《石油煉制工程》第6章催化裂化ppt課件

1、課件第六章 催化裂化.2解讀課程稱號什么是石油？煉？用火燒制或用加熱等方法使物質(zhì)純真、堅韌、濃縮：煉鋼、煉焦、煉油、煉乳。千錘百煉。 煉焦 :將煤進展分解蒸餾制造焦炭的過程;利用熱能將原油的重渣油全部轉(zhuǎn)化為低沸點石油產(chǎn)品和副產(chǎn)品石油焦的方法煉鐵:把鐵礦石和焦炭等燃料及熔劑裝入高爐中冶煉,去掉雜質(zhì)而得到鐵 煉乳:使乳在高壓和高溫下進展蒸發(fā),不添加蔗糖,將其體積濃縮到一半或一半以下,并含有規(guī)定數(shù)量的乳脂和乳的固形物.煉油:將石油經(jīng)過蒸餾的方法分別消費符合內(nèi)燃機運用的煤油、汽油、 柴油等燃料油，副產(chǎn)石油氣和渣油.生物煉制:利用農(nóng)業(yè)廢棄物、植物基淀粉和木質(zhì)纖維素資料為原料，消費各種化學(xué)品、燃料和生物基

2、資料。 石油煉制:中石化是中國最大的石油煉制商，石油煉制才干位居世界第二，主要產(chǎn)品有汽油、煤油、柴油、光滑油等。煉制?.3解讀課程稱號工程?工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種運用，經(jīng)過這一運用，使自然界的物質(zhì)和能源的特性可以經(jīng)過各種構(gòu)造、機器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過程，是以最短的時間和精而少的人力做出高效、可靠且對人類有用的東西。 工藝是勞動者利用消費工具對各種原資料、半廢品進展增值加工或處置，最終使之成為制廢品的方法與過程。 個人不占有消費資料，依托工資收入為生的勞動者：工人。 制造消費資料和生活資料的消費事業(yè)：工業(yè)。 工藝?解讀一下英文課程稱號？.第一章 緒論第二章 石油及其產(chǎn)品的組成和性質(zhì)第三章 石油產(chǎn)品第

3、四章 原油評價與原油加工方案第五章 原油常減壓蒸餾第六章 催化裂化第七章 催化加氫第八章 催化重整第九章 延遲焦化第十章 高辛烷值組分消費第十一章 光滑油消費第十二章 石油產(chǎn)品調(diào)合石油、石油產(chǎn)品及原油一次加工石油：工業(yè)血液黑色金子二次加工深度加工把非金子變成金子，現(xiàn)代科技，賺取宏大利益。煉油煉金？煉：用火燒制或用加熱等方法使物質(zhì)純真。石油煉不出金子，但潛含的經(jīng)濟難以估算。石油要煉出“金子，只靠一次加工實現(xiàn)不了。.5本章內(nèi)容第6章 催化裂化6.1 概述6.2 催化裂化的原料和產(chǎn)品6.3 催化裂化的化學(xué)反響6.4 催化裂化催化劑及助劑6.5 流態(tài)化原理及催化劑保送6.6 催化裂化工藝流程6.7 催

4、化裂化主要設(shè)備6.8 反響-再生系統(tǒng)工藝計算6.9 催化裂化新技術(shù)目的？了解催化裂化開展簡史、新技術(shù)及我國的成就;掌握FCC工藝過程、原理及主要設(shè)備構(gòu)造；掌握FCC工藝的根本計算方法；特別掌握：茂石化公司三套FCC安裝工藝、設(shè)備、產(chǎn)品及原料方面區(qū)別。要求.6第一節(jié) 概述一、催化裂化 化學(xué)反響裂解反響作用？重質(zhì)餾分油或重油、渣油氣體、汽油、柴油以及焦炭實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化涉及的原理和工程：原料如何轉(zhuǎn)化反響原理如何保證轉(zhuǎn)化所需條件熱量、物料、動量三傳問題如何實現(xiàn)高效率轉(zhuǎn)化優(yōu)化與控制工藝、設(shè)備、催化劑問題。 在催化劑存在下，溫度460530和壓力0.10.3MPa條件下, 使重質(zhì)餾分油或重油、渣油經(jīng)過以裂解

5、為主的一系列化學(xué)反響, 轉(zhuǎn)化成氣體、汽油、柴油以及焦炭等產(chǎn)品的一種石油加工過程。.7第一節(jié) 概述二、催化裂化產(chǎn)生的背景19世紀(jì)末20世紀(jì)初，消費汽油主要是靠原油蒸餾。那時候原油煉制和如今土煉油差不多。汽油收率低，辛烷值也不高。原油蒸餾土煉油土煉油思索:土煉油原理?學(xué)會土煉油，可以當(dāng)老板？.8第一節(jié) 概述1913年，世界上第一套熱裂化工業(yè)安裝投產(chǎn)，汽油產(chǎn)量有所添加，但辛烷值依然很低。1965年熱裂化安裝(延伸)1963，茂油第一套100萬噸/年常減壓蒸餾安裝建成投產(chǎn)。1964年初，二次加工的第一套熱裂化安裝建成投產(chǎn)。 四乙基鉛分子式 二、催化裂化產(chǎn)生背景所以1925年就大規(guī)模運用四乙基鉛。.9第

6、一節(jié) 概述1930年石腦油熱重整技術(shù)，汽油產(chǎn)率才大幅提高，汽油RON提至71-79。此時由于汽油發(fā)動機的廣泛運用，汽油在數(shù)量和質(zhì)量上都無法滿足要求，迫切需求開發(fā)增產(chǎn)汽油的工藝。二、催化裂化產(chǎn)生背景.10第一節(jié) 概述熱裂化：在熱作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反響，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹狻⑵?、柴油的過程。 該技術(shù)1920-1940曾得到較大開展,但其汽油產(chǎn)量和質(zhì)量均有限，第二次世界大戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后，熱裂化為催化裂化所取代。目前工業(yè)上還有運用，目的是降低減壓渣油的粘度和凝點，以提高燃料油質(zhì)量減粘熱裂化。熱重整：在較高溫度和壓力下，直餾汽油、粗氣油等餾分中的烷烴經(jīng)輕度裂化而變?yōu)檩^低分子量的烷烴和烯烴等，同時伴有異構(gòu)化而

7、生成異構(gòu)烷烴，可以提高汽油的辛烷值和揮發(fā)度，早已被催化重整所取代。 .11第一節(jié) 概述熱裂化：汽油產(chǎn)量不高、汽油質(zhì)量也不好。早在1890年以后，GULF公司的McAfee(邁克菲)就在實驗室中發(fā)現(xiàn)無水三氯化鋁作催化劑可促進裂化反響。但直到20年后，這一過程對汽油增產(chǎn)的重要意義才被認識到，GULF做了一套安裝并運轉(zhuǎn)14年，但無法推行。由于鋁是貴金屬，且催化劑無法回收。二、催化裂化產(chǎn)生背景.12第一節(jié) 概述這時候，法國出了個工程師HOUDRY胡得利 。他發(fā)明了煤氣合成燃料技術(shù)，但法國政府未采用。后來德國人也開發(fā)了此種技術(shù)并投入運用，定名為F-T合成。因此HOUDRY轉(zhuǎn)而研討固體酸催化裂化工藝。19

