催化裂解与择形催化知识讲解
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催化裂化工艺学习总结一、催化裂化工艺自我认识1.催化裂化工艺简介催化裂化工艺是属于原油二次加工的一个分支,是以减压馏分油、焦化蜡油等重质馏分油或渣油为原料,在较低压力和450℃~510℃条件下,在催化剂的存在下,转化生产气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭,即重质油轻质化的一个过程,从而得到更多的汽油收率。
自1936年6月6日,世界第一座半商业化的催化裂化装置在波尔斯波罗投产实现工业化以来,催化裂化工艺至今共经历了四个阶段:固定床、移动床、流化床和提升管技术。
2.催化裂化的化学反应2.1分解反应1)烷烃C C C C C C C C C C C + C C C规律:分子越大越易断裂;C原子数相同时,异构烃比正构烃容易分解。
2)烯烃烯烃分解反应规律与烷烃相似,分解速度比烷烃快。
3)环烷烃开环生成异构烯烃;带侧链时,可能断侧链反应。
β断裂C C C C C C CC C4)芳烃烷基芳烃容易断侧链,生成较小的芳烃和烯烃。
C C CC+ C C C C规律:至少3个C 的侧链才易脱落,脱乙基较困难;侧链越长、异构程度越大,越容易脱落。
2.2异构化反应分子量不变只改变分子结构的反应。
2.3氢转移反应某烃分子上的氢脱下来加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
氢转移是催化裂化特有的反应。
其中二烯烃最易接受氢转化为单烯烃,故产品中二烯烃很少。
2.4芳构化反应所有能生成芳烃的反应。
也是催化裂化的主要反应。
2.5叠合反应烯烃与烯烃合成大分子烯烃的反应。
随叠合深度不断加深,最终将生成焦炭。
与叠合相反的分解反应占优势,故催化裂化过程叠合反应不显著。
2.6烷基化反应烯烃与芳烃或烷烃的加合反应。
3.催化裂化工艺流程催化裂化装置一般由3个部分组成:1)反应-再生系统 由提升管反应器和再生器构成:反应器内发生催化裂化反应;再生器内进行催化剂再生。
反应沉降器在反应器的上部,反应器出来的反应油气进入反应沉降器进行催化剂和油气的自由沉降分离,没有沉降下来的催化剂进入设在沉降器顶部的旋风分离器进行继续进行分离。
第二部分基础理论知识第二章炼油催化裂化理论知识2.1概述2.1.1催化裂化发展过程1938年4月6日年世界上第一套固定床催化裂化工业化装置问世,这是炼油工艺的重大发展,然而它存在一系列无法克服的缺点:设备结构复杂,操作繁琐,控制困难。
要克服固定床的缺点,需要两项革新,即催化剂在反应和再生操作之间循环和减小催化剂的粒径。
第一项革新结果出现了移动床,两项革新的结合得到了流化床。
本世纪40年代相继出现了移动床催化裂化和流化床催化裂化装置。
60年代中期出现的分子筛型催化剂带来了重大突破,成为催化技术发展的里程碑。
我国第一套移动床催化裂化装置是由前苏联设计并于1958年投产的。
1964年建成第二套,以后我国自己开发了流化催化裂化装置,故以后移动床催化裂化装置就不再建设了,这两套移动床催化裂化装置也于80年代改为流化催化裂化装置。
我国流化催化裂化的发展始于60年代,1965年5月5日,我国第一套0.6Mt /a同高并列式流化催化裂化装置在抚顺石油二厂建成投产,标志着我国炼油工业进入一个新阶段。
30多年来,我国流化催化裂化在炼油工业中一直处于重要地位,目前仍在发展。
到1993年底统计我国催化裂化装置的能力为5000余万吨/年,仅次于美国,位居世界第二。
随着石油资源的短缺和原油日趋变重,流化催化裂化在加工重质原料方面也取得了进展。
催化裂化掺炼渣油,提高轻质油收率最为显著,我国经过“六五”重大技术攻关,攻克了再生器的内外取热设施,渣油雾化技术,提升管出口快速分离技术,抗重金属污染催化剂等一系列技术难关。
目前,我国渣油催化裂化技术已发展成多种形式,有带内外取热的单段再生,不带取热的两段再生,带外取热的两段再生等。
到1993年底,石化总公司50套催化裂化装置,已有33套掺炼了渣油,掺炼量达到919万吨,渣油掺炼比达到了24.38%,已成为我国重要的渣油转化装置对提高轻质油收率,增加经济效益,起到非常重要的作用。
尽管催化裂化装置具有漫长的历史,但他远非一个完整的技术。
催化裂化化学反应原理及催化剂的选用催化裂化是一种重要的炼油工艺,用于将重质石油馏分转化为轻质馏分,如汽油和石脑油。
