催化裂化文献综述
- 格式:doc
- 大小:34.00 KB
- 文档页数:4
专业:高分子材料与工程班别:高分子10-2 姓名:梁江文石油的催化裂化技术摘要:石油是现代化工业的血液,在石油资源越来越枯竭的今天,石油冶炼技术中催化裂化技术的应用是保证油品的技术关键。
在我国的石油冶炼过程中,许多石油冶炼企业都把催化裂化技术看做是企业利益的中流砥柱。
伴随着催化裂化技术的不断发展,此技术已经成为我国石油冶炼、使用加工的重要使用手段,是我国石油冶炼的核心技术。
关键词:石油冶炼;催化裂化;现状及应用在我国的资源结构中,石油资源所占的比例很大,而我国石油资源的现状就是石油资源中超过60%的原油都所占比例大,轻质油品的含量较低,这就促使我国的石油冶炼企业的冶炼工艺向石油的深加工进一步的发展。
科技的进步使得石油冶炼技术中催化裂变的技术也在进一步的提高。
但我能明显的看到,在世界市场经济占主导地位的今天,我国的石油使用量极大的增长,而轻质原油的使用量更为突出,我国的现有冶炼技术还需要极大的提高,特别是石油催化裂化技术的提高,才能从根本上解决我国的使用进口缺口。
同时随着石油冶炼催化技术的提高,石油的纯度也会随着提高,汽车等使用石油作为燃料的动力其尾气的排放标准也将进一步的提高,也就使得全球的气候变暖进一步遏制。
使我国碳排放量居高不下的局面也能得到有效的缓解,从而使进出口贸易的壁垒进一步缩小。
因此,现有冶炼催化技术的提高,不仅能使得资源的利用更加的合理,同时也能提高我过石油冶炼的国际竞争力。
因此,本文将从我国现在石油企业冶炼催化裂化技术存在的问题和解决方案做简单论述。
一、催化裂化化裂化原料是原油通过原油蒸馏(或其他石油炼制过程)分馏所得的重质馏分油;或在重质馏分油中掺入少量渣油,或经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油;或全部用常压渣油或减压渣油。
在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上,缩合为焦炭,使催化剂活性下降,需要用空气烧去(见催化剂再生),以恢复催化活性,并提供裂化反应所需热量。
催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。
【文献综述】年产100万吨催化裂化装置设计文献综述化学工程与工艺年产100万吨催化裂化装置设计一.催化裂化的目的及意义众所周知,21世纪争夺的是能源,而石油和石油加工是当中的重中之重。
原油经过常减压蒸馏可以获得到汽油、煤油及柴油等轻质油品,但收率不高,只有10%~40%。
而且某些轻质油品的质量也不高,例如直馏汽油的马达法辛烷值一般只有40~60。
随着工业、农业、交通运输业以及国防工业等部门的迅速发展,对轻质油品的需求量日益增多,对质量的要求也越来越高。
这种供需矛盾促使炼油工业向原油二次加工方向发展,这样能进一步提高原油的加工深度,获得更多的轻质油品并提高其质量。
催化裂化(FCC)工艺是将重质油轻质化,目的产品是汽油、柴油和液化气。
由于转化率高,产品质量好,近半个世纪以来, FCC工艺技术和生产规模都有了很大的发展。
目前,催化裂化装置已成为炼油工业深度加工和汽油生产的主体装置[8]。
由于催化裂化投资和操作费用低,原料适应性强,转化率高,自1942年第一套工业化流化催化裂化装置运转以来,它已发展成为炼油厂中的核心加工工艺,是重油轻质化的主要手段之一,而我国石油资源中,原油大部分偏重,轻质油品含量低,这就更加决定了炼油工业必须走深加工的路线[9]。
从催化裂化技术角度来说,基本的是反应再生型式和催化剂性能两个方面的发展。
本设计是对催化裂化装置反应再生系统的工艺设计。
二. 催化裂化技术新进展1936年世界上第一套固定床催化裂化工业化装置问世,揭开了催化裂化工艺发展的序幕。
70多年来,无论是规模上还是技术上都有了巨大的发展。
在我国,经过几代人的不懈努力,FCC技术已经取得了很大进步,为世人瞩目,催化裂化掺炼渣油量不断上升,现已居世界的领先地位。
自1965年我国第一套流化催化裂化装置在抚顺石油二厂建成投产以来,经过40多年的发展,催化裂化及相关的工艺技术、催化剂制造、设备制造、生产管理等各个方面均取得了长足的进步。
