第七章 石油餾分的催化加工

1、石油餾分的催化加工各類石油化工催化劑及其工業(yè)應(yīng)用催化裂化輕質(zhì)油和重質(zhì)油輕質(zhì)油重質(zhì)油汽油辛烷值原油精餾1040%6090%4060社會(huì)需求90%10%70催化裂化的工藝特點(diǎn)o 定義n以減壓餾分油、焦化柴油和蠟油等重質(zhì)餾分油和渣油為原料，在常壓和450510度條件下，在催化劑的存在下，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化生成氣體、汽油、柴油等輕質(zhì)產(chǎn)品和焦炭的過程o 特點(diǎn)n輕質(zhì)油收率高，達(dá)70%80%n催化裂化汽油的辛烷值高，達(dá)78%，安定性也好n催化裂化柴油十六烷值較低，需和直餾柴油調(diào)和或加氫精制n催化裂化氣體，C3和C4占80%，其中C3中丙烯占70%，C4中丁烯占55%n主要生產(chǎn)汽油，重點(diǎn)發(fā)展柴油催化裂化

2、產(chǎn)物組分組成氣體汽油柴油焦炭含量1020%3050%40%5%7%催化裂化催化劑o 1936年n 酸處理的蒙脫石催化劑，o Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2(Si,Al)4O10(OH)2，E-Na,K,等可交換陽(yáng)離子o 高溫?zé)岱€(wěn)定性不高o 再生性能不好o 工業(yè)應(yīng)用n 超穩(wěn)Y型沸石分子篩，n HZSM-5分子篩Y型分子篩的組成為Na56Al56Si136O384250H2O 正碳離子化學(xué)催化裂化的化學(xué)原理o 烷烴裂化為小分子烷烴和烯烴o 烯烴裂化為小分子的烯烴o 異構(gòu)化反應(yīng)n正構(gòu)烴異構(gòu)烴o 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)n環(huán)烷烴+烯烴芳烴+烷烴o 環(huán)烷烴裂化為烯烴o 烷基芳烴脫烷基反應(yīng)o 縮合反應(yīng)，放出氫

3、氣各類反應(yīng)作用o 裂化反應(yīng)n 大分子變成小分子，重油輕質(zhì)化o 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)n 汽油飽和度提高，安定性好o 異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)n 提高汽油辛烷值催化裂化工藝流程反應(yīng)再生系統(tǒng)；分餾系統(tǒng)；吸收穩(wěn)定系統(tǒng)高低并列式提升管反應(yīng)器高低并列式提升管反應(yīng)器370450-510進(jìn)入煙氣鍋爐進(jìn)入煙氣鍋爐o 水蒸汽n氣提n脫除吸附在催化劑表面的油氣o 進(jìn)入廢氣鍋爐n含量一定量的COo 循環(huán)回流n確保塔內(nèi)部溫度不超標(biāo)o 油漿回流n冷卻油氣至飽和n清洗催化劑粉塵影響催化裂化反應(yīng)深度的主要因素o 原料油的性質(zhì)n環(huán)烷烴含量越多，裂化反應(yīng)速率越快，氣體、汽油產(chǎn)率越高，選擇性越好o 反應(yīng)溫度n較低的反應(yīng)溫度，多產(chǎn)柴油n較高的反應(yīng)溫

4、度，多產(chǎn)汽油o 反應(yīng)壓力n油氣分壓越高，反應(yīng)速率越快，有利于縮合，焦炭產(chǎn)率明顯提高，但烯烴產(chǎn)率下降，汽油產(chǎn)率也下降o 空速和反應(yīng)時(shí)間重油催化裂化o Residue fluid catalytic cracking, RFCCo 原料n 常壓渣油、減壓找有的脫瀝青油、減壓渣油和加氫脫金屬或脫硫的混合物n 沸點(diǎn)大于350度n 沸點(diǎn)大、粘度高、多環(huán)芳烴含量高、重金屬含量高、含硫、含氮o 焦炭產(chǎn)率高，催化劑污染采取措施o 強(qiáng)化霧化和汽化n 減少液固反應(yīng)o 提高溫度和降低反應(yīng)時(shí)間o 催化劑n 高熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性n 抗重金屬污染能力n Y型沸石分子篩和超穩(wěn)Y型沸石分子篩重油催化裂化工藝再生器1的特點(diǎn)：

