原油預(yù)處理工藝說明

原油的蒸餾&Nbsp; 石油是由分子大小和化學(xué)構(gòu)造不同的烴類和非烴類組成的簡(jiǎn)潔混合物，通過本章所表達(dá)的預(yù)處理和原油蒸餾方法，可以依據(jù)其組分沸點(diǎn)的差異，從原油中提煉出直餾汽油、一局部或大局部作為原料，進(jìn)展原油二次加工，如以后章節(jié)要介紹的催化裂化、催化重整、加氫裂化等向后延長(zhǎng)的煉制過程，可提高石油產(chǎn)品的質(zhì)量和輕質(zhì)油收率。一、原油的預(yù)處理一預(yù)處理的目的從地底油層中開采出來的石油都伴有水，這些水中都溶解有無機(jī)鹽，如NACl、MgCl2、CaCl2等，在油田原油要經(jīng)過脫水和穩(wěn)定，可以把大局部水及水中的鹽脫除，但仍有局部水不能脫除，由于這些水是以乳化狀態(tài)存在于原油中，原油含水含鹽給原油運(yùn)輸、貯存和產(chǎn)品質(zhì)量都會(huì)帶來危害。原油含水過多會(huì)造成蒸餾塔操作不穩(wěn)定，嚴(yán)峻時(shí)甚至造成沖塔事故，含水多增加了熱能消耗，增大了冷卻器的負(fù)荷和冷卻水的消耗量。原油中的鹽類一般溶解在水中，這些鹽類的存在對(duì)加工過程危害很大。主要表現(xiàn)在：1、在換熱器、加熱爐中，隨著水的蒸發(fā)，鹽類沉積在管壁上形成鹽垢，降低傳熱效率，增大流淌壓降，嚴(yán)峻時(shí)甚至?xí)氯苈穼?dǎo)致停工。2、造成設(shè)備腐蝕。CaCl2、MgCl2 水解生成具有強(qiáng)腐蝕性的HCl：MgCl2 +2H2O Mg(OH)2+2HCl假設(shè)系統(tǒng)又有硫化物存在，則腐蝕會(huì)更嚴(yán)峻。Fe+ H2S FeS+H2 FeS+2HClFeCl2+H2S3上述緣由，目前國(guó)內(nèi)外煉油廠要求在加工前，原油含水量到達(dá)0.1%～0.2%，含鹽量<5毫克/升～10毫克/升。二根本原理原油中的鹽大局部溶于所含水中，故脫鹽脫水是同時(shí)進(jìn)展的。為了脫除懸浮在原油中的鹽粒，在原油中注入確定量的穎水(注入量一般為5%)，充分混合，然后在破乳劑和高壓目的，這通常稱為電化學(xué)脫鹽脫水過程。原油乳化液通過高壓電場(chǎng)時(shí)，在分散相水滴上形成感應(yīng)電荷，帶有正、負(fù)電荷的水滴在愈大，溫度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在這些因素中，水滴直徑和油水相對(duì)密度浮，達(dá)不到沉降分別的目的。三工藝過程我國(guó)各煉廠大都承受兩級(jí)脫鹽脫水流程。原油自油罐抽出后，先與淡水、破乳劑按比例90%～95%之間，在進(jìn)油中的水量，以增大水滴的偶極聚結(jié)力。二、原油的蒸餾—原油蒸餾的根本原理及特點(diǎn)1、蒸餾與精餾蒸餾是液體混合物加熱，其中輕組分汽化，將其導(dǎo)出進(jìn)展冷凝，使其輕重組分得到分別。蒸餾依據(jù)原理是混合物中各組分沸點(diǎn)(揮發(fā)度)的不同。和精餾三種。其中簡(jiǎn)潔蒸餾常用于試驗(yàn)室或小型裝置上，它屬于間歇式蒸餾過程，分別程度不高。(閃蒸罐、蒸發(fā)塔)的空間內(nèi)，于確定溫度壓力下，使汽液兩相快速分別，得到相應(yīng)的汽相和液相產(chǎn)物。精餾是分別液體混合物的很有效的手段，它是在精餾塔內(nèi)進(jìn)展的。2、原油常壓蒸餾特點(diǎn)原油的常壓蒸餾就是原油在常壓(或稍高于常壓)用的蒸餾設(shè)備叫做原油常壓精餾塔，它具有以下工藝特點(diǎn)：常壓塔是一個(gè)復(fù)合塔原油通過常壓蒸餾要切割成汽油、煤油、輕柴油、重柴油和n-1個(gè)精餾塔才能把原料分割成n個(gè)餾分。而原油常壓精餾塔卻是在塔的側(cè)部開假設(shè)于側(cè)線以得到如上所述的多個(gè)產(chǎn)品餾分，就像n個(gè)塔疊在一起一樣，故稱為復(fù)合塔。常壓塔的原料和產(chǎn)品都是組成簡(jiǎn)潔的混合物原油經(jīng)過常壓蒸餾可得到沸點(diǎn)范圍不(其質(zhì)量是靠一些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來把握的。