8、27年，他選中了白土催化劑，并采用空氣燒掉積炭的方法來恢復(fù)活性。白土精制光滑油用的，人們把卸出的廢白土加到熱裂化原料中，發(fā)現(xiàn)能多產(chǎn)一些汽油。催化裂化開創(chuàng)人、奠基人。 即使從當(dāng)今工藝和技術(shù)的觀念來看，HOUDRY反響器也是技術(shù)上的奇觀。陳俊武二、催化裂化產(chǎn)生的背景.13第一節(jié) 概述 HOUDRY技術(shù)，很快引起一些石油公司留意。VACCUM公司請他到美國，并以他名字組建了公司，進展實驗。這個VACCUM后來就開展為大名鼎鼎的Mobil，如今與埃克森合并為?？松?美孚。 二、催化裂化產(chǎn)生的背景 名次公司 2021煉油才干(萬噸/年) 1 ?？松梨?28 160 2 英荷殼牌 22 995 3 中國

9、石化 19 055 4 BP 16 640 5 康菲 13 480.14第一節(jié) 概述 1936年，HPC( Houdry Process Co)制造出了一套由熱裂化安裝改造的固定床催化裂化安裝。第一套安裝還沒有實現(xiàn)自動化，一切閥門都是手動開關(guān)。后來才加上自動閥和自動切換定時器。 二、催化裂化產(chǎn)生的背景催化裂化工藝涎生催化裂化主要包括反響和再生過程,后來催化裂化技術(shù)的開展演化 主要集中于反響再生系統(tǒng)包括催化劑。.15第一節(jié) 概述 1936年：固定床 小球或片狀催化劑預(yù)先放在反響器內(nèi)，預(yù)熱至400原料進入反響器，停幾分鐘到十幾分鐘，催化劑外表積炭，活性下降，停頓進料，蒸汽吹掃，空氣再生。 特點：設(shè)

10、備構(gòu)造復(fù)雜，消費才干小，鋼材耗量大，操作費事。三、催化裂化工藝開展想象一下，再生熱利用？問題.16第一節(jié) 概述 40年代：挪動床3mm小球催化劑。催化劑由固定改為在反-再系統(tǒng)循環(huán)。VACCUM設(shè)計了第一套挪動床。優(yōu)點：反響、再生不同容器進展，不需反響器和再生器都接受苛刻條件；再生余熱由蒸汽盤管引走，而固定床采用昂貴的熔鹽系統(tǒng)；催化劑置換簡單，由機械提升斗卸出；消費延續(xù)性高，產(chǎn)率穩(wěn)定。 缺陷：設(shè)備復(fù)雜三、催化裂化工藝開展.17第一節(jié) 概述 1948HPC開發(fā)了Houdriflow挪動床催化裂化過程，并于1950年投產(chǎn)，其原那么流程如圖。圖1-5三、催化裂化工藝開展.18第一節(jié) 概述三、催化裂化工

11、藝開展 1940年前后約1年， 20100m微球粉狀催化劑；發(fā)明了氣力保送固體顆粒技術(shù)。不久，并設(shè)計出上流式流化床反響器和帶松動的立管和滑閥。這就為FCC的誕生鋪平了道路.二戰(zhàn)需求大量汽油，推進了FCC(Fluidized catalytic cracking)開展.19第一節(jié) 概述三、催化裂化工藝開展氣力保送技術(shù)原理.20第一節(jié) 概述三、催化裂化工藝開展 型流化床：1942和1943年分別投產(chǎn)了3套型FCC安裝。型流化催化裂化是并列式(Standard石油公司)型缺陷:復(fù)雜,安裝過高達60米,笨重。只投產(chǎn)3套就被型取代.運轉(zhuǎn)方式？反響器再生器.21第一節(jié) 概述 1940年前MIT的Lewis

12、 就提出利用催化劑沉降分別，建立一種密相流化床反響器的想象并進展了實驗。實驗結(jié)果證明：1可以用液態(tài)油噴入進展反響。2安裝熱量可以自平衡?；谶@個想象設(shè)計的型FCC是再生器高于反響器。 型FCC和型比區(qū)別：型催化劑由反響器和再生器下部引出，而型由上部引出； 型已存在密相床，而型為稀相； 型運用了滑閥，設(shè)備標(biāo)高降低。 Standard石油公司，投產(chǎn)33套。三、催化裂化工藝開展.22第一節(jié) 概述1947年，型FCC投產(chǎn)，并列式。它改良了滑閥和控制系統(tǒng)。 三、催化裂化工藝開展.23第一節(jié) 概述三、催化裂化工藝開展看一看, 、與型之間的區(qū)別？反、再高低不一樣，或、再生器高。型的操作壓力和反響差不多，不象

13、型、型再生壓力才0.0150.03MPa，為保證再生立管有足夠壓頭，就得讓再生器高出反響器很多。問題.24第一節(jié) 概述 1952年，ESSO公司開發(fā)型催化，其所需鋼材和投資比型低20%。特點： U型密相保送； 反再系統(tǒng)之間催化劑循環(huán)主要是靠改動U型管兩端催化劑密度來調(diào)理，而不象、型用滑閥； 安裝高度降低32-36米，等。三、催化裂化工藝開展.25第一節(jié) 概述 50年代開發(fā)塞閥和同軸式FCC(Kellogg)三、催化裂化工藝開展正流A型1951低位再生,高位反響,內(nèi)部立管保送cat，塞閥控制,美、加投產(chǎn)10套。未思索回收煙氣能量正流B型1953低位反響,高位再生, 再生壓力低。立管保送cat,塞

14、閥控制投產(chǎn)15套。正流C型1960此時，cat提高，公認要采用提升管反響器。Kellogg堅持正流型。提升管位于反響器內(nèi)，會帶來什么問題？問題.26第一節(jié) 概述三、催化裂化工藝開展正流F型1976沸石型cat超正流型1979提升出口帶粗旋分別；多路進料放射；CO完全熄滅。投產(chǎn)10多套。.27第一節(jié) 概述曾開發(fā)非金屬塞閥，用于餾分油下行床熱裂解制乙烯，高溫高固體流量下表現(xiàn)了很好地耐磨性能和調(diào)理性能。濟南煉廠中試。.28第一節(jié) 概述 60年代后期，為順應(yīng)沸石催化劑開場研討提升管催化裂化，常見的高低并列提升管安裝是美國UOP公司開發(fā)。 三、催化裂化工藝開展顯著特點：出口快速分別；快速再生；活塞流反響

15、抑制返混，消費才干大幅度提高，產(chǎn)質(zhì)量量和產(chǎn)率顯著改善。.29第一節(jié) 概述三、催化裂化工藝開展以后，為了順應(yīng)分子篩催化劑對積炭非常敏感的特性，要求再生劑含碳0.050.02%以下。再生技術(shù)不斷開展：高溫再生，兩段再生，高效再生，完全再生，世界范圍內(nèi)反響器型式那么無實量變化。.30第一節(jié) 概述 80年以后，開發(fā)重油催化裂化， Shell和S&W公司等。三、催化裂化工藝開展.31第一節(jié) 概述我國催化裂化奠基人、開辟者 侯祥麟，科學(xué)院、工程院院士。 1950年，舍棄國外優(yōu)越條件回國。先在清華，后在燃料工業(yè)部。1955年5月中選為中國科學(xué)院首批學(xué)部委員。57年10月，石油科學(xué)研討院成立，任副院長。特種光

