第八章催化裂化家族工藝

1、固定床固定床密相流化床密相流化床提升管提升管提升管提升管+ +流化床流化床 ？移動(dòng)床移動(dòng)床粉狀硅酸鋁粉狀硅酸鋁微球硅酸鋁微球硅酸鋁片狀酸性白土片狀酸性白土分子篩催化劑分子篩催化劑不完全再生不完全再生完全再生完全再生一段再生一段再生二段再生二段再生貧氧再生貧氧再生富氧再生富氧再生新配方汽油新配方汽油低鉛車用汽油低鉛車用汽油無(wú)鉛高辛烷值車用汽油無(wú)鉛高辛烷值車用汽油清潔汽油含鉛汽油含鉛汽油汽油汽油+液化氣柴油+液化氣汽油+柴油+低碳烯烴產(chǎn)品產(chǎn)品加工重油加工重油ARGG、RFCCFCC家族技術(shù)家族技術(shù)原料原料油變油變重重, ,變差變差FCCFCC汽汽油質(zhì)量油質(zhì)量差差, ,柴汽柴汽比低比低工藝 工程工程

2、生產(chǎn)低碳烯烴生產(chǎn)低碳烯烴DCC-、MIO、HCC、CPP適應(yīng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求適應(yīng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求MGD、FDFCC、MGG、MIP催化劑催化劑VGOMGGVGO + VR/DAO、ARRMG系列系列ARGGRAG系列設(shè)計(jì)原則:良好的孔良好的孔分布分布梯度梯度活性高活性高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好促進(jìn)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的裂化促進(jìn)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的裂化促進(jìn)中間餾分油的二次反應(yīng)促進(jìn)中間餾分油的二次反應(yīng)抗水熱失活和重金屬污染抗水熱失活和重金屬污染改變操作條件改變操作條件適宜的催化劑適宜的催化劑操作方式操作方式LPG 17%36%(m)汽油 40%53%(m)柴油 6%22%(m)裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)異構(gòu)化

3、反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)重質(zhì)原料重質(zhì)原料柴油柴油汽油汽油LPG汽油汽油+ +焦炭焦炭丙烷丙烷丙烯丙烯異丁烷異丁烷CC2 2、焦炭、焦炭汽油一次產(chǎn)物汽油一次產(chǎn)物丁烷丁烷丁烯丁烯異丁烯異丁烯氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移氫氫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移異構(gòu)化異構(gòu)化T=500=500600600使用催化劑使用催化劑生產(chǎn)低碳烯烴生產(chǎn)低碳烯烴T T催化裂化催化裂化(500(500) )1234567重質(zhì)重質(zhì) 原料油原料油 異構(gòu)烯烴異構(gòu)烯烴+ +高高辛烷值汽油辛烷值汽油提升管提升管RFC 重油重油載體載體大分子碎片大分子碎片分子篩分子篩選擇性裂化產(chǎn)物選擇性裂化產(chǎn)物一次裂化中心一次裂化中心二次裂化中心二次裂化中心1234567重質(zhì)重質(zhì)原油原油

4、提升提升管管分餾分餾塔塔分餾分餾塔塔提升提升管管吸吸收收穩(wěn)穩(wěn)定定系系統(tǒng)統(tǒng)油漿油漿汽油汽油 調(diào)節(jié)管反條件進(jìn)料組成調(diào)節(jié)管反條件進(jìn)料組成和選擇催化劑和選擇催化劑產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量1234567粗汽油、回?zé)捰痛制?、回?zé)捰椭刭|(zhì)原料油、輕質(zhì)原料油重質(zhì)原料油、輕質(zhì)原料油最大量生產(chǎn)液化氣和柴油液體收率最大量生產(chǎn)液化氣和柴油液體收率維持，汽油烯烴降低，辛烷值略有上升維持，汽油烯烴降低，辛烷值略有上升同一提升管、不同區(qū)域同一提升管、不同區(qū)域不同反應(yīng)條件不同反應(yīng)條件烯烴與酸性烯烴與酸性中心結(jié)合中心結(jié)合正碳離子正碳離子催化裂化反應(yīng)催化裂化反應(yīng)非均相催化反應(yīng)非均相催化反應(yīng)平行順序反應(yīng)平行順序反應(yīng)多產(chǎn)