催化裂化化学反应的原理是在催化剂的作用下,将长链烃分子断裂成较短的链烃分子。
催化剂的选用对催化裂化反应的效果起着至关重要的作用。
催化裂化化学反应的原理是通过在催化剂的作用下,长链烃分子发生断裂,形成较短的链烃分子。
这种断裂反应主要发生在烷烃的碳-碳键上,产生较短的烷烃和烯烃。
催化剂起到了降低反应活化能的作用,使反应能够在较低的温度和压力下进行。
催化剂通过提供活性位点,使烃分子吸附在其表面上,并促使分子之间的键断裂和形成。
催化剂的选用是催化裂化反应成功进行的关键。
理想的催化剂应具有以下特点:具有高的催化活性和选择性、稳定性好、易于再生和循环使用、成本低廉。
常用的催化剂有酸性催化剂和碱性催化剂。
酸性催化剂是最常用的催化剂之一,主要有固体酸和液体酸两种类型。
固体酸催化剂通常是以氧化物、硅铝酸盐等为主要成分,具有良好的稳定性和热稳定性。
液体酸催化剂主要有硫酸、氢氟酸等,具有高的酸性和催化活性。
酸性催化剂能够促使烃分子发生分子内重排和断裂反应,生成较短的链烃分子。
碱性催化剂也是一种常用的催化剂,主要有氧化钠、氢氧化钠等。
碱性催化剂能够降低反应中的酸性催化剂的副反应,同时还可以促使分子间的碳-碳键断裂,生成较短的链烃分子。
碱性催化剂具有高的催化活性和选择性,但在反应条件下的稳定性较差,容易受到水和杂质等的影响。
除了酸性催化剂和碱性催化剂,还有其他类型的催化剂可供选择,如金属催化剂、复合催化剂等。
金属催化剂通常以贵金属为活性组分,具有高的催化活性和选择性,但成本较高。
复合催化剂由多种催化剂组成,能够充分发挥各种催化剂的优势,提高反应效果。
催化裂化化学反应是一种重要的炼油工艺,通过在催化剂的作用下将重质石油馏分转化为轻质馏分。
催化剂的选用是催化裂化反应成功进行的关键,酸性催化剂和碱性催化剂是常用的催化剂类型。
1.0催化裂化催化裂化是原料油在酸性催化剂存在下,500℃左右、1× 105~3× 105Pa 在下发生裂解,生成轻质油、气体和焦炭的过程。
催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术,是炼厂获取经济效益的重要手段。
催化裂化的石油炼制工艺目的: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。
催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺,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。
1.1催化裂化的发展概况催化裂化的发展经历了四个阶段:固定床、移动床、流化床和提升管。
见下图:流化床在全世界催化裂化装置的总加工能力中,提升管催化裂化已占绝大多数。
移动床提升管(并列式)1.2催化裂化的原料和产品1.2.1原料催化裂化的原料围广泛,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(VGO),馏程350-500℃,也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油等,以此种原料进行催化裂化称为馏分油催化裂化。
渣油主要是减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。
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。
对于一些金属含量低的石蜡基原有也可以直接用常压重油为原料。
当减压馏分油中掺入渣油使通称为RFCC。
以此种原料进行催化裂化称为重油催化裂化。
1.2.2产品催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。
1、气体在一般工业条件下,气体产率约为10%-20%,其中含干气和液化气。
2、液体产物1)汽油,汽油产率约为30%-60%;这类汽油安定性较好。
2)柴油,柴油产率约为0-40%;因含较多芳烃,所有十六烷值较低,由重油催化裂化得到的柴油的十六烷值更低,这类柴油需经加氢处理。
3)重柴油(回炼油),可以返回到反应器,已提高轻质油收率,不回炼时就以重柴油产品出装置,也可作为商品燃料油的调和组分。
4)油浆,油浆产率约为5%-10%,从催化裂化分馏塔底得到的渣油,含少量催化剂细粉,可以送回反应器回炼以回收催化剂。