16、滑油，87年獲國家科技提高特等獎。四、我國的催化裂化規(guī)劃指點“五朵金花技術(shù)開發(fā)62年10月，石油部規(guī)劃獨立自主地開發(fā)：FCC、催化重整、延遲焦化、尿素脫蠟、催化劑及添加劑等5個工藝技術(shù)。當(dāng)時熱放電影，影片講述五位聰明美麗的白族姑娘，名字都叫“金花。于是把要開發(fā)的五項煉油新技術(shù)，籠統(tǒng)地稱為“五朵金花。從此“五朵金花叫響我國煉油行業(yè)。后來“金花成為石油化工業(yè)內(nèi)艱苦新技術(shù)的一個代名詞。.32第一節(jié) 概述我國催化裂化奠基人、開辟者 陳俊武 中國科學(xué)院院士19911958年：挪動床催化裂化(蘭州).大慶原油重質(zhì)油含量高，只需采用先進加工技術(shù)才干提供更多更好汽油和柴油，而國外對中國實施技術(shù)封鎖。自力更生開

17、發(fā)以催化裂化為首的五項煉油新技術(shù)。首先是建立一套具有60年代程度，年加工才干60萬噸的FCC安裝。陳俊武被任命為催化裂化安裝設(shè)計師。這套安裝于1965年撫順順利消費，成為我國掌握現(xiàn)代煉油技術(shù)的一個里程碑。隨后，又指點開發(fā)了幾十套FCC安裝。 80年代又順利開發(fā)勝利大慶常壓渣油催化裂化技術(shù)和同軸式兩段高速床再生技術(shù)等。1985年他獲得國家科學(xué)技術(shù)提高一等獎。 1989年被評為國家工程建立設(shè)計巨匠。四、我國的催化裂化.33第一節(jié) 概述我國催化裂化奠基人、開辟者 閔恩澤 科學(xué)院院士、工程院院士 中國催化劑之父、 石油化工催化劑專家。 2007年國家最高科學(xué)技術(shù)獎。60年代初，他參與并指點完成了挪動床

18、催化裂化小球硅鋁催化劑，F(xiàn)CC微球硅鋁催化劑，鉑重整催化劑和固定床烯烴疊合磷酸硅藻土催化劑制備技術(shù)的消化吸收再創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，突破國外技術(shù)封鎖，滿足了國家急需。四、我國的催化裂化.34第一節(jié) 概述1958年：挪動床催化裂化(蘭州)。1965年在撫順建成流化床催化裂化安裝。 1974年在玉門建成提升管催化裂化安裝。 1983年：常壓重油催化裂化(石家莊)。催化劑、金屬鈍化劑、助燃劑。分別器、高效霧化噴嘴、內(nèi)外取熱器。開發(fā)了大慶減壓渣油催化裂化成套技術(shù)。四、我國的催化裂化19691974年5年內(nèi)，茂名先后建成延遲焦化、催化裂化、第二套常減壓蒸餾、鉑重整加氫結(jié)合等安裝。為茂石化后來開展奠定了根底。 .

19、35第一節(jié) 概述茂名石化第一套催化裂化安裝茂名石化第一套催化裂化反再系統(tǒng)表示圖五、茂名的催化裂化.36第一節(jié) 概述茂石化第二套催化裂化反再系統(tǒng)圖茂石化第二套催化裂化安裝五、茂名的催化裂化.37第一節(jié) 概述茂石化第三套催化裂化安裝茂石化第三套催化裂化反再系統(tǒng)表示圖五、茂名的催化裂化.38第一節(jié) 概述工程實際才干和工程素質(zhì)培育的思索企業(yè)參與的人才培育方案聘企業(yè)三層次專家 管理、技術(shù)、消費。參與人制定才培育方案、指點設(shè)計或講課、指實習(xí)或?qū)嶋H教學(xué)。合編相關(guān)教材 更嚴(yán)密結(jié)合消費實踐。充分利用好企業(yè)資源，效力實際教學(xué)。 學(xué)生是主體，他們要有這個認識廣西企業(yè)和學(xué)校招聘.39第一節(jié) 概述(1)控制反響在理想條

20、件下進展，需求用到曾經(jīng)學(xué)過的哪些實際？如何實現(xiàn)？(2)如何確保催化劑在反響器和再生器之間循環(huán)流動？(3)油氣或再生煙氣為何能按一定途徑流動？(4)圖中箭頭處物態(tài)及組成？溫度、壓力如何？按箭頭方向順序，不同箭頭所在的位置上述量如何變化，有無規(guī)律？(5)提升管中催化劑如何向上運動？催化劑向上運動的形狀會不會變化？(6)隨反響進展，提升管末端，催化劑會失活，為什么？六、反再系統(tǒng)十大問？.40第一節(jié) 概述(7)提升管中油料在向上運動過程中，會發(fā)生怎樣的變化？反響物料的物理性質(zhì)？(8)提升管出口油氣-催化劑如何分別？有無學(xué)過這方面的知識？(9)催化裂化安裝提升管反響溫度約為多少？維持這一溫度的熱從哪里來

21、？(10)催化裂化安裝要不要加熱爐？輔助熄滅室作用？(11)焦炭是產(chǎn)品，但目前取不出來，只能燒掉？可以不燒嗎？(12)有些催化裂安裝有外取熱器，而有些又沒有，為什么？六、反再系統(tǒng)假設(shè)干問？.41第二節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品一、原料 1、催化原料來源：直餾餾分油常壓渣油脫瀝青油焦化蠟油減壓渣油 等.42第二節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品2、衡量原料性質(zhì)的目的1餾分組成餾分范圍窄比寬好, 但實踐原料餾分都較寬2烴類組成烷烴、環(huán)烷烴易裂化，是理想原料。芳烴難裂化，易生焦。烯類易裂化，也易生焦?；瘜W(xué)組成難以分析，以折光率、相對密度、分子量、粘度等計算原料的構(gòu)造族組成。3殘?zhí)?43第二節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品

22、4硫、氮含量5重金屬含量Ni、V、Cu、Na、Fe重金屬堆積在催化劑上，具有脫氫作用，使產(chǎn)品中氫和焦炭產(chǎn)率添加。鎳和釩毒害作用最大。常壓渣油中釩比鎳毒害作用更大。 鎳當(dāng)量(ppm)=Nippm+1/4(Vppm+Feppm) 釩當(dāng)量(ppm)=4Nippm+(V+Fe)ppm常規(guī)催化裂化焦炭產(chǎn)率57%, 重油和渣油催化裂化焦炭產(chǎn)率達10%以上.2、衡量原料性質(zhì)的目的.44第二節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品氣體C1C4中C3、C4液化氣占絕大多數(shù)，烯烴含量較高；汽油產(chǎn)率高，辛烷值高RON為90左右，汽油中異構(gòu)物和芳烴多，但含硫也高；柴油十六烷值低，安定性差，需思索加氫精制；油漿普通不作為產(chǎn)品。焦炭在催