技术与检测Һ㊀石油化工催化裂化工艺技术优化泥吉磊ꎬ许文明摘㊀要:通过催化裂化技术的应用ꎬ提高了原油的加工深度ꎬ并获得了合格的轻质油品ꎬ能够满足石油炼制生产工艺的技术要求ꎮ增加了精炼产品的种类ꎬ不断提高产品质量ꎬ并为石油化工企业创造了最佳的经济效益ꎮ文章探讨了石油化工催化裂化工艺技术ꎬ并提出了相应的优化措施ꎬ以促进石油化工企业的可持续发展ꎮ关键词:石油化工ꎻ催化裂化ꎻ工艺技术ꎻ优化一㊁石油化工催化裂化工艺技术综述催化裂化工艺技术在石油化工中的应用时间较长ꎬ其应用设备多为固定床㊁移动床以及提升管等ꎮ而其工作原理是采用分子筛催化剂ꎬ应用以上反应设备ꎬ依照特定工艺条件及催化裂化运行参数ꎬ将重油进行催化裂化继而得到合格汽油以及轻质柴油的过程ꎮ鉴于不同工艺技术的特点与优势ꎬ以及渣油炼制的具体过程ꎬ对现有催化裂化工艺采取最佳优化措施ꎬ以期实现以最少生产投入ꎬ获得最佳经济效益的目的ꎮ例如ꎬ选择最佳工艺参数ꎬ对获得高辛烷值汽油㊁提高轻质油收率㊁生产高十六烷值柴油都有促进作用ꎬ同时由渣油的催化裂化过程中还可产生液化气及丙烯类原料ꎮ该工艺使用的原材料为减压馏分油或渣油ꎬ也可使用经过优化处理后提纯出高质量的重质油ꎬ符合相关行业执行标准ꎮ二㊁石油化工催化裂化工艺技术优化(一)催化裂化工艺技术的生产流程优化现阶段的石油化工进行催化裂化生产过程包含五个主要组成部分ꎬ分别是反应再生组成部分㊁原油分馏组成部分㊁吸收稳定组成部分㊁产品的脱硫精制组成部分以及烟气能量回收组成部分ꎮ只有这五大组成部分统一协调ꎬ才能更高效的进行重质油的催化裂化反应ꎮ在催化裂化过程中ꎬ可以节约现有催化剂的使用比例ꎬ尽快让焦炭得到充分的燃烧ꎬ然后参与催化裂化的催化剂会进行反应再生组成部分中ꎬ经过一系列的反应再恢复催化剂的催化活性ꎬ确保催化剂可以进行二次催化利用ꎮ催化裂化的反应结果会得到更多的汽油㊁柴油以及裂解气等石油化工产品ꎬ可以满足现有已制订的重质油催化裂化的产品技术质量标准ꎬ为石油化工企业创造大量的经济效益ꎮ反应再生组成部分是进行催化裂化反应的关键要素ꎬ通过催化裂化反应生产小分子产品ꎬ同时也发生缩合反应生产出焦炭由于焦炭对催化裂化工艺产生不利的影响ꎬ因此ꎬ通过再生组成部分ꎬ将焦炭燃烧掉ꎬ恢复催化剂的活性ꎬ继续完成催化裂化的反应ꎬ得到更多的合格产品ꎮ分馏组成部分实现催化裂化后产品的分离处理ꎬ剩余的热能高ꎬ分离的精确程度很容易满足生产的需要ꎬ实现多路循环回流效果ꎬ塔顶循环回流ꎬ达到设计的分离状态ꎮ通过吸收稳定组成部分的作用ꎬ得到稳定的汽油产品和液化气ꎮ(二)催化裂化工艺中使用的催化剂进行优化在石油化工催化裂化工艺中ꎬ使用固体催化剂ꎬ油品可以很快离开催化剂ꎬ焦炭能够沉积在催化剂的表面ꎬ使催化剂的活性下降ꎬ通过再生系统的作用ꎬ应用空气烧掉催化剂表面的焦炭ꎬ恢复催化剂的活性ꎬ加快催化裂化反应的速度ꎬ提高产品的收率ꎬ达到石油化工催化裂化的技术标准ꎮ不断研制新的催化剂体系ꎬ使其满足渣油催化裂化反应的需要ꎬ节约催化剂的用量ꎬ降低催化裂化反应的成本ꎬ才能达到预期的生产目标ꎮ对石油炼制体系的催化剂进行试验研究ꎬ减少催化剂表面烃类的含量ꎬ进而减少焦炭的形成ꎬ防止催化剂失效ꎬ提高渣油炼制的效率ꎬ达到预期的生产效率ꎮ(三)针对催化裂化工艺管理进行优化为了增加石油化工的催化裂化效率ꎬ提升石化企业的经济效益ꎬ除了对石油化工催化裂化的流程和催化剂选择上进行优化ꎬ还可以针对生产工艺的管理进行优化ꎬ提升催化裂化工艺管理的科学合理性ꎬ对于催化裂化装置的运行参数进行优选ꎬ有效控制石油化工催化裂化工艺技术的反应进程速率ꎬ选择最佳的反应进程速率ꎬ以此让催化裂化装置的反应达到最好的效果ꎮ要勇于革新现有的石油化工催化裂化工艺技术ꎬ可以针对两段提升管催化裂化技术进行深入研究ꎬ借此来改良石油化工的催化裂化反应过程ꎬ增加重质油的催化裂化深度ꎬ增加汽油的辛烷值以及柴油的十六烷值的比例ꎬ提高所获得的轻质油的品质ꎬ不断更新石油化工催化裂化工艺技术标准ꎬ让石油化工的催化裂化技术工艺走向更高的境界ꎮ对反应器的出口系统进行革新改造ꎬ应用封闭式耦合旋分器ꎬ使催化剂和裂化产物快速分离ꎬ借此来增加重质油催化裂化反应过程的时效性ꎮ改善进料喷嘴ꎬ防止喷嘴结焦ꎬ提高喷嘴的使用寿命ꎬ使其更好地为催化裂化生产提供支持ꎮ应用先进的分段汽提装置ꎬ除去催化剂上面携带的烃类ꎬ有效地防止结焦现象的发生ꎬ综合提升了重质油的催化裂化生产工艺的效率ꎮ三㊁结语总而言之ꎬ对于现有的石油化工催化裂化工艺进行技术优化可以有效提升重质油的催化裂化效果ꎬ完成石油化工企业预期的计划生产目标ꎬ产生更多的品质优良的轻质油ꎬ为化工企业创造更大的经济效益ꎬ也极大地推动了我国的石油化工催化裂化工艺技术的发展ꎬ为我国的社会经济发展增添助力ꎮ参考文献:[1]潘晓帆.石油化工催化裂化工艺技术优化[J].石化技术ꎬ2018ꎬ25(12):41.[2]张金庆.石油化工催化裂化工艺技术的优化措施探析[J].石化技术ꎬ2018ꎬ25(11):78.[3]韩贺ꎬ马晓梦.石油化工重油催化裂化工艺技术[J].石化技术ꎬ2018ꎬ25(1):76.作者简介:泥吉磊ꎬ许文明ꎬ山东海普安全环保技术股份有限公司ꎮ951。
催化裂化炼油常见技术类型与催化剂论文催化裂化炼油常见技术类型与催化剂论文摘要:催化裂化是炼油工艺中的关键环节,在加热条件下通过添加各种催化剂,促使重质油发生断链脱碳裂化反应,进而转变为汽油、柴油等轻质油和裂化气,便可以达到石油炼制目的。
经过长期发展和实践应用,催化裂化炼油技术变得越来越成熟,本文对应用广泛的几种催化裂化煤油技术进行了探讨。
关键词:催化裂化;炼油;工艺流程;催化剂;炼油技术水平将会直接影响石油的生产加工和油质,而催化裂化技术在解决油质差、轻质油含量低等问题方面有着显着的应用优势,可提高石油加工质量和能源利用率。