5、汽油多產(chǎn)汽油反應(yīng)深度反應(yīng)深度多產(chǎn)液化氣多產(chǎn)液化氣淺淺深深催化裂化反應(yīng)機(jī)理，渣油催化裂化反應(yīng)特點(diǎn)催化裂化反應(yīng)機(jī)理，渣油催化裂化反應(yīng)特點(diǎn)組分選擇性裂化，汽油裂化，反應(yīng)控制組分選擇性裂化，汽油裂化，反應(yīng)控制MGD工藝工藝耦合耦合工藝、工程工藝、工程催化劑催化劑終止劑終止劑重質(zhì)原料重質(zhì)原料汽油回?zé)捚突責(zé)捿p質(zhì)原料輕質(zhì)原料油漿回?zé)捰蜐{回?zé)捚头肿有》磻?yīng)溫度高活性高劑油比大難裂化反應(yīng)條件苛刻過(guò)度裂化干氣、焦炭產(chǎn)率增加催化裂化烯烴裂化生成C3、C4，LPG增加汽油中烯烴減少，芳烴相對(duì)增加吸熱、吸附焦催化劑活性和溫度略降重油大分子重油大分子易易 裂裂 化化反應(yīng)條件溫和反應(yīng)條件溫和一部分輕質(zhì)原料油一部分輕質(zhì)原料

6、油轉(zhuǎn)移至輕質(zhì)原料反轉(zhuǎn)移至輕質(zhì)原料反應(yīng)區(qū)，劑油比提高應(yīng)區(qū)，劑油比提高催化劑活性仍較高，中催化劑活性仍較高，中孔以上的大孔較多，有孔以上的大孔較多，有利于重質(zhì)原料的裂化利于重質(zhì)原料的裂化急冷介質(zhì)急冷介質(zhì)輕質(zhì)原料輕質(zhì)原料催化劑活性低，反應(yīng)時(shí)間短，輕質(zhì)原料轉(zhuǎn)化催化劑活性低，反應(yīng)時(shí)間短，輕質(zhì)原料轉(zhuǎn)化終止重質(zhì)原料區(qū)生成物的反應(yīng)終止重質(zhì)原料區(qū)生成物的反應(yīng)柴油餾分柴油餾分生成并保留生成并保留調(diào)節(jié)停留時(shí)間，劑油比，反調(diào)節(jié)停留時(shí)間，劑油比，反應(yīng)溫度以及初始劑油接觸溫度應(yīng)溫度以及初始劑油接觸溫度控制反應(yīng)器反應(yīng)深度控制反應(yīng)器反應(yīng)深度多產(chǎn)柴油和液化氣應(yīng)具備的特征：多產(chǎn)柴油和液化氣應(yīng)具備的特征： 較強(qiáng)的重油裂化能力，較弱

7、的柴油餾分二次裂較強(qiáng)的重油裂化能力，較弱的柴油餾分二次裂化能力，較強(qiáng)的汽油餾分深度裂化能力。化能力，較強(qiáng)的汽油餾分深度裂化能力。 提高提高柴油產(chǎn)率柴油產(chǎn)率低轉(zhuǎn)化率，低反應(yīng)苛刻度低轉(zhuǎn)化率，低反應(yīng)苛刻度大回?zé)挶?，降低處理量大回?zé)挶龋档吞幚砹康突钚源呋瘎┑突钚源呋瘎┙档涂偭鸦芰档涂偭鸦芰σ种浦虚g餾分抑制中間餾分的再裂化的再裂化提高液化氣收率添加產(chǎn)氣助劑CHO、CA-1等添加含擇型分子篩的助劑強(qiáng)化汽油餾分的催化裂化載體、分子篩及改性大孔裂化材料有助于進(jìn)入催化劑內(nèi)表面和柴油餾分作為終端產(chǎn)物脫離固體催化劑表面進(jìn)入氣相微孔裂化材料有利于汽油餾分選擇性裂化生成液化氣擴(kuò)大現(xiàn)有裂化催化劑的孔分布范圍及最可