23、化劑再生過程中燒去提供了能量，不作為產(chǎn)品。二、催化裂化的產(chǎn)品.產(chǎn)品名稱主要成分 含量性質(zhì)及用途干氣C1、C2、H2、H2S1010 20 燃料氣或化工液化氣C3、 C490用于化工汽油C5C113060研究法辛烷值8090，安定性好柴油 C10 C20040 含有較多的芳烴，十六烷值低，安定性較差，特別是渣油催化裂化油漿以稠環(huán)芳烴為主57不等化工利用 生產(chǎn)針狀焦焦炭縮合產(chǎn)物510摻渣油高 再生過程燒掉.46第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響一、烴類的催化裂化反響烷烴：主要發(fā)生分解反響分解成較小分子的烷烴和烯烴。多從中間的CC鍵處斷裂，分子越大越易斷裂 烯烴：主要反響也是分解反響，同時還有異構(gòu)化，氫轉(zhuǎn)移

24、和芳構(gòu)化反響 。環(huán)烷烴：主要反響有分解、脫氫和異構(gòu)化芳香烴：芳環(huán)非常穩(wěn)定，但芳環(huán)上的烷基側(cè)鏈很容易斷裂生成較小分子的烯烴；多環(huán)芳烴主要發(fā)生縮合反響。 .47第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響1、分解反響分解反響是主要反響，是烴類的CC鍵斷裂。易從中延續(xù)裂，分子越大越易斷裂。正十六烷反響速度是正十二烷的2.5倍異構(gòu)烷比正構(gòu)烷易斷裂，異構(gòu)烷多在位斷裂。烯烴分解反響規(guī)律與烷烴類似，速度比烷烴高環(huán)烷烴分解反響：斷環(huán)和斷側(cè)鏈芳烴環(huán)不易翻開，易斷側(cè)鏈，側(cè)鏈越長越易斷裂催化裂化的主要化學(xué)反響類型.48第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響2.異構(gòu)化反響分子量不變只改動分子構(gòu)造稱異構(gòu)化反響。 (1)骨架異構(gòu) (2)雙鍵位移異構(gòu)

25、(3)幾何異構(gòu)3.氫轉(zhuǎn)移反響某烴分子上的氫脫下加到另一烯烴分子上使之飽和的反響稱為氫轉(zhuǎn)移反響。4.芳構(gòu)化反響5.生焦反響烯烴疊合：烯烴與烯烴合成大分子烯烴, 最終生焦炭芳烴縮合：6.烷基化反響.49第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響原料中各類烴進展著復(fù)雜交錯的反響，結(jié)果是：大分子裂化成較小的分子得到氣體、液態(tài)烴、汽油、柴油；同時也使小分子疊合、脫氫縮合成大分子直至焦炭。.幾點闡明： 最主要、最重要的反響，對整個反響的熱力學(xué)和動力學(xué)起決議作用特征反響，反響速度不快，較低溫有利。氫轉(zhuǎn)移反響的結(jié)果是有一部分烯烴飽和，這是FCC產(chǎn)品飽和度較高的根本緣由！反響才干較弱，汽油 ON 提高主要靠裂化和異構(gòu)化反響各類

26、烴辛烷值大小順序：芳烴、異構(gòu)烯烴異構(gòu)烷烴、烯烴環(huán)烷烴正構(gòu)烷烴氫轉(zhuǎn)移反響芳構(gòu)化反響裂化反響.51 正碳離子：碳原子外圍短少一對電子，構(gòu)成帶正電的離子。烯烴的雙鍵中有一個鍵被斷開同時加上一個質(zhì)子(H+)，加在含氫多的碳原子一邊，使含氫少的另一個碳原子短少一對電子而成為正碳離子。最初構(gòu)成正碳離子的條件：有烯烴，有質(zhì)子。 原料中有烯烴，催化劑提供質(zhì)子。二、 催化裂化反響機理 正碳離子反響機理第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.52第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響正碳離子的穩(wěn)定性強弱順序為：叔正碳離子仲正碳離子伯正碳離子 乙基正碳離子甲基正碳離子 催化裂化反響實踐上是各種正碳離子的反響。.53第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反

27、響1異構(gòu)化反響 正碳離子可以發(fā)生氫或烷基轉(zhuǎn)移的異構(gòu)化反響，趨于成為更加穩(wěn)定的正碳離子。 正碳離子的反響:.542斷裂反響 正碳離子可以裂解生成烯烴以及含碳數(shù)較少的正碳離子，這種斷裂發(fā)生在正電荷所在碳的位的CC鍵上。所構(gòu)成的正碳離子進一步異構(gòu)化和斷裂，這就導(dǎo)致催化裂化氣體中的C3、C4含量很高。 第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.553氫轉(zhuǎn)移反響 正碳離子還能奪取烴分子中的氫負離子而使后者構(gòu)成新的正碳離子。 也可以將質(zhì)子轉(zhuǎn)移給烯烴使其成為正碳離子。 第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.56以正十六烯為例闡明正碳離子機理(1)正十六烯獲得質(zhì)子(H+)生成正碳離子；(2)大的正碳離子不穩(wěn)定，易在位斷裂，生成一個烯

28、烴和一個小正碳離子；(3)生成的正碳離子是伯正碳離子，很不穩(wěn)定，易變成仲正碳離子，然后進展“斷裂， 甚至異構(gòu)化為叔正碳離子后再進展“斷裂。正碳離子穩(wěn)定性：叔仲伯第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.57(4)較小的正碳離子與烯烴、烷烴、環(huán)烷烴之間的氫轉(zhuǎn)移反響；(5)正碳離子和烯烴接合在一同生成大分子的正碳離子(疊合反響)；(6)各種反響最后都由正碳離子放出質(zhì)子(H+)還給催化劑而變成烯烴，反響終止。第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響以正十六烯為例闡明正碳離子機理.58三、 催化裂化反響的特點:1、烴類催化裂化是氣固非均相反響，各類烴之間的競爭吸附對反響有阻滯作用。反響過程7步驟： (1)原料分子自主氣流中向催化

29、劑分散； (2)接近催化劑的原料分子向微孔內(nèi)外表分散； (3)接近催化劑外表的原料分子被催化劑吸附； (4)被吸附的分子在催化劑的作用下進展化學(xué)反響； (5)生成的產(chǎn)品分子從催化劑上脫附下來； (6)脫附下來的產(chǎn)品分子從微孔內(nèi)向外分散； (7)產(chǎn)品分子從催化劑外外表再分散到主氣流中。反響過程可簡化為：吸附反響脫附第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.59第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響同碳數(shù)烴類被吸附順序: 稠環(huán)芳烴稠環(huán)環(huán)烷烴烯烴單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴環(huán)烷烴烷烴同類烴分子越大越易被吸附化學(xué)反響順序為:烯烴大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴異構(gòu)烷烴與烷基環(huán)烷烴小分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴正構(gòu)烷烴稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴最易被吸附而

30、反響速度最慢。三、 催化裂化反響的特點:.602.烴類催化裂化是復(fù)雜的平行順序反響重質(zhì)石油餾分 中間餾分 汽油 氣體 縮合產(chǎn)物 焦炭各產(chǎn)品產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系二次反響回?zé)捰?、回?zé)挷僮魅?催化裂化反響的特點:第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.61四、重油渣油催化裂化反響的特點焦炭產(chǎn)率較高、輕質(zhì)油收率較低多環(huán)芳烴、稠環(huán)芳烴難裂化瀝青質(zhì)根本轉(zhuǎn)化為焦炭膠質(zhì)易生成焦炭渣油可先進展溶劑脫瀝青氣-液-固三相反響霧化、汽化等情況對結(jié)果影響大大分子先在載體上反響再進入分子篩微孔內(nèi)反響第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.62五、催化裂化反響過程中的幾個概念1轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率(質(zhì)%)100未轉(zhuǎn)化原料/100100 或：轉(zhuǎn)化率=氣體%