要想加快我国石油产业发展,提高石油炼制技术,便需不断改进和优化催化裂化工艺。
1、催化裂化炼油工艺流程催化裂化炼油是按碳正离子机理进行的,重质油在催化剂作用下发生裂化、异构化和芳构化反应,进而转变为石油等多种物质。
催化裂化工艺流程主要包括原料油催化裂化、催化剂再生及产物分离,先在480-530℃温度和0.14-0.2MPa压强环境下,采用喷注法使炼油原料进入提升管反应器底部,在催化剂作用下发生催化裂化反应。
催化剂在反应过程中会出现结焦现象,为保证活性,需进行再生处理,具体方法为将空气通入到再生器内,催化剂表面附着的油焦,经600-730℃高温燃烧分解为烟气,气固分离后可实现催化剂再生。
最后,利用沉降器和旋风分离器,将反应油气与催化剂分离,再在分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油,即可完成产物分离。
2、催化裂化炼油常见技术类型2.1移动床催化裂化技术移动床催化裂化技术在石油炼制中的应用是比较普遍的,分别在催化器和再生器中完成裂化反应和催化剂再生。
实际操作过程中,在反应器中同时投入炼油原料和催化剂,两者从反应器上半部分下落时,便会混合在一起并且发生反应。
当混合物到达反应器最下方时,已经发生过反应,催化剂表面附着有油焦,此时活性降低,不利于炼油,需要在再生器中对催化剂进行再生处理,消除表面的油焦。
文献综述(含主要参考文献)近代化学工业,特别是煤和石油化工的飞速发展,数以千计的化学原料和商品生产都与催化学科的技术成就、催化剂的开发密切相关;另外,现代人类面临的许多困难,像能源、自然资源的开发以及污染等问题的解决,也都部分地依赖于催化过程。
因此,催化过程及催化剂的研究使用受到世界各国政府、产业部门和科研机构的重视。
可以说,催化化学及催化剂在国民经济中具有十分重要的意义。
由于催化科学和技术的飞速发展,在不同的历史阶段人们对催化现象的认识和应用在不断更新,有关催化剂和催化作用的定义也曾有过不同的表述[1]。
在此,只对其中一种目前都比较认可的催化剂定义简述如下:在一个反应体系中,若存在某一种类物质,可使反应速率明显变化(增加或减少),而其本身的化学物质和数量在反应前后基本保持不变,这种物质称为催化剂。
催化剂可以是正催化剂,也可以是负催化剂,一般如不特别说明,都是正催化剂。
在现代化学工业、石油加工工业、食品工业、制药工业及环保行业等部门中催化剂的使用非常广泛,因而催化剂的种类也相当繁多。
对于催化剂的分类[2],有许多不同的方法,在此只对按催化剂的元素及化合态分类这一种分类方法做一详述。
按催化剂的元素及化合态分类,催化剂可分为:(1)金属催化剂,多数为过渡元素,在氧化还原机理的催化反应中最为常用;(2)氧化物催化剂与硫化物催化剂,当其为过渡元素化合物时,亦是氧化还原型机理的催化反应中常用的催化剂;(3)酸、碱、盐催化剂,主要用于酸碱型机理的催化反应;(4)金属有机化合物,为络合催化机理反应中常用的催化剂。
由于催化剂广泛应用于许多行业部门,关于催化剂的制备也就成了广大化学工作者普遍关心的问题。
目前,催化剂制备的常用方法有混合法、浸渍法、沉淀法、凝胶法以及熔融法等[2]。
在催化剂中有很大一部分的活性组分是负载于载体上的,载体与活性组分的组合方法则有混合法、浸渍法、离子交换法、沉淀法、共沉淀法及喷雾法等。
载体除了作为催化剂的基底,还可减少催化剂的收缩,增大催化剂的机械强度,改善活性组分的活性、选择性及对毒物的抵抗能力等[3]。
催化裂化技术及其进展(200802 化学工艺二班 20号郑晓明)摘要:流化催化裂化(FCC)是最重要的重质油轻质化过程之一。
对近年来FCC过程预提升系统、进料系统、提升管反应器、沉降器、再生器的研究进展以及FCC过程功能的拓展情况进行了评述,同时介绍了TSRFCC—I型两段提升管催化裂化新技术的特点及应用情况。
流化催化裂化技术有待于进一步改进和完善,TSRFCC-I 技术的开发成功是FO2技术发展的一次质的飞跃。
随着石油加工技术的发展,TSRFCC—I技术将展现更加广阔的应用前景。
关键词:FCC;TSRFCC-I;工艺;研究进展Abstract:Fluid catalytic cracking(FCC)is one of the most important processes converting heavy oil to light oils.The pro—gresses in pre—lifting system,feeding system,riser,stripper and regenerator of FCC were introduced synoptically.And theadvancement of I℃C process function was stated.The characteristics and application of TSRFCC—I technology were giv—en.The FCC technology needs to be improved and perfected,and TSRFC—I technology is a leap in its progress.Withthe development of petroleum processing,TSRFCX%I technology will show a wide—range prospect.Key words:fluid catalytic cracking;TSRFC—I:technology;research progress1 概述石油是燃料和化工原料的重要来源。