如汽油餾程的干點(diǎn)不能高于205℃)。35℃~150℃是石腦是重柴油餾分，可作催化裂化原料。>350℃是常壓重油。汽提段和汽提塔對(duì)石油精餾塔，提餾段的底部常常不設(shè)再沸器，由于塔底溫度較高，一般在350℃左右，在這樣的高溫下，很難找到適宜的再沸器熱源，因此，通常向底部稱為汽提。汽提所用的水蒸汽通常是400℃~4503MPA的過熱水蒸汽。在復(fù)合塔內(nèi)，汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品之間只有精餾段而沒有提餾段，這樣側(cè)線產(chǎn)品中會(huì)含有相當(dāng)數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響本側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量，而且降低了較輕餾分的收率。的，側(cè)線產(chǎn)品從常壓塔中部抽出，送入汽提塔上部，從該塔下注入水蒸汽進(jìn)展汽提，汽提出的低沸點(diǎn)組分同水蒸汽一道從汽提塔頂部引出返回主塔置。常壓塔常設(shè)置中段循環(huán)回流在原油精餾塔中，除了承受塔頂回流時(shí)，通常還設(shè)置1~2個(gè)中段循環(huán)回流，即從精餾塔上部的精餾段引出局部液相熱油，經(jīng)與其它冷流換熱或冷卻后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2~3層塔板。中段循環(huán)回流的作用是，在保證產(chǎn)品分別效果的前提下，取走精餾塔中多余的熱量，這理量下可縮小塔徑，或者在一樣的塔徑下可提高塔的處理力氣。3、減壓蒸餾及其特點(diǎn)原油在常壓蒸餾的條件下，只能夠得到各種輕質(zhì)餾分。常壓塔底產(chǎn)物即常壓重油，是原油中比較重的局部，沸點(diǎn)一般高于350℃，而各種高沸點(diǎn)餾分，如裂化原料和潤(rùn)滑油餾分等都存在其中。要想從重油中分出這些餾分，就需要把溫度提到350℃收率。為此，將常壓重油在減壓條件下蒸餾，蒸餾溫度一般限制在420℃以下。降低壓力使100kPa的負(fù)壓下進(jìn)展蒸餾操作。減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器或機(jī)械真空泵。蒸汽噴射器的構(gòu)造簡(jiǎn)潔，使用牢靠而無需動(dòng)力機(jī)械，水蒸汽來源充分、安全，因此，得到廣泛應(yīng)用。而機(jī)械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中承受。與一般的精餾塔和原油常壓精餾塔相比，減壓精餾塔有如下幾個(gè)特點(diǎn)：的原料，如催化裂化或加氫裂化原料。⑵減壓精餾塔的塔板數(shù)少，壓降小，真空度高，塔徑大。為了盡量提高拔出深度而又避開配備強(qiáng)有力的抽真空設(shè)備，同時(shí)要減小塔板的壓力降。減壓塔內(nèi)應(yīng)承受壓降較小的塔板，常此通常在減壓塔的兩個(gè)側(cè)線餾分之間只設(shè)3~5不凝氣的體積變大，減壓塔徑變大。⑶縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時(shí)間塔底減壓渣油是最重的物料，假設(shè)在高溫下停留時(shí)間過長(zhǎng)，則其分解、縮合等反響會(huì)進(jìn)展得比較顯著，導(dǎo)致不凝氣增加，使塔的真空度下降，停留時(shí)間。另外，減壓塔頂不出產(chǎn)品，減壓塔的上部汽相負(fù)荷小，通常也承受縮徑的方法，使減壓塔成為一個(gè)中間粗、兩頭細(xì)的精餾塔。二常減壓蒸餾裝置的工藝流程所謂工藝流程，就是一個(gè)生產(chǎn)裝置的設(shè)備(如塔、反響器、加熱爐)、機(jī)泵、工藝管線按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機(jī)組合。目前煉油廠最常承受的原油蒸餾流程是兩段汽化流程和三段汽化流程。