31、+汽油%+焦炭%(+損失%) 單程轉(zhuǎn)化率：是指總進料包括新穎原料和回?zé)捰鸵淮谓?jīng)過反響器的轉(zhuǎn)化率。 總轉(zhuǎn)化率：是指新穎原料一次經(jīng)過反響器的轉(zhuǎn)化率。 第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.63 回?zé)挶?回?zé)捰土?新穎原料量 循環(huán)系數(shù)=總進料量/新穎原料量 =(新穎原料量+回?zé)捰土?/新穎原料量 =1+回?zé)挶瓤傓D(zhuǎn)化率=(氣體+汽油+焦炭)100%/新穎原料單程轉(zhuǎn)化率=(氣體+汽油+焦炭)100%/總進料第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響五、催化裂化反響過程中的幾個概念.642空速和反響時間催化劑藏量：在流化床催化裂化反響安裝中，催化劑不斷地在反響器和再生器之間循環(huán)。但是在任何時間，兩器內(nèi)部各自堅持有一定的催化劑量。兩

32、器內(nèi)經(jīng)常維持的催化劑量稱為藏量。 催化劑循環(huán)量：單位時間進入反響器的催化劑量，也就是分開反響器的催化劑量。 空速：是指每小時進入反響器的總進料量與器內(nèi)的催化劑藏量之比。單位：h-1 質(zhì)量空速總進料量t/h/藏量t 體積空速總進料量m3/h/藏量m3 第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.65反響時間，于均相反響的反響時間VR/V VR 反響器的體積，m3 V 進料體積流率，m 3/h 對于非均相反響FCC就是非均相氣固反響： 用空速的倒數(shù)來相對的表示反響時問，稱為假反響時間，=1/V0h 對于提升管反響器，假反響時間= VR/V對 VR提升管反響器的體積。 V對 油氣對數(shù)平均體積流量。 第三節(jié) 催化裂化

33、的化學(xué)反響.66六、催化裂化反響的熱效應(yīng)分解反響-吸熱反響氫轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化、縮合反響-放熱反響催化裂化主要是分解反響，所以是吸熱反響反響熱與原料組成、轉(zhuǎn)化深度、反響溫度及催化劑類型等有關(guān)反響熱表示方法有：1用生成的汽油以下輕產(chǎn)品205產(chǎn)物的量為基準(zhǔn)表示，kJ/kg產(chǎn)品2用新穎原料為基準(zhǔn)表示，290420kJ/kg新穎原料第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.673用催化裂化反響生成的焦炭中的碳(即催化碳)為基準(zhǔn)表示，反響溫度500時， 反響熱為9127kJ/kg催化碳。催化碳=總碳-附加碳-可汽提碳 總碳再生時燒去的焦炭中的總碳量; 附加碳由原料中殘?zhí)哭D(zhuǎn)化生成的焦炭中的碳； 附加碳=新穎原料量殘?zhí)?(重)

34、0.6 可汽提碳催化劑微孔中未汽提干凈的油氣中所含碳 可汽提碳=催化劑循環(huán)量0.02%第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.68七、催化裂化反響過程的主要影響要素主要要素：反響溫度反響時間劑油比反響壓力催化劑活性第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響.691催化劑活性2反響溫度反響溫度對反響速度、產(chǎn)品分布、產(chǎn)質(zhì)量量有極大影響。溫度提高10，催化裂化反響速度提高1020%，熱裂化反響速度提高6080%。我國以汽柴油消費方案為主，溫度較低，普通為470520。3反響時間留意反響時間對產(chǎn)品分布、產(chǎn)品產(chǎn)率的影響。第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響七、催化裂化反響過程的主要影響要素.704劑油比劑油比大，單位催化劑上的積碳少，催化劑

35、的活性下降得少，催化劑活性高，反響速度大。但劑油比大，可汽提碳多，也會影響焦炭產(chǎn)率5反響壓力油氣分壓的添加意味著反響物濃度的提高，因此反響速度提高。反響壓力提高生焦速度加快，焦炭產(chǎn)率添加。 反響速度的平方與壓力成正比，P，V。但生焦速度(更快)。故普通控制反響壓力為0.10.3MPa，普通也不作為控制手段。第三節(jié) 催化裂化的化學(xué)反響七、催化裂化反響過程的主要影響要素.71第四節(jié) 催化裂化催化劑種類 無定型硅酸鋁：天然白土、合成硅酸鋁 結(jié)晶型硅酸鹽：分子篩催化劑1、無定型硅酸鋁催化劑天然白土催化劑合成硅酸鋁催化劑半合成硅酸鋁催化劑等。組成和性質(zhì)組成：SiO2和Al2O3低鋁劑：Al2O3 101

36、3% 。高鋁劑：Al2O3約25%。一、裂化催化劑的種類、組成和構(gòu)造.72構(gòu)造及酸性來源硅鋁催化劑有裂化活性是由于它具有酸性, 能提供質(zhì)子。酸性是催化劑活性來源。催化劑酸性取決于化學(xué)組成和構(gòu)造。催化劑根本單元構(gòu)造是AlO4鋁氧四面體和SiO4硅氧四面體，四面體銜接為大分子。第四節(jié) 催化裂化催化劑.73催化劑平面構(gòu)造第四節(jié) 催化裂化催化劑.742、分子篩催化劑分子篩是一種具有規(guī)那么晶體構(gòu)造的硅鋁酸鹽。組成和構(gòu)造分子篩化學(xué)組成：M2/nOAl2O3xSiO2yH2OM分子篩中的金屬離子; n金屬的原子價;xSiO2 的分子數(shù); y結(jié)晶水的分子數(shù)。硅鋁分子比不同而有不同類型分子篩： A型分子篩 X=

37、2 X型分子篩 X=23 Y型分子篩 X=36 絲光沸石 X=912第四節(jié) 催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類、組成和構(gòu)造.75催化劑根本單元構(gòu)造是 AlO4四面體 和 SiO4四面體。這些四面體可以經(jīng)過共用頂點即氧相互結(jié)合成鏈或環(huán)。進而構(gòu)成三維空間的骨架，由于氧原子是兩個相連四面體所共用的，故又稱之為“氧橋，由四個四面體構(gòu)成的環(huán)稱為四員環(huán)，依次還可以構(gòu)成五元環(huán)、六員環(huán)、八員環(huán)、十員環(huán)、十二員環(huán)。 第四節(jié) 催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類、組成和構(gòu)造2、分子篩催化劑.76 這些環(huán)的孔徑與分子的直徑處于同一個數(shù)量級，當(dāng)分子直徑小于孔徑時，它便可以進入孔內(nèi)，烴分子的直徑至少為0.4nm，因此烴分