8、能孔徑，選用孔徑最大或最小的裂化材料保證催化劑具有較高的大分子烴的裂化活性，抑制中間餾分的裂化，維持良好的焦炭選擇性保持汽油餾分的裂化催化劑大孔表面應(yīng)具有足夠的酸性活性中心，其酸性應(yīng)主要集中在中低酸強(qiáng)度范圍內(nèi)，微孔應(yīng)具有適當(dāng)?shù)乃崃亢退釓?qiáng)度重油大分子熱裂化+催化裂化重油裂化能力降低柴油餾分+焦炭載體裂化活性表面增加載體增加載體的大孔道的大孔道改善大分子烴類的擴(kuò)散速度降低重油裂化的生焦量大大降低二次裂化反應(yīng)柴油選擇性提高Y型分子篩重油裂化能力強(qiáng)汽油收率高柴油和液化氣收率低一次裂化活性良好二次裂化活性較低深度裂化活性良好水熱法超穩(wěn)Y分子篩及改性二級(jí)孔，擴(kuò)散性好金屬組元，調(diào)節(jié)分子篩酸性及酸強(qiáng)度Mg分子

9、篩總酸量降低，且強(qiáng)酸性中心降幅明顯柴油產(chǎn)率提高Re分子篩總酸量提高，且強(qiáng)酸性中心增幅明顯液化氣產(chǎn)率提高1234567BA出 口急 冷 介 質(zhì)熱 再 生 劑進(jìn) 料第 一 反 應(yīng) 區(qū)第 二 反 應(yīng) 區(qū)AB降低烯烴保持并提高辛烷值促進(jìn)重質(zhì)烴類的裂化和輕質(zhì)烴類的轉(zhuǎn)化烴類烷烴+烯烴裂化裂化環(huán)烷烴烯烴環(huán)烯帶不同環(huán)的烷烴裂化裂化異構(gòu)化異構(gòu)化芳烴脫氫、氫轉(zhuǎn)移脫氫、氫轉(zhuǎn)移脫氫、氫轉(zhuǎn)移脫氫、氫轉(zhuǎn)移芳烴芳烴+烯烴不同烷基芳烴多環(huán)芳烴焦炭脫氫、氫轉(zhuǎn)移縮合脫氫、氫轉(zhuǎn)移縮合脫氫、氫轉(zhuǎn)移縮合脫氫、氫轉(zhuǎn)移縮合烷基轉(zhuǎn)移烷基轉(zhuǎn)移側(cè)鏈裂化側(cè)鏈裂化烯烴環(huán)烷烴異構(gòu)烯烴正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴+芳烴焦碳異構(gòu)烷烴或烷基芳烴烯烴異構(gòu)烷烴裂化裂化環(huán)化

10、環(huán)化異構(gòu)化異構(gòu)化氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移環(huán)化、氫轉(zhuǎn)移縮合環(huán)化、氫轉(zhuǎn)移縮合烷基化烷基化氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移氫轉(zhuǎn)移烴正碳離子烯烴異構(gòu)烷烴+芳烴正碳離子烴烯烴異構(gòu)烷烴+芳烴一次反應(yīng)一次反應(yīng)二次反應(yīng)二次反應(yīng)烴類混合物烴類混合物+烯烴異構(gòu)烷烴或烷基芳烴異構(gòu)烷烴+芳烴異構(gòu)稀烴異構(gòu)烷烴異構(gòu)化氫轉(zhuǎn)移烷基化氫轉(zhuǎn)移不同原料油生產(chǎn)目的產(chǎn)品質(zhì)量催化劑產(chǎn)品分布和質(zhì)量汽油烯烴及辛烷值1234重質(zhì)原料油重質(zhì)原料油高反應(yīng)溫度，高再生溫度高反應(yīng)溫度，高再生溫度劑油比大，水油比大劑油比大，水油比大提升管反應(yīng)器提升管反應(yīng)器催化劑再生循環(huán)系統(tǒng)催化劑再生循環(huán)系統(tǒng)大量富含大量富含C C2 2、C C3 3的氣體的氣體重質(zhì)原料重質(zhì)原料較好的重油裂化活性