兩段汽化流程包壓蒸餾。常壓蒸餾是否要承受兩段汽化流程應(yīng)依據(jù)具體條件對(duì)有關(guān)因素進(jìn)展綜合分析而定，假設(shè)原油所含的輕餾分多，則原油經(jīng)過一系列熱交換后，溫度上升，輕餾分汽化大的壓力降，其結(jié)果是原油泵的出口壓力上升，換熱器的耐壓力氣也應(yīng)增加。另外，假設(shè)原中相當(dāng)可觀的壓力降。當(dāng)加工含硫原油時(shí)，在溫度超過160℃~180℃的條件下，某些含硫化合物會(huì)分解而釋放出H2S，原油中的鹽分則可能水解而析出HCl出管線與冷凝冷卻系統(tǒng)等低溫位的嚴(yán)峻腐蝕給操作帶來困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量和收率，大型煉油廠的原油蒸餾裝置多承受三段汽化流程。三段汽化原油蒸餾工藝流程的特點(diǎn)有：是重整催化劑的有害物質(zhì)，因而一般含砷量高的原油生產(chǎn)重整原料均承受初餾塔。3~4個(gè)側(cè)線，生產(chǎn)溶劑油、煤油(或噴氣燃料)、輕柴油、重柴油等餾分。⑶減壓塔側(cè)線出催化裂化或加氫裂化原料，產(chǎn)品較簡(jiǎn)潔，分餾精度要求不高，故只設(shè)2~3個(gè)側(cè)線，不設(shè)汽提塔。大降低了塔頂冷凝器的冷卻負(fù)荷，削減冷卻水用量，降低能耗等。依據(jù)產(chǎn)品的用途不同，可將原油蒸餾工藝流程分為以下三種類型：1、燃料型這類加工方案的目的產(chǎn)品根本上都是燃料，從罐區(qū)來的原油經(jīng)過換熱，溫度到達(dá)80℃～120℃左右進(jìn)電脫鹽脫水罐進(jìn)展脫鹽、脫水。經(jīng)這樣預(yù)處理后的原油再經(jīng)換熱到210℃～250360℃～37040℃左右，一局部作塔頂回流，一局部作汽油餾分。各側(cè)線餾分油經(jīng)汽提塔汽提出裝置，塔底是350390℃～400℃進(jìn)入減壓精餾塔，減壓塔頂一般不出產(chǎn)品，直接與抽真空設(shè)備連接。側(cè)線各餾分油經(jīng)如焦化、溶劑脫瀝青等的進(jìn)料。2、燃料-潤(rùn)滑油型⑴常壓系統(tǒng)在原油和產(chǎn)品要求與燃料型一樣時(shí)，其流程亦一樣。⑵減壓系統(tǒng)流程較燃料型簡(jiǎn)潔，減壓塔要出各種潤(rùn)滑油原料組分，故一般設(shè)4～5個(gè)側(cè)線，而且要有側(cè)線汽提塔以滿足對(duì)潤(rùn)滑油原料餾分的閃點(diǎn)要求，并改善各餾分的餾程范圍。⑶把握減壓爐出口最高油溫不大于395℃，以免油料因局部過熱而裂解，進(jìn)而影響潤(rùn)滑油質(zhì)量。⑷減壓蒸餾系統(tǒng)一般承受在減壓爐管和減壓塔底注入水蒸汽的操作工藝高減壓餾分油的拔出率。3、化工型它的特點(diǎn)是：⑴化工型流程是三類流程中最簡(jiǎn)潔的。常壓蒸餾系統(tǒng)一般不設(shè)初餾塔而設(shè)閃蒸塔(閃蒸塔與初餾塔的差異在于前者不出塔頂產(chǎn)品，塔頂蒸汽進(jìn)入常壓塔中上部，無冷凝和回流設(shè)施)。⑵常壓塔設(shè)2～3個(gè)側(cè)線，產(chǎn)品作裂解原料，分別準(zhǔn)確度要求低，塔板數(shù)可削減，不設(shè)汽提塔。⑶減壓蒸餾系統(tǒng)與燃料型根本一樣。原油的熱加工過程在煉油工業(yè)中，熱加工是指主要靠熱的作用，將重質(zhì)原料油轉(zhuǎn)化成氣體、輕質(zhì)油、燃料油或焦炭的一類工藝過程。熱加工過程主要包括：熱裂化、減粘裂化和焦化。熱裂化是以石油重餾分或重、殘油為原料生產(chǎn)汽油和柴油的過程。減粘裂化的目的是將重油或減壓渣油經(jīng)輕度裂化使其粘度降低以便符合燃料油的使用要求原料生產(chǎn)汽油、柴油等中間餾分和生產(chǎn)石油焦。在這些過程中，熱裂化過程已漸漸被催化裂化所取代。不過隨著重油輕質(zhì)化工藝的不斷進(jìn)展，熱裂化工藝又有了的進(jìn)展，國(guó)外已經(jīng)承受高溫短接觸時(shí)間的固體流化床裂化技術(shù)，處理高金屬、高殘?zhí)康牧淤|(zhì)渣油原料。