38、子只能夠進入孔徑大于0.4nm以上的八員環(huán)以及更大的環(huán)。 這些由四面體構(gòu)成的各種環(huán)，還可經(jīng)過頂點以氧橋相互銜接而構(gòu)成各式各樣的多面體孔穴，稱之為“籠。 沸石分子篩的籠的式樣很多，A型、X型、以及Y型沸石分子篩的晶體構(gòu)造主要是由籠、籠、籠、六方棱柱籠和八面沸石籠所組成。第四節(jié) 催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類、組成和構(gòu)造2、分子篩催化劑.沸石分子篩晶體的籠狀構(gòu)造圖.78分子篩活性來源多價陽離子對水分子極化作用加強，提高質(zhì)子酸濃度；多價陽離子在分子篩中不對稱分布使晶體構(gòu)造中產(chǎn)生很強的靜電場, 對被吸附的烴分子起極化作用, 促進正碳離子反響。分子篩活性取決于多價陽離子的性質(zhì)、離子交換程度、晶格的硅

39、鋁比、熱處置及構(gòu)造水含量。分子篩催化活性比無定型硅鋁劑高幾百倍, 緣由是分子篩是晶體構(gòu)造, 比外表積很高, 活性中心很多。2、分子篩催化劑第四節(jié) 催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類、組成和構(gòu)造.79沸石分子篩的催化活性高于無定形硅酸鋁能夠的緣由沸石分子篩的酸中心濃度較高。沸石分子篩的微孔構(gòu)造吸附才干強，導(dǎo)致在酸中心附近的反響物濃度較高。沸石分子篩孔穴中的電場會使CH鍵極化而促使正碳離子的生成和反響。第四節(jié) 催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類、組成和構(gòu)造.80二、裂化催化劑的物理性質(zhì)1、密度骨架密度：扣除顆粒微孔內(nèi)體積時的凈密度, 稱真實密度, 約22.3g/cm3。顆粒密度：單個顆粒包括孔體積

40、在內(nèi)的密度, 約0.91.2g/cm3。堆積密度：催化劑堆積時, 包括微孔和顆粒間空隙在內(nèi)的密度, 與堆積方式有關(guān)，約0.50.8g/cm3。堆積密度分為：充氣密度 (疏松密度)沉降密度 (靜置2分鐘)密實密度 (壓嚴(yán)密度)催化劑是化學(xué)中的魔術(shù)師，是化學(xué)工業(yè)中一員主將。 化學(xué)工業(yè)中約有百分之八十五的化學(xué)反響離不開催化劑?？梢赃@樣說， 沒有催化劑， 就沒有現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)。 第四節(jié) 催化裂化催化劑.812、空隙率 = V空 / V堆 3、構(gòu)造特性包括：孔隙率，孔體積,比外表積,孔徑等?？紫堵剩?.40.6孔體積：Vg=V孔/m；0.550.70ml/g比外表積：微孔內(nèi)外外表積，m2/g孔徑()：顆

41、粒微孔的平均孔直徑。二、裂化催化劑的物理性質(zhì)第四節(jié) 催化裂化催化劑.824、篩分組成和機械強度粒度范圍：20100m。粒度太小太大都不好。要求：易于流化；氣流夾帶損失??；反響與傳熱面積大。40m：1015%；4080m：70%；80m：1520%5、比熱容：kJ/(kg)二、裂化催化劑的物理性質(zhì)第四節(jié) 催化裂化催化劑.83三、裂化催化劑的運用性質(zhì)1、 活性活性是催化劑促進化學(xué)反響的才干。硅酸鋁催化劑: 以反響所得干點204的汽油(D)產(chǎn)量加上蒸餾損失(L)占原料的分量百分數(shù); 即(D+L)%。分子篩催化活性用微型反響器評價, 稱微反活性。催化裂化安裝中，可維持催化劑活性在一個較穩(wěn)定的程度，稱此

42、活性為平衡活性 。平衡活性的高低取決于催化劑本身的穩(wěn)定性、新穎催化劑的置換率及重金屬堆積量。第四節(jié) 催化裂化催化劑.842、選擇性選擇性是表示催化劑添加目的產(chǎn)品和減少副產(chǎn)品的選擇反響才干。衡量裂化催化劑的選擇性的目的很多，普通用汽油的產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化率之比來表示。沸石分子篩比無定形硅酸鋁具有更好的選擇性。3、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是表示催化劑在運用條件下堅持活性的才干。4、抗金屬污染性能 污染指數(shù) = 0.1 (14Ni+4V+Fe+Cu)第四節(jié) 催化裂化催化劑三、裂化催化劑的運用性質(zhì).85分子篩催化劑的運用特性1、分子篩催化劑對烷烴和環(huán)烷烴具有較高的裂化活性和選擇性；2、分子篩催化劑對芳烴的裂化速度慢，選擇

43、性差；3、分子篩催化劑的氫轉(zhuǎn)移活性高；4、分子篩催化劑的含碳量對催化劑的影響較大第四節(jié) 催化裂化催化劑.86四、工業(yè)用分子篩裂化催化劑的種類我國煉廠的裂化催化劑表7-9稀土Y型REY稀土氫Y型REHY超穩(wěn)Y型USY稀土超穩(wěn)Y型RE-USY裂化催化劑的選用原那么第四節(jié) 催化裂化催化劑.87五、催化裂化助劑1、CO助燃劑：其作用是促進CO氧化成CO2，以減少污染，同時回收大量熱量，可使再生溫度提高，從而提高了燒焦速率并使再生劑的含碳量降低，提高了再生劑的活性和選擇性，有利于提高輕質(zhì)油收率，降低催化劑循環(huán)量。常用的CO助燃劑是由Pt載在Al2O3或SiO2-Al2O3載體上制成的，普通含鉑量為300

44、800g/g。CO助燃劑的活性不僅取決于鉑含量，還取決于鉑的分散度和載體的性質(zhì)，其參與量普通為催化劑量的萬分之幾。 第四節(jié) 催化裂化催化劑.88其作用是提高裂化汽油的辛烷值。其主要活性組分是一種中孔擇形分子篩，最常用的是ZSM-5。參與辛烷值助劑可以使裂化汽油的MON提高12單位，RON提高23個單位，液化氣收率提高3%，輕油收率降低1.52.5%。由于ZSM-5的擇形作用，它對正構(gòu)烷烴的裂化活性顯著高于異構(gòu)烷烴，這樣便使產(chǎn)物中異構(gòu)烷烴對正構(gòu)烷烴的比值明顯提高，從而導(dǎo)致汽油的辛烷值提高。2、辛烷值助劑第四節(jié) 催化裂化催化劑五、催化裂化助劑.89其作用是使催化劑上的有害金屬減活，以減少其毒害作用

45、。對于催化裂化催化劑的重金屬污染，除了采取措施提高催化劑本身的抗重金屬污染才干外，還可以參與金屬鈍化劑來抑制污染金屬的活性。 3、金屬鈍化劑第四節(jié) 催化裂化催化劑五、催化裂化助劑.90對于鎳的污染，目前工業(yè)上常采用含銻的鈍化劑。運用時先將其溶入柴油中，然后與催化原料油一并進入反響器。 至于銻劑的鈍化作用，普通以為是銻與鎳生成穩(wěn)定的化合物，由于銻劑有一定的毒性，目前已開發(fā)出含鉍的金屬鈍化劑，其效果與銻劑相當(dāng)。 對于釩的污染，普通用含鈣、鎂、錫的化合物以及鈦酸鋇作用鈍化劑，它們也與釩構(gòu)成穩(wěn)定的化合物。 第四節(jié) 催化裂化催化劑五、催化裂化助劑.91主要是金屬氧化物，在催化劑的再生器中與硫氧化物生成硫