5、高CO/CO2比，確保大部分氫和一部分碳被燒掉再生器2的特點(diǎn)：高溫，無水，確保催化劑不失活作業(yè)o 催化裂化原油的來源、產(chǎn)物的種類及特點(diǎn)如何？催化重整定義o 重整n指烴類分子中心排列成新的分子結(jié)構(gòu)，而不改變分子大小的加工過程o 催化重整n在催化劑存在之下進(jìn)行的重整n鉑重整n鉑錸重整o 目的n生產(chǎn)高辛烷值汽油或者芳香烴n副產(chǎn)大量氫氣可作為加氫工藝的氫氣來源催化重整的化學(xué)o 雙功能催化劑n主催化劑Pto 脫氫n烷烴脫氫為烯烴n環(huán)烷烴脫氫為芳香烴n異構(gòu)烯烴加氫n助催化劑Re, Ir, Sno 減少氫解副反應(yīng)o 減少金屬在高溫含氫環(huán)境下聚集燒結(jié)n多孔酸性氧化鋁載體o 異構(gòu)化、環(huán)化和裂化催化重整的原料油o

6、 原料n 直鎦汽油餾分n 沸點(diǎn)o 生產(chǎn)汽油時(shí)n 80180度之間，為什么？o 生產(chǎn)芳烴時(shí)n 60145度之間n 雜質(zhì)含量工藝流程-原料預(yù)處理o 預(yù)餾分o 預(yù)脫砷o 預(yù)加氫n脫出原料油的雜質(zhì)o 催化劑：鉬酸鎳（NiO, MoO3）o S、N、O等雜質(zhì)分解稱H2S,NH3,H2Oo 烯烴加氫飽和o As, Pb等重金屬化合物在預(yù)加氫條件下分解后，被催化劑吸附脫除o 重整原料的脫水及脫硫n氣提法和蒸餾脫水法，脫除H2S, H2O穩(wěn)定塔的作用穩(wěn)定塔的作用從塔頂脫除溶于重整產(chǎn)物中的少量氣體和戊烷從塔頂脫除溶于重整產(chǎn)物中的少量氣體和戊烷去預(yù)加氫去預(yù)加氫重整反應(yīng)器o 三個(gè)固定床反應(yīng)器n一號(hào)：環(huán)烷烴脫氫n二號(hào)

7、：C5環(huán)烷烴異構(gòu)化、脫氫環(huán)化n三號(hào)：加氫裂化和脫氫環(huán)化n770-820K, 3MPa作業(yè)o 重整原料中引起催化劑中毒的組分有哪些？o 重整循環(huán)氫的作用如何？加氫精制和加氫裂化加氫精制o 目的n 油品精制，用于除掉油品中的S，N，O雜原子及金屬雜質(zhì)，改善油品的使用性能加氫精制o 加氫脫硫反應(yīng)n發(fā)生氫解反應(yīng)加氫精制o 加氫脫氮反應(yīng)o 加氫脫氧反應(yīng)加氫精制o 重質(zhì)油加氫脫金屬反應(yīng)o 金屬有機(jī)化合物一般存在于重油中，經(jīng)過氫解反應(yīng)，金屬將沉積于催化劑表面，從而脫除，因而催化劑定期更換o 烯烴加氫為烷烴加氫精制工藝裝置循環(huán)氫系統(tǒng)生成油換熱冷卻分離系統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)注入冷氫，控注入冷氫，控制溫度制溫度注入高壓洗滌注入高壓洗滌水水溶解溶解NH3和和H2S作用是什么？作用是什么？加氫裂化o 目的n 重質(zhì)原料在催化劑和氫氣存在下進(jìn)行的催化加工，生產(chǎn)各種輕質(zhì)燃料油的工藝過程o 重質(zhì)油輕化途徑降低碳?xì)浔萵 脫碳o(jì) 熱裂化，焦化，催化裂化o 加大部分油料的碳?xì)浔萶 缺點(diǎn)：產(chǎn)生氣體烴和焦炭、渣油n 加氫加氫裂化o 優(yōu)點(diǎn)n 提高碳?xì)浔萵 輕質(zhì)化n 防止積碳n 除去S，N，O等雜質(zhì)n 飽和不飽和烴加氫裂化的化學(xué)反應(yīng)o 主要反應(yīng)n裂化，加氫，異構(gòu)化，環(huán)化及脫硫，脫氮，脫金屬等o 烷烴加氫裂化的化學(xué)反應(yīng)o 烯烴n加氫烷烴化，聚合、環(huán)化等加氫裂化的化學(xué)反應(yīng)o 環(huán)烷烴n異構(gòu)化，斷環(huán)，脫烷基，脫氫等加氫裂化的化學(xué)反應(yīng)o 芳