催化裂化技术20100704
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催化裂化技术介绍MIP-CGPMIP-CGP:即增产丙烯、多产异构化烷烃的清洁汽油生产技术,该技术是中国石化石油化工科学院(石科院)在多产异构烷烃的催化裂化技术基础上开发出来的一种生产汽油组成满足欧ⅲ排放标准并增产丙烯的催化裂化工艺。
该工艺技术以重质油为原料,采用由串联提升管反应器构成的新型反应系统,在不同的反应区内设计与烃类反应相适应的工艺条件并充分利用专用催化剂结构和活性组元。
烃类在新型反应区内可选择性地转化,生成富含异构烷烃的汽油和丙烯,在生产清洁汽油的同时为石油化工装置提供更多的丙烯原料。
该工艺具有以下特点:①采用串联提升管反应器形式的反应系统,优化催化裂化的一次反应和二次反应,从而减少干气和焦炭产率,有利于产物分布的改善;②设计两个反应区,第一反应区以裂化反应为主;第二反应区以氢转移反应和异构化反应为主,适度二次裂化;③第一反应区反应温度更高,反应时间更短;第二反应区反应温度略低,主要以延长反应时间来促进二次反应,在二次裂化反应和氢转移反应的双重作用下,汽油从烯烃转化为丙烯和异构烷烃,汽油中的烯烃含量大幅度下降,同时汽油的辛烷值保持不变或略有增加;④专用催化剂具有强化不同反应区反应的功能,更好地满足该工艺生产方案的要求;⑤调变催化剂的裂化反应活性和氢转移反应活性以增加液化气的产率和液化气中的丙烯含量,从而提高丙烯产率和降低汽油烯烃含量。
基于上述特点,原料油在第一反应区内一次裂化反应深度增加,从而生成更多的富含烯烃的汽油和富含丙烯的液化气;在第二反应区内,汽油中的烯烃发生氢转移、异构化反应和二次裂化反应,从而降低汽油中的烯烃含量和增加液化气产率和丙烯产率。
多产柴油和液化气的MGD技术MGD 技术是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的以重质油为原料,利用常规催化裂化装置同时多产液化气和柴油,并可显著降低汽油烯烃含量的工艺技术。
该技术与常规催化裂化技术相比,具有以下特点:(1)采用粗汽油控制裂化技术,增加液化气产率,降低汽油烯烃含量,调节裂化原料的反应环境以增加柴油馏份的生成和保留。
催化裂化的工艺特点及基本原理教案叶蔚君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。
催化裂化催化裂化技术的工业化始于1936年,半个多世纪以来,这一工艺得到了迅速发展,先后出现过多种形式的催化裂化工业装置。
固定床和移动床催化裂化是早期的工业装置,随着微球硅铝和沸石催化剂的出现,流化床和提升管催化裂化相继问世。
我国催化裂化工艺的发展,起点较高,发展迅速,目前,己拥有5 0万吨/年以上规模的催化裂化装置60余套,总加工能力4200万吨/年,占原油加工能力的30%左右。
我国催化裂化工业装置绝大部分是技术先进的提升管催化裂化(有些是由床屋流化催化裂化装置改建的)。
一.生产中几个常用的基本概念(一)转化率和回炼操作1.转化率转化率是原料转化为产品的百分率。
它是衡量反应深度的综合指标。
转化率又有总转化率和单程转化率之分。
总转化率是对新鲜原料而言,按惯例,工业上常用下式定义:2.回炼操作回炼操作又叫循环裂化。
由于新鲜原料经过一次反应后不能都变成要求的产晶,还有一部分和原料油馏程相近的中间馏分。
把这部分中间馏分送回反应器重新进行反应就叫回炼操作。
这部分中间馏分油就叫做回炼油(或称循环油)。
如果这部分循环油不去回炼而作为产晶进出装置,这种操作叫单程裂化。
用比较苛刻的操作条件,例如催化剂活性高、反应温度和再生条件苛刻等,采用单程裂化的方式进行生产可以达到一定的反应深度;在比较缓和的条件下,采用回炼操作,也可使新鲜原料达到相同的转化率。
两种方式对比,显然,采用回炼操作产品分布好,即轻质油收率高。
这是因为回炼操作条件缓和,汽油和柴油二次裂化少。
但是,回炼操作比单程裂化处理能力低,增加能耗。
因为回炼油是已经裂化过的馏分,它的化学组成和新鲜原料有区别,芳烃含量多,较难裂化。
总转化率是对新鲜原料而言的,总转化率高,说明新鲜原料最终反应深度大。
但是反应条件的苛刻程度或总进料油裂化的难易程度只有用单程转化率才能反映出来。
单程转化率表示为:式中回炼比是回炼油(包括回炼油浆)与新鲜原料重量之比,即:(二)空速和反应时间回炼比的大小由原料性质和生产方案决定,通常,多产汽油方案采用小回炼比,多产柴油方案用大回炼比。
催化裂化的反应过程安全技术一、裂化反应简介裂化反应,是指在高温和隔绝空气的条件下,烷烃分子中的C—C键或C—H 键发生断裂,由较大分子转变成较小分子的过程称为裂化反应。
反应原理裂化反应是C-C键断裂反应,反应速度较快。
一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。
烃类分子可能在碳-碳键、碳-氢键、无机原子与碳或氢原子之间的键处分裂。
在工业裂化过程中,主要发生的是前两类分裂。
在中国,习惯上把从重质油生产汽油和柴油的过程称为裂化;而把从轻质油生产小分子烯烃和芳香烃的过程称为裂解。
单纯的裂化反应是吸热反应,如果在裂化反应同时又发生大量的催化加氢反应(如加氢裂化),则为放热反应。
单纯的裂化是不可逆反应。
裂化反应的初次产品还会发生二次裂化反应,另外少量原料也会在裂化的同时发生缩合反应。
因此,裂化反应属于平行顺序反应类型。
化学特性工业上,烃类裂化过程是在加热,或同时有催化剂存在,或在临氢的条件下进行,这就是石油炼制过程中常用的热裂化、催化裂化和加氢裂化。
热裂化反应按自由基链反应机理进行,催化裂化反应按碳正离子链反应机理进行。
此两类反应的产品其性质和产率各不相同。
C16H34→C8H18+C8H16C8H18→C4H10+C4H8C4H10→CH4+C3H6反应需加热,裂化同干馏和钝化一样是化学变化。
催化裂化反应类型催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程,也是重油轻质化的核心工艺,是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。
催化裂化原料:重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油。
主要控制指标:金属含量和残碳值反应条件: 460~530℃,2~4atm,催化剂。
产品分布及特点:气体: 10~20%,气体中主要是C3、C4,烯烃含量很高汽油: 产率在 30~60%之间,ON高,RON可达90左右柴油: 产率在 0~40%, CN较低,需调和或精制油浆:产率在 0~10%焦炭: 产率在 5%~10%,C:H=1:0.3~12.单体烃的催化裂化反应各类单体烃的裂化反应(1)烷烃生成小分子的烷烃和烯烃,生成的烷烃还可以进一步分解成更小的分子。