46、酸鹽等穩(wěn)定的化合物，進入反響系統(tǒng)后這些化合物又會被復(fù)原釋放出硫化氫，這樣硫便可以從裂化氣中回收，減少煙氣中硫氧化物的排放量。其用量普通為裂化催化劑的0.5%。 4、硫氧化物凈化劑第四節(jié) 催化裂化催化劑五、催化裂化助劑.92裂化催化劑的開展1、提高汽油辛烷值的催化劑；2、超穩(wěn)Y型分子篩(USY)進一步改質(zhì)；3、公用于渣油裂化的催化劑；4、SOX 轉(zhuǎn)移劑及汽油硫轉(zhuǎn)移劑減少催化劑再生煙氣中SOX含量, 轉(zhuǎn)移到催化劑中, 反響后轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S。5.降烯烴催化劑及助劑降低催化汽油中的烯烴含量.93六、 裂化催化劑的失活與再生一 裂化催化劑的失活 1、水熱失活高溫、水蒸氣的作用 2、結(jié)焦失活催化焦附加焦可汽

47、提焦污染焦 3、毒物引起的失活中毒金屬：鎳、釩、鐵、銅、鈉等堿性含氮化合物第四節(jié) 催化裂化催化劑.94二裂化催化劑的再生催化劑上堆積的焦炭主要成分是碳和氫。催化劑再生是燒去催化劑上堆積的焦炭，恢復(fù)催化劑活性和選擇性，為反響過程提供熱量。待生催化劑：經(jīng)反響堆積了焦炭的催化劑，含炭量0.81.0%。再生催化劑：將待生劑燒去大部分焦炭的催化劑，含炭量0.050.2%。炭差：待生劑和再生劑含碳量之差，0.8%第四節(jié) 催化裂化催化劑六、 裂化催化劑的失活與再生.95汽 提1、汽提的目的：除去待生催化劑攜帶的油氣。假設(shè)不汽提， 那么：(1)損失大量油氣 (2)添加再生器的負荷2、汽提方法在反響器沉降器下段

48、設(shè)汽提段，通入適量的水蒸汽，與催化劑逆流接觸，將催化劑攜帶的油氣置換出來。普通汽提效率9095%，未被汽提出來的油氣被帶入再生器燒掉，這部分油氣稱為“可汽提炭。第四節(jié) 催化裂化催化劑.再生器.971、再生反響和再生反響熱總炭=催化炭+附加炭+可汽提炭焦炭的碳氫比 C/HC+O2CO2 + 33873 kJ/kgCC+0.5O2CO + 10258 kJ/kgC2H+0.5O2H2O (汽) +119890 kJ/kgH以上是在590下燒焦的反響熱數(shù)據(jù)，再生熱隨再生溫度變化不大, 設(shè)計中普通都用590的數(shù)據(jù)。第四節(jié) 催化裂化催化劑.98再生熱與焦炭的H/C比和煙氣中的CO2/CO比有關(guān)。采用助燃

49、劑可使煙氣中的CO接近于0，稱為完全再生。再生放熱有11.5%耗費于焦炭脫附過程 (脫附為吸熱過程, 吸附為放熱過程)?？衫脽?= 焦炭熄滅熱 - 焦炭脫附熱Q可用Q燃Q脫第四節(jié) 催化裂化催化劑.992、再生反響速度氫熄滅速度比碳快得多， 碳熄滅85%時氫根本燒盡，故再生反響關(guān)鍵是碳熄滅速度。燒碳速率公式: CBR=0.5WVPT0CR0.7 (7-24) CBR碳熄滅速度, kg/h W再生器分布板以上催化劑總藏量 ,t V再生器效率因數(shù), 與流化形狀有關(guān) CR再生催化劑含炭量, % P壓力因數(shù); P=PTP0 PT再生器頂部壓力與基準(zhǔn)壓力129KPa之比 P0氧分壓因數(shù)O2煙氣中氧含量

50、T0再生溫度因數(shù)第四節(jié) 催化裂化催化劑.1003、再生操作的主要影響要素1再生溫度溫度越高熄滅速度越快。再生溫度600720, 再生劑含碳0.050.02%2再生床層氧分壓3再生劑含碳量為使再生劑含碳量降至0.050.02%以下, 采用兩段再生、高效再生等技術(shù)。第四節(jié) 催化裂化催化劑.1014流化質(zhì)量與再生器構(gòu)造方式有關(guān)5再生時間 停留時間 = 藏量 / 催化劑循環(huán)量 燒焦強度 = 燒焦量 / 藏量 停留時間普通為 35min第四節(jié) 催化裂化催化劑.102碳堆積和二次熄滅1、碳堆積兩個平衡：燒焦與生焦； 耗氧與供氧供風(fēng)缺乏再生劑含炭升高催化劑選擇性變差焦炭產(chǎn)率添加燒焦更不完全，構(gòu)成惡性循環(huán),

51、炭越積越多“炭堆積.2、二次熄滅CO2在稀相段、旋風(fēng)分別器、集氣室等處熄滅, 溫度升高至750900(燒壞設(shè)備)。再生溫度高, 過剩O2太高時易發(fā)生二次熄滅。運用CO2助燃劑, 可徹底消除二次熄滅。第四節(jié) 催化裂化催化劑.103第五節(jié) 固體流態(tài)化原理一、固體流態(tài)化的根本概念固體流態(tài)化：細小的固體顆粒被運動著的流體攜帶, 使之構(gòu)成象流體一樣能自在流動的形狀。流化床：固體流化的場所(容器+流化固體顆粒)。1、流態(tài)化景象流體流速是堅持正常流化的關(guān)鍵。固定床、膨脹床、流化床、保送床.104流化床轉(zhuǎn)化圖.1052、床層壓降與流速的關(guān)系.106固定床階段A-B段UUmf ; PU最大壓力降比P=W/F略大

52、。流化床階段 Umf U Ut ; P 根本恒定 Umf 為臨界流化速度或最小流化速度 Ut為終端速度或帶出速度稀相保送階段：床層壓降隨氣速的增大而急劇減小。流體流速堅持在臨界流化速度和最大流化速度之間, 才干堅持流化床。.107顆粒受力圖流化時，三種力平衡，整理可得：流速大那么空隙率大, 床層高度也大，H(1-E)不變。故壓力降根本不變。.108也可以這樣解釋為何流化床壓力降根本不變： 床層壓力降=靜壓降+阻力降 在流化床階段, 流速大那么空隙率大, 流速小那么空隙率小，流動阻力根本不變, 故床層壓力降根本不變。由于阻力降較小, 可忽略。所以壓力降根本等于床層靜壓降。P = W / F, k

53、g/m2 W=P FW = V = FH W床層中固體顆粒的總分量, kg F床層截面積, m2 H床層高度, m 床層密度, kg/m3 .109催化劑顆粒氣泡.110為什么工業(yè)流化床線速大大高于最大顆粒帶出速度還能維持流化床？ 聚式流化的顆粒不是單個運動，而是成團運動；氣體大部分是以氣泡方式經(jīng)過，粒子相中氣體速度并不高；帶出的粒子經(jīng)過稀相段重力沉降和旋風(fēng)分別又回到密相床層。 .111流化床的類型.112流化床的性質(zhì)：呈現(xiàn)類似液體的性質(zhì)。.113自流化床面向上到氣速到達均一，這段高度稱為實際沉降高度或夾帶分別高度(TDH)。到達實際沉降高度后，固體顆粒濃度趨于一定值。流化床的帶出景象.114