11、較好的重油裂化活性抗金屬污染能力抗金屬污染能力反應(yīng)條件苛刻反應(yīng)條件苛刻良好的機(jī)械強(qiáng)度良好的機(jī)械強(qiáng)度熱水穩(wěn)定性和流態(tài)化性能熱水穩(wěn)定性和流態(tài)化性能多產(chǎn)富含多產(chǎn)富含烯烴的氣體烯烴的氣體裂解選擇性，焦炭選擇性好適當(dāng)裂解選擇性，焦炭選擇性好適當(dāng)?shù)目左w積、孔徑分布和比表面的孔體積、孔徑分布和比表面 一般常壓渣油進(jìn)料可得到一般常壓渣油進(jìn)料可得到22%22%26%26%的乙烯，的乙烯，14%14%16%16%的丙烯及的丙烯及7%7%8%8%的混合丁烯，若采用乙烷循環(huán)的混合丁烯，若采用乙烷循環(huán)回?zé)挘蚁┦章蔬€可提高回?zé)?，乙烯收率還可提高2 2個(gè)百分點(diǎn)。個(gè)百分點(diǎn)。 占占HCC進(jìn)料進(jìn)料13%13%17%17%（）的

12、裂化汽油餾分）的裂化汽油餾分（IBPIBP200200）中芳烴含量高達(dá)）中芳烴含量高達(dá)90%90%9595左右，左右，其中其中BTX的含量可達(dá)的含量可達(dá)70709090左右，是抽提生產(chǎn)苯、左右，是抽提生產(chǎn)苯、甲苯和二甲苯的優(yōu)良原料，也可作為高辛烷值汽油甲苯和二甲苯的優(yōu)良原料，也可作為高辛烷值汽油的良好調(diào)和組分。的良好調(diào)和組分。 占占HCC進(jìn)料進(jìn)料1 1的裂解中間餾分（的裂解中間餾分（200200330330）中芳烴含量高達(dá)）中芳烴含量高達(dá)90909595左右，而其中的左右，而其中的萘和烷基萘含量高達(dá)萘和烷基萘含量高達(dá)75758585左右，是一種寶貴左右，是一種寶貴的石油芳烴資源。的石油芳烴資源

13、。 以減壓餾分油、焦化餾分油等中間餾分為原料的以減壓餾分油、焦化餾分油等中間餾分為原料的HCCHCC裝置的裂解汽油、中間餾分烴類組成同裝置的裂解汽油、中間餾分烴類組成同AR基本基本相近。相近。1234567 CPPCPP以重質(zhì)烴為原料，采用提升管反應(yīng)器和以重質(zhì)烴為原料，采用提升管反應(yīng)器和/ /或流化或流化床反應(yīng)器及分子篩催化劑、催化劑流化輸送的連續(xù)反床反應(yīng)器及分子篩催化劑、催化劑流化輸送的連續(xù)反應(yīng)應(yīng)- -再生循環(huán)操作方式，是一個(gè)催化反應(yīng)和熱反應(yīng)共再生循環(huán)操作方式，是一個(gè)催化反應(yīng)和熱反應(yīng)共存的過(guò)程，借助于具有正碳離子反應(yīng)和自由基反應(yīng)雙存的過(guò)程，借助于具有正碳離子反應(yīng)和自由基反應(yīng)雙活性的催化劑，最