我国原油催化裂化的发展现状及前景院校:甘肃农业职业技术学院系别:食品化工系班级:12应用化工班指导老师:马婵媛姓名:李艳杰学号:2012030190时间:2013年11月9号学院:甘肃农业职业技术学院系别:食品化工系班级:12应用化工指导老师:马婵媛姓名:王强学号:2012030161日期:2013年11月9日原油常减压蒸馏技术发展的论文摘要: 常减压蒸馏装置是原油深加工的基础装置,其主要设备包括初馏塔、常压塔、减压塔和换热系统。
为了优化装置操作条件,低装置能耗、提高装置的轻油收率和根据市场需求调整产品方案等[1-2],国内外对常减压蒸馏装置生产流程技术进行优化,其中对流程模拟技术的应用取得了显著的成果。
引言:当代,石油是一个不可替代的物品,在建设社会主义现代化强国的过程中,发展石油和天然气工业有着十分重要的意义。
迄今为止,我们已经能够从中提炼3000多种产品应用到各个领域,人们将它视为机器的“食粮”,是国民经济不可缺少的重要材料[3-4]。
那么,说到石油产品,那就不得不说石油的炼制。
而石油炼制是我国石油化学工业的组成之一[5]。
石油炼制最宏观的思想即把一个混合物(石油)首先尽量“切割”成各自的馏分,再分别对其中的一种或几种馏分进行加工,得到相应的产品。
今天我在这里所提到的仅仅是石油炼制的一小块——常减压蒸馏。
因为几乎所有的石油炼制首先都要经过蒸馏这个过程,故该过程又称为石油炼制的“龙头”[6-7],例如常减压蒸馏和拔顶蒸馏等。
还有我们经常听到所谓的“原油一次加工”,主要就是指原油蒸馏。
关键词:原油蒸馏减压蒸馏现状与发展采用方法一、原油蒸馏(一)、原油蒸馏一般包括常压蒸馏(Atmospheric distillation)和减压蒸馏(Vacuum distillation)两个部分。
(二)、原油常压蒸馏所谓原油的常压蒸馏,即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏,所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(或称常压塔atmospheric tower)[8]。
油品加工中结焦现象的研究进展摘要摘要::在石油品加工工艺过程中结焦现象普遍存在,这种现象严重影响了装置的长期运行。
国内外的学者对这种现象做了长期研究并开发出了许多抑制结焦的技术及设备。
本文将对这些研究加以介绍。
油品加工催化裂化结焦设备装置关键词:关键词:油品加工1、油品加工过程中结焦的成因及影响1.1、油品加工过程总焦块形成原因油品加工过程结焦的机理和焦块形成的过程是一系列化学反应和物理变化的综合结果。
有研究发现油品加工过程中焦块的形成与进料关系很大,他们经实验发现,进料的芳香性越高,焦炭的形成速度越快。
由此认为可以假定焦炭的形成似乎与大的芳香族化合物作为中间产物的反应的速度有关系[1][2]。
谭都平等人对C2选择加氢催化剂的研究发现结焦物形成的过程中主要发生狄尔斯—阿德尔反应、羟甲酰化反应和齐聚反应[3]。
在油品加工中由于温度,压力和物料加入速度不同,结焦的形态也不相同[4]。
1.2、结焦对油品加工工艺的影响结焦导致催化剂活性降低,同时使得化工反应装置效能降低,管道收到堵塞,装置被破停工检修,耗费人力物力[3]~[7]。
Elena Hájeková等人对通过传统工艺共裂解原料用石脑油回收多聚烯烃过程中的结焦现象进行了研究,发现在干净的反应器表面含有聚烯类石脑油结焦量跟纯的石脑油类似[8]。
石油产品加工中的结焦是不可避免的,但是尽量的减少结焦的产生对生产具有很大的益处。
2、结焦控制对策根据油品加工过程中的焦炭成因,控制结焦速率需要多种因素共同考虑,例如优化原料加入速度,改变反应温度,采用新装备等[9]。
另外许多研究提出,改变原料组成可以明显减少结焦的速率[2][3],通过降低床层温度也可以降低加氢催化剂的结焦速率[3]。
但是在油品加工中,改变床层温度和其他反应条件的方法可能会导致反应偏离最佳反应温度,所以在实际生产中要综合考虑。
3、国内外开发的抗结焦技术人们很早就意识到了油品加工过程中的结焦对油品加工的影响,并提出对原料进行预处理以减少结焦的产生,1959年的一项专利提出将重油首先轻质化以减少结焦[10]。