54、不正常流化.115二、流化床反響器的優(yōu)缺陷優(yōu)點： 氣固混合攪拌劇烈，傳質(zhì)傳熱快，床層溫度較均勻； 具有流動性，便于保送、便于實現(xiàn)延續(xù)化和自動化； 氣固接觸面積大，30005000m2/m3。缺陷： 氣泡長大，產(chǎn)生氣節(jié)、溝流等，氣固接觸不充分，轉(zhuǎn)化率只需5070%； 由于返混，添加二次反響，氣體和焦炭產(chǎn)率添加，輕質(zhì)油產(chǎn)率降低； 由于返混，降低了再生反響速度和再生器效率； 催化劑帶出量大； 粒子間及粒子與設(shè)備間劇烈磨擦。.116改善流化質(zhì)量的途徑合理的床層氣速；合理的催化劑篩分組成；合理的流化床高徑比(H/D)；良好的分布板、分布管。.117第六節(jié) 催化劑的流化保送催化劑在再生器和反響器間循環(huán)保送

55、。 氣體和固體顆粒在管道內(nèi)混合呈流化態(tài)，具有類似于液體的性質(zhì)，能流動而到達保送目的。氣固兩相保送分兩類： 稀相保送：氣固混合密度100kg/m3 密相保送：氣固混合密度100kg/m3.1181、稀相保送稀相保送的氣固滑落景象在垂直管保送中, 固體顆粒速度總比氣體速度低些, 稱滑落景象。氣體速度U與催化劑速度Up之比稱滑落系數(shù)。氣體速度20m/s時, 接近于1.由于滑落景象，稀相保送中的實踐密度實大于表觀密度表。 實表.119(2)稀相保送的流動特性和最小氣速稀相保送靠氣體的流動來推進固體顆粒而進展保送，氣體必需有足夠高的速度。垂直管保送噎噻速度：約 1.5 m/s程度管保送 均勻顆粒：堆積速

56、度和噎噻速度大約相等。 不均勻顆粒：堆積速度約為噎噻速度的36倍。斜管保送 保送形狀介于程度與垂直保送之間.工業(yè)安裝中普通操作氣速820m/s, 保證正常保送。.1202、密相保送密相保送的兩種形狀：粘-滑流動：固體顆粒向下流動, 氣體與固體的相對速度缺乏以使顆粒流化起來，顆粒間相互壓緊、陣發(fā)性地緩慢向下挪動。流速G氣, V氣V固.124 由催化劑顆粒被加速以及由轉(zhuǎn)向、出口等引起的壓力降Pa Pa=510-4N混U2 N系數(shù), 加速催化劑N=1; 出口損失N=1; 每轉(zhuǎn)彎一次N=1.25。 氣固混合物在管路中流動時產(chǎn)生的摩擦損失Pf.125滑閥壓降P閥 G催化劑循環(huán)量，t/h; 氣固混合密度，

57、kg/m3; A閥孔流通面積，m2?？倝毫礟總=Ph+Pa+PfP閥.1263、催化劑保送管路 (1)氣固同時向下流動斜管、立管、U型管下流段固體線速1.22.4m/s (2)固體向下而氣體向上的流動溢流管、脫氣罐、料腿、汽提段等要求催化劑流速低(脫氣)： 0.10.76 m/s(3)固體和氣體同時向上流動U型管上流段、密相提升管、預(yù)提升管等氣固流速高，氣體量大，氣固密度小 .127第七節(jié) 催化裂化工藝流程由四部分組成：反響-再生系統(tǒng)分餾系統(tǒng)吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)再生煙氣能量回收系統(tǒng).128催化裂化安裝工藝流程圖.1291、反響-再生系統(tǒng).130催化裂化安裝工藝流程反響再生系統(tǒng)提升管再生器沉降器.1

58、31反-再系統(tǒng)與分餾系統(tǒng)原那么流程.1322、分餾系統(tǒng)作用：將反響產(chǎn)物分別為富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰?、油漿。分餾系統(tǒng)工藝流程圖.460480含cat.粉塵作輔助調(diào)理手段 分 餾 系 統(tǒng)人字型塔板去吸收-穩(wěn)定系統(tǒng).134催化分餾塔工藝特點分餾塔下部有脫過熱段進料是帶有催化劑粉未的460以上的過熱油氣；塔下部設(shè)脫過熱段，到達洗滌催化劑粉未和脫過熱的作用。產(chǎn)品容易分別全塔過剩熱多設(shè)四個循環(huán)回流。塔頂冷回流只作備用手段，主要靠頂循環(huán)回流取走熱量，緣由：a、油氣中含有較多的不凝氣，影響傳熱和添加塔頂至氣壓機的壓力降；b、頂循環(huán)回流溫度較高，傳熱溫差較大。盡量減小分餾塔系統(tǒng)壓降，提高氣壓機入口

59、壓力.135說 明分餾系統(tǒng)的進料是過熱氣體，并帶有催化劑細粉，所以進料口在塔的底部，塔下端用油漿循環(huán)以沖洗擋板和防止催化劑在塔底堆積，并經(jīng)過油漿與原料換熱取走過剩熱量。塔頂氣態(tài)產(chǎn)品量大，為減少塔頂冷凝器負荷，塔頂也采用循環(huán)回流取熱替代冷回流，以減少冷凝冷卻的總面積。由于全塔剩余熱量大，為保證全塔汽液負荷相差不過于懸殊，并回收高溫位熱量，除塔底設(shè)置油漿循環(huán)取熱外，還設(shè)置中段回流取熱。.1363、吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)作用：將富氣、粗汽油進一步分別為干氣、液化氣和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。吸收塔：用粗汽油吸收富氣中的C3組分也吸收了少量C2再吸收塔：用輕柴油吸收干氣中攜帶的少量汽油解吸塔：將富吸收油中的C2解

60、吸出來穩(wěn)定塔：從汽油中分別出C3、C4.137吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)原理流程圖氣態(tài)烴 粗汽油凝縮油緊縮富氣解吸氣貧氣吸收塔解吸塔再吸收塔穩(wěn)定塔干氣液態(tài)烴貧吸收油穩(wěn)定汽油水富吸收油.1384、煙氣能量回收系統(tǒng)高溫?zé)煔饨?jīng)高效三級旋風(fēng)分別器分出其中催化劑, 使粉塵含量降到0.2g/m3以下。回收煙氣的顯熱、動能、壓力能.139煙氣能量回收系統(tǒng)表示圖煙氣能量回收系統(tǒng)表示圖.140重油催化裂化1、渣油的特點渣油中的鎳、釩等重金屬堆積在催化劑之上，使催化劑活性降低。在再生過程中，釩會破壞分子篩構(gòu)造和堵塞孔徑。鎳會促進脫氫反響，導(dǎo)致生成氫氣和焦炭。 渣油中含有少量的鈉、鉀等堿金屬，再生條件下會降低催化劑的酸性并加速