14、大量的生產(chǎn)乙烯和丙烯?；钚缘拇呋瘎畲罅康纳a(chǎn)乙烯和丙烯。 高溫、低壓高溫、低壓催化劑催化劑二、工藝特點(diǎn)二、工藝特點(diǎn)烴烴C3= + C4=（FCC，MGG，DCC）C2= + CH4B酸L酸正碳離子正碳離子自由基自由基酸性沸石催化劑酸性沸石催化劑B酸L酸正碳離子自由基反應(yīng)C3= + C4=C2= + CH4四、催化劑四、催化劑表8-62 原料性質(zhì)原料性質(zhì)表8-63 不同沸石催化劑試驗(yàn)結(jié)果不同沸石催化劑試驗(yàn)結(jié)果 表8-64 改性沸石催化劑試驗(yàn)改性沸石催化劑試驗(yàn) 表8-65 CEP新鮮催化劑性質(zhì)新鮮催化劑性質(zhì)擇型裂化能力強(qiáng)擇型裂化能力強(qiáng)氫轉(zhuǎn)移能力低氫轉(zhuǎn)移能力低L L酸酸/B/B酸適中酸適中不含稀

15、土不含稀土Si/Al大大水熱穩(wěn)定性好水熱穩(wěn)定性好抗磨蝕抗磨蝕小分子產(chǎn)物增加小分子產(chǎn)物增加烯烴保留度大烯烴保留度大促進(jìn)自由基反應(yīng)促進(jìn)自由基反應(yīng)催化劑循環(huán)量大催化劑循環(huán)量大高溫和蒸汽用量大高溫和蒸汽用量大酸密度降低，酸性中心強(qiáng)度提高酸密度降低，酸性中心強(qiáng)度提高烯烴保留度大烯烴保留度大C2= + C3=高溫，大稀釋蒸汽高溫，大稀釋蒸汽劑油比大，重質(zhì)原料劑油比大，重質(zhì)原料熱熱蒸汽裂解蒸汽裂解 催化催化 催化裂解催化裂解 B/LB/L較大較大催化熱裂解催化熱裂解L/BL/B較大較大干氣中干氣中H H2 2/CH/CH4 4( (/) )分別為分別為1.7021.702、0.2030.203；1.0161

16、.016、 0.1270.127；1.021.02、0.1280.128固定流化床，氫轉(zhuǎn)移活性LV-23RAG-1CIP-2 注：注：催化劑為L(zhǎng)V23，原料油為管輸混合油 降壓降壓：保持低分壓的逐級(jí)注水蒸汽。提高提高C2 2= = + + C3 3= =：C5和C4在提升管底部循環(huán)裂化，裂化石腦油循 環(huán)裂化。熱量熱量：完全再生，提高摻渣量，回?zé)挷僮?，提高原料油預(yù)熱溫度，油漿裂解輕油回注到氣提段，補(bǔ)充生焦量。 提升管反應(yīng)器，大慶AR，反應(yīng)壓力0.07MPa，劑油比3340。 * *在固定流化床反應(yīng)裝置，以大慶VGO為原料；* *反應(yīng)溫度680，劑油比10，空速10h-1，催化劑經(jīng)800，17h，

17、100%水蒸氣老化處理 *在固定流化床反應(yīng)裝置，以大慶VGO為原料。*反應(yīng)溫度680，劑油比10，空速10h-1，催化劑經(jīng)800，17h，100%水蒸氣老化處理。*熱處理?xiàng)l件:1000下焙燒8h*水熱處理?xiàng)l件:800，100%水蒸氣，16h*固定流化床*原料油為AR-2，裂解活性=(1-液體產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)率)100%，裂解選擇性=甲烷質(zhì)量產(chǎn)率/乙烯質(zhì)量產(chǎn)率100%乙烯選擇性=乙烯質(zhì)量產(chǎn)率/裂解活性100%*催化劑在800，100%水蒸氣老化8h，固定流化床 * MLC-500老化催化劑活性為69，MGD工藝條件，固定流化床催化裂化 表8-46 中試原料油性質(zhì) *重油提升管反應(yīng)溫度為500 *重油提升管反應(yīng)溫度為505 A：雙塔流程 B：?jiǎn)嗡鞒?標(biāo)1直