催化裂化反应机理研究进展及实践应用一、内容描述随着全球能源需求的不断增长和环境保护要求的日益严格,石油化工行业正面临着巨大的压力和挑战。
为了提高石油加工效率,降低生产成本,实现可持续发展,催化裂化技术作为一种重要的石油加工方法,得到了广泛的关注和研究。
本文将对催化裂化反应机理的研究进展进行概述,并结合实际应用案例,探讨催化裂化技术的发展趋势和前景。
首先本文将介绍催化裂化的基本原理和过程,催化裂化是一种在催化剂的作用下,通过加热、高压等条件使原油中的烃类分子断裂成更小分子的过程。
这一过程中涉及到多种反应类型,如氢转移反应、异构化反应、芳构化反应等。
了解这些反应类型及其动力学特性对于优化催化裂化工艺具有重要意义。
其次本文将重点介绍催化裂化反应机理的研究进展,近年来随着科学技术的不断发展,催化裂化反应机理的研究取得了显著成果。
研究人员通过对实验数据和理论模型的分析,揭示了催化裂化反应中的各种关键因素及其相互作用规律。
例如催化剂的选择和性能、反应温度和压力、进料组成和结构等都对催化裂化反应的速率和选择性产生重要影响。
此外研究人员还发现了一些新的催化裂化反应途径和机制,为优化催化裂化工艺提供了理论指导。
本文将结合实际应用案例,探讨催化裂化技术的发展趋势和前景。
随着环保法规的不断完善和技术水平的提高,催化裂化技术在国内外得到了广泛应用。
例如中国石化、中国石油等国内大型石油化工企业已经在催化裂化领域取得了一系列重要突破,实现了高效、低排放的生产目标。
未来催化裂化技术将继续向高性能、高选择性和低能耗方向发展,为全球石油化工行业的发展做出更大贡献。
1. 催化裂化反应技术的重要性和应用领域提高原油利用率:CFCC技术可以将原油中的长链烃类分子分解为较短的烃类分子,从而提高原油的加工效率和利用率。
这对于资源有限的国家和地区具有重要意义,可以降低对进口原油的依赖,减少能源消耗。
降低生产成本:CFCC技术具有较高的转化率和选择性,可以有效地去除原油中的杂质和有害物质,提高产品的质量。
东北石油大学工程硕士专业学位论文催化裂化多产丙烯的研究摘要丙烯有机化工生产过程中重要的原料之一,主要用于生产聚丙烯。
聚丙烯由于其密度小、抗张强度强、耐腐蚀,等特点,在强度、刚性和透明性方面都比聚乙烯好,用途十分广泛,是最轻的通用塑料,另外聚丙烯可以作为合成树脂再进一步做成塑料,它的另一个用途是作为六大合成纤维之一的丙纶。
随着经济和科技的发展,人们对聚丙烯的需求不断扩大,这也极大地促进了丙烯的市场需求量。
传统蒸汽裂解生产丙烯工艺已不能满足市场的需求,结合我国目前催化裂化的生产特点,适当的调整生产方案和操作条件,在不影响油品生产的同时,又能提高丙烯的产量,达到既能创造经济效益又能够明显改善目前市场供不应求的现状的目的。
本论文正是从这一实际出发,比较了目前各种催化裂化多产丙烯工艺技术的特点,与炼厂实际相结合,采用两段提升管催化裂化多产丙烯(TMP)技术,对此工艺的操作条件、进料方式和催化剂的选择进行了深入的探讨和研究。
以大庆常压渣油为原料,首先在不同温度、剂油比、和停留时间等条件下对丙烯收率和产物分布进行了对比和优化;接着,又对第一段提升管反应的液体产物对多产丙烯的贡献进行了研究,以确立多产丙烯的最优方案;最后,在前期实验的基础上,又对碳四烃类和汽油回炼和不同的组合进料方式上进行了一系列的实验和生产模拟。
实验结果表明,在ZSM-5含量较高的LCC-200分子筛催化剂的催化作用下,采用组合进料方式要比单独以常压渣油为原料产出丙烯的收率要高,可达25%左右,同时也能兼顾汽油和柴油的收率和品质,而操作条件却比催化热裂解工艺缓和许多,与常规催化裂化相差不大。
可见,两段提升管催化裂化多产丙烯(TMP)工艺的优势很明显,其工业前景也很值得期待。
关键词:催化裂化,双提升管,多产丙烯催化裂化多产丙烯的研究ABSTRACTOne of the propylene organic chemical production process of raw materials, mainly for the production of polypropylene. Polypropylene because of its density, tensile strength, corrosion resistance, and other characteristics of strength, rigidity and transparency than polyethylene and wide range of uses is the lightest of GE Plastics, another polypropylene can be used as a synthetic resin further made of plastic, another use of it as one of the six synthetic fibers, polypropylene fiber. With the economic and