和烟气,对环境造成一定的污染。
一、催化裂化概况1.催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一,65% 的汽油和17%的柴油馏分来自于催化裂化2.催化裂化于1936年实现工业化3.催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下,在500℃左右、1×105~3×105Pa下发生裂解,生产轻质油、气体和焦炭的过程4.催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居首位高价值的目标产品是液化气和汽油。
三、反应-再生:1.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,目前提升管反应已逐步取代了床层反应。
2.从反应器和再生器平面布置可分为高低并列式和同轴式。
3.反应部分包括提升管反应器和沉降器。
4.再生工艺可分为完全再生和不完全再生,一段和二段再生。
四、分馏系统:1.主分馏塔的作用是使高温反应油气降温并回收液体产品。
从反应器出来的高温蒸气产物从靠近底部的位置进入主分馏塔。
烃类蒸气在塔中向上流经塔板和(或)填料,通过烃组分的冷凝和重新气化而完成分馏过程。
2.主分馏塔的操作与原油蒸馏塔类似,但有两点不同之处:第一,在分馏开始之前,反应器流出的蒸气必须经过冷却。
第二,大量气体与不稳定汽油一起到达塔顶,需要进一步分离。
3.主分馏塔的底部为换热区。
用来促进气液接触的设备有人字挡板、圆形/环形塔盘以及栅格填料等。
冷的循环物料作为洗涤介质洗去夹在蒸气中的催化剂细粉并维持分馏塔底部温度低于结焦温度,一般在360℃左右,我公司维持在320-340℃。
五、原料预热:1.原料缓存罐主要作用是应对外供物料量的波动,为不同进料提供混合所需的停留时间。
我公司催化进料缓冲罐以目前的进料速度计算,大概有50min的停留时间。
2.催化裂化原料进喷嘴前需要预热,降低原料油的粘度,保证雾化效果。
原料油越重需要越高的预热温度,以降低粘度。
过高的温度会降低剂油比,对产品分布有一定影响。
六、进料喷嘴—提升管:1.大多数FCC装置进料喷嘴是“升高”型的,位于提升管底部之上5-12m的位置(我公司约7m),提供催化剂分散流化空间。