technological development, the growing demand of polypropylene, which greatly promoted the market demand for propylene. Conventional steam cracker propylene production technology can not meet the needs of the market, combined with our current FCC production characteristics, appropriate adjustments to production programs and operating conditions, does not affect oil production, but also improve the yield of propylene, to reach both create economic benefits could significantly improve the purpose of the current market shortage of the status quo.This paper is from this practical comparison of the characteristics of a variety of FCC propylene technology, with the refinery's reality, with two to enhance the fluid catalytic cracking propylene (TMP) technology, this processoperating conditions, the choice of feeding method and catalyst in-depth discussion and research.Daqing atmospheric residue as raw material, first of all at different temperatures, catalyst to oil ratio, and residence time conditions on propylene yield and product distribution were compared and optimization; Then, the first paragraph to enhance the tube reaction liquid productthe contribution of propylene, in order to establish the optimal solution of propylene; Finally, on the basis of preliminary experiments, carbon hydrocarbons and gasoline back to the refining and different combinations of feeding method on a series ofexperimental and production simulation.The experimental results show that the LCC-200 zeolite catalyst ZSM-5 with higher levels of catalyst, the use of a combination feed than separate atmospheric residue as raw material output propylene yield is higher, up to 25%both yield and quality of petrol and diesel about the operating conditions than the catalytic pyrolysis process to ease many less with the conventional catalytic cracking. Visible, the two riser catalytic cracking propylene (TMP) process is very obvious advantages of its industrial prospects are worth the wait.Key words:Catalytic cracking,TSRFCC-Maximizing Propylene,Propylene东北石油大学工程硕士专业学位论文创新点摘要本实验目的在兼顾汽油和柴油的生产同时采用两段提升管催化裂解工艺提高丙烯与新鲜原料组合进料,和乙烯收率。
文献综述催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下,在五百摄氏度左右、一万到三万帕下发生以裂化反应为主的一系列化学反应,生产轻质油、气体和焦炭的过程。
由于催化裂化投资和操作费用低、原料适应性强、转化率高,自1942年第一套工业化流化催化裂化装置运转以来,它已发展成为炼油厂中的核心加工工艺,是重油轻质化的主要手段之一。
催化裂化产品是主要的运输燃料调合组分。
在世界范围内,FCC汽油占总汽油产量的25%~80%,FCC柴油占总柴油量的,10%~30%,而且是仅次于蒸汽裂解制取丙烯的又一大生产装置。
面对日益严格的环保法规的要求,通过装置改造和与其它上下游工艺结合(如进料加氢,产品后处理等),催化裂化能以合适的费用生产合适的产品。
即使从更长远的目标看,催化裂化装置所产汽油经加氢饱和后也应能成为燃料电池的一种燃料组分【1】。
催化裂化的原料和产品【2】一原料催化裂化的原料范围广泛,可分为馏分油和渣油两大类。
馏分油主要是直馏减压馏分油,也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油、脱沥青油等;渣油主要是减压渣油、加氢处理渣油等。
渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工,其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值。
对于一些金属含量很低的石蜡基原油也可以直接用常压重油作为原料。
当减压馏分油中掺入渣油时则通称为重油催化裂化,1995年之后我国新建的装置均为掺炼渣油RFCC【2】。
二产品催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。
其中气体主要是干气和液化气。
液体产物分为:汽油、柴油、重柴油(回炼油)和油浆。
中国石油石油化工研究院开发的国Ⅳ汽油生产技术集成催化剂、催化剂级配、工艺及开工操作等多项核心技术,有效破解了高烯烃含量的催化汽油脱硫和辛烷值降低的技术难题,形成了具有自主知识产权的满足国Ⅳ标准的催化裂化汽油加氢改质技术。
该技术作为中国石油具有自主知识产权的清洁汽油生产技术,填补了中国石油生产国Ⅳ清洁汽油的技术空白,可为企业汽油质量升级提供自主技术支持,具有巨大的社会效益和经济效益,工业应用前景广阔【7】。
催化裂化工艺流程催化裂化装置一般由反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统三部分组成。
一反应-再生系统新鲜原料油经过换热后与回炼油混合,经加热炉加热至300~400℃后进入提升管反应器下部的喷嘴,用蒸汽雾化后进入提升管下部,与来自再生器的高温催化剂(600~750℃)接触,随即气化并进行反应。
油气在提升管内的停留时间很短,一般2~4秒。
反应后的油气经过旋风分离器后进入集气室,通过沉降器顶部出口进入分馏系统。
积有焦炭的再生催化剂(待生催化剂)由沉降器进入下面的汽提段,用过热水蒸汽进行汽提,以脱除吸附在待生催化剂表面的少量油气,然后经过待生斜管、待生单动滑阀进入再生器,与来自再生器底部的空气接触反应,恢复催化剂的活性,同时放出大量的热量。
为适应原料重质化趋势的发展,一些新的催化裂化工艺技术得到快速发展,旧的催化裂化装置通过对反应一再生部分核心技术进行升级改造,有效提高了装置加工劣质原料的适应性。
广州石化1.0 Mt/a重油催化裂化装置采用密相环流预汽提快分(CSC)系统,cs-Ⅱ进料喷嘴和高效PV型旋风分离器对反应.再生系统进行升级改造,产品分布明显得到改善,总液收率提高1.21%;喷嘴汽耗减少1.6 t/h;催化剂耗量下降0.23 kg/t;并缓解装置烧焦负荷和气压机能力不足的瓶颈限制,加工能力提高,装置运行效果显著,经济效益得到增加【3】。
二分馏系统该部分的作用是将反应-再生系统的产物进行初步分离,得到部分产品和半成品。
由反应器来的460~510℃反应产物油气从底部进入分馏塔,经底部的脱过热段后在分馏段分割成几个中间产品:塔顶为汽油及富气,侧线有轻柴油、重柴油和回炼油,塔底产品是油浆。
三吸收-稳定系统该部分包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、稳定塔和相应的冷却换热设备,目的是将来自分馏部分的富气中C2以下组分与C3以上组分分离以便分别利用,同时将混入汽油中的少量气体烃分出,以降低汽油的蒸气压。
大连石化生产丙烯流程中,3.5Mt/a催化裂化装置液化气中乙烷含量对气体分馏装置的操作产生直接影响。
脱乙烷塔顶排出乙烷时,会造成丙烯的伴随排放,造成经济损失。
利用大连石化OTS平台的Unisim Design流程模拟软件,对3.5Mt/a 催化裂化装置吸收稳定系统进行建模,分析影响液化气中乙烷含量的主要影响因素,并依据流程模拟结果,对操作条件进行寻优,进而指导装置生产。
通过对装置实际操作条件的优化,液化气中乙烷含量较优化前下降0.684%(体积分数),干气中丙烯含量下降0.102%(体积分数),从2010年5月开始,至当年11月,已产生直接经济效益960万元。
通过流程模拟软件指导装置生产,进行操作寻优,投资少,回报率高,见效快,是企业精细化管理的一条新路【4】。
催化裂化的重要意义及装置优化催化裂化装置作为炼油厂核心装置之一,对于提高全厂经济效益具有重要作用。
国内某单套加工能力达10 Mt/a的炼油厂,采用“常减压蒸馏+延迟焦化+蜡油加氢处理+催化裂化”的加工方案,其中催化裂化装置设计规模为2.9 Mt/a,装置原料为蜡油加氢处理尾油及焦化蜡油,产品主要包括于气、液化气、汽油、柴油。
该厂于2008年5月建成投产,投产后围绕催化裂化装置,在生产上采取多项优化措施,取得了良好经济效益。
该装置围绕催化裂化装置主要采取了提高经济效益的三种策略,通过对常减压蒸馏装置实行减压深拔技术,可增加经济效益13,559万元/a;通过把加氢处理柴油作催化裂化装置的原料,可增加经济效益4,877万元/a;通过降低催化裂化装置的反应深度,可增加经济效益8,867万元/a。
三大策略累计可增加经济效益27,303万元/a。
【5】我国已经可以采取科学有效的分析方法,对MPCC炼油厂2催化裂化装置的原料进行性价比评价,寻求最优原料配比、最优生产方案、最优操作条件,充分挖掘装置潜力,最大程度地提高每种原料、每个产品的价值,实现生产效益最大化【6】。
机组是催化裂化装置的心脏设备,它的安全运转是催化裂化装置安全生产的必要条件。
在深入研究催化裂化装置和机组控制系统的基础上,我国研究人员分析了白保联锁程序的运行过程,指出了机组控制系统改造前存在的诸多问题,为此提出了改造目标和具体方案。
机组控制系统采用TS3000系统,对控制程序进行了重新设计、编程和测试,并完成了控制系统和现场仪表的改造。
TS3000系统是一种三重冗余可编程控制器,具有很高的可靠性,能有效保证催化裂化装置的安全运行【8】。
随着现在原油硫含量的增大以及石油加工量的增加,炼油装置的腐蚀现象日趋明显。
为了降低催化裂化装置的腐蚀程度,首先,在原油加工前,先进行原油的预脱硫、脱盐处理;其次,在分馏塔顶系统挥发线增注缓蚀剂.降低分馏塔顶循环以及挥发系统设备管线的腐蚀程度,这样既可以使含缓蚀剂的污水回注到富气压缩出口,同时还对该系统起到缓蚀保护作用【9】;三是研制环境友好缓蚀剂。
此类缓蚀剂对环境无毒无害,考虑到生产成本。
可在合成原料的选择、工艺条件的优化以及使用过程中采用复配增效技术。
在众多缓蚀剂中咪唑啉缓蚀剂具有缓蚀效果好、用量少、制备简单、低毒、对环境污染小等优点,是一种可持续发展的绿色缓蚀剂【10~12】。
催化裂化装置油浆系统结垢,与分馏塔底温度高;塔底液位高,停留时间长;在换热器的线速度低;油浆中的固含量、芳烃含量高,有密切关系,使催化裂化油浆系统易结焦、堵塞,导致油浆循环量小和换热效率差,影响到催化裂化油浆安全、平稳运行。
延安炼油厂催化裂化装置在2007年8月因油浆循环量提不起来,油浆换热器换热效率急剧下降,进行了抢修。
后经过摸索和试验,优化操作条件,注入油浆阻垢剂等措施,达到了油浆系统的长周期运行【13】。
在我国油浆的分离有固体催化剂粉末脱除和脱剂油浆的组分分离两种方法【14】。
我国的新突破2011年9月6日l7时,兰州石化公司催化剂厂生产的,销往美国盐湖城炼厂的首批17.26t催化裂化催化剂产品装车起运.奔赴美国。
这是中国石油首批发往美国的催化裂化催化剂产品。
近年来,兰州石化公司在立足国内市场的前提下.瞄准国外市场,在中国石油技术开发公司的帮助下,参加了全球性的催化剂供应商招标,与许多国外同行企业同台竞技。
成为美国雪佛龙等世界三大石油公司催化剂的供应商之一,跻身全球五大催化裂化催化剂供应商的行列。
今年6月24日,兰州石化公司接到美国雪佛龙公司盐湖城炼油厂86 t催化裂化催化剂的试用订单,标志着中国石油催化裂化催化剂首次进入美国市场,在海外市场的开拓方面取得突破性进展。
接到试用订单后.催化裂化催化剂团队反复推敲试生产方案,通优化工艺设备、精选生产原料等措施,为试生产创造了良好条件。
岗位操作人员精细操作、严格过程控制,使得产品质量指标远远突破以往最高纪录。
根据美国盐湖城炼厂试验室测试,新产品各项理化指标全部达到客户要求。
据悉,余下的68.86t产品将分4批陆续发往美国【15】。
总结石油是不可再生的重要战略资源。
近年来,随着中国经济的快速发展,石油消费量增长迅速。
在国内石油产量增长乏力的情况下,原油进口量大幅增长。
在石油资源越来越紧缺、市场需求越来越大、原油价格越来越高的严峻形势下,为了最大程度发挥有限的、宝贵的原油资源价值,在现有装置条件允许的情况下,将劣质化原油最大限度进行轻质化理所当然成为炼油企业不断追求的目标。
这其中,炼油催化裂化工艺即是将原油进行轻质化的重要二次加工装置,对炼油厂的经济效益贡献起着非常重要的作用。