一、熱加工過程的根本原理石油餾分及重油、殘油在高溫下主要發(fā)生兩類化學(xué)反響：一類是裂解反響，大分子烴類原料得到一局部輕質(zhì)油品外，也可以用來改善油品的某些使用性能。下面從化學(xué)反響角度說明熱加工過程裂解反響的根本原理。一烷烴烷烴在高溫下主要發(fā)生裂解反響。裂解反響實(shí)質(zhì)是烴分子C-C鏈斷裂，裂解產(chǎn)物是小分CnH2n+2–––––>CmH2m+CqH2q+2(n=m+q)以十六烷為例：C16H34––––––>C7H14+C9H20生成的小分子烴還可進(jìn)一步反響，生成更小的烷烴和烯烴，甚至生成低分子氣態(tài)烴。在一樣的反響條件下，大分子烷烴比小分子烷烴更簡(jiǎn)潔裂化。溫度和壓力條件對(duì)烷烴的分解反響有重大影響，當(dāng)溫度在500℃以下，壓力很高時(shí)，烷烴斷裂的位置一般發(fā)生在碳鏈C-C500℃以上，而壓力較低時(shí)，斷鏈位置移到碳鏈的一端。氣體產(chǎn)率增加，氣體中甲烷含量增加，這是裂解氣體組成的特征。正構(gòu)烷烴裂解時(shí)，簡(jiǎn)潔生成甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等低分子烴。二環(huán)烷烴環(huán)烷烴熱穩(wěn)定性較高，在高溫(500℃~600℃)下可發(fā)生以下反響：1、單環(huán)烷烴斷環(huán)生成兩個(gè)烯烴分子，如:700~800℃條件下，環(huán)己烷分解生成烯烴和二烯烴。2:雙環(huán)的環(huán)烷烴在高溫下脫氫可生成四氫萘。3、帶長(zhǎng)鏈的環(huán)烷烴在裂化條件下，首先側(cè)鏈斷裂，然后才是開環(huán)。三芳烴芳烴是對(duì)熱格外穩(wěn)定的組分。在高溫條件下生成以氫氣為主的氣體，高分子縮合物和焦炭。低分子芳烴，例如苯、甲苯對(duì)熱極為穩(wěn)定，溫度超過550℃時(shí)，苯開頭發(fā)生縮合反響，800¾焦炭的先驅(qū)物的生成。二、減粘裂化減粘裂化是一種淺度熱裂化過程，其主要目的在于減小原料油的粘度，生產(chǎn)合格的重質(zhì)燃料油和少量輕質(zhì)油品，也可為其它工藝過程(如催化裂化等)供給原料。減粘裂化只是處理渣油的一種方法減粘的原料可用減壓渣油、常壓重油、全餾分重質(zhì)原油或拔頭重質(zhì)原油。減粘裂化反響在450℃~490℃，4MPa~5MPa的條件下進(jìn)展。反響產(chǎn)物除減粘渣油外，還有中間餾分及少量粘度的作用。裂化反響后的混合物送入分餾塔。為盡快終止反響，避開結(jié)焦，必需在進(jìn)分餾塔之前的混合物和分餾塔底打進(jìn)急冷油。從分餾塔分出氣體、汽油、柴油、蠟油及減粘渣油。上述流減粘。依據(jù)熱加工過程的原理，減粘裂化是將重質(zhì)原料裂化為輕質(zhì)產(chǎn)品，從而降低粘度，但同差，因此，必需把握確定的轉(zhuǎn)化率。目前，國(guó)內(nèi)減粘裂扮裝置的主要任務(wù)是降低燃料油粘度，即不是以生產(chǎn)輕質(zhì)油品為主要目的，所以對(duì)反響深度要求不高，適宜承受塔式減粘工藝。三、焦炭化過程(延遲焦化)焦炭化過程(簡(jiǎn)稱焦化)是提高原油加工深度，促進(jìn)重質(zhì)油輕質(zhì)化的重要熱加工手段。它占居著重要地位。焦化是以貧氫重質(zhì)殘油()(400℃~500℃)縮合反響，使渣油的另一局部轉(zhuǎn)化為焦炭。一方面由于原料重，含相當(dāng)數(shù)量的芳烴；另一方面焦化的反響條件更苛刻，因此縮合反響占很大比重，生成焦炭多。煉油工業(yè)中曾經(jīng)用過的焦化方法主要是釜式焦化，平爐焦化、接觸焦化、延遲焦化、流業(yè)中將連續(xù)發(fā)揮重要作用。延遲焦化的特點(diǎn)是，原料油在管式加熱爐中被急速加熱，到達(dá)約500℃高溫后快速進(jìn)入內(nèi)進(jìn)展，這樣可避開爐管內(nèi)結(jié)焦，延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，這種焦化方式就叫延遲焦化。原料經(jīng)預(yù)熱后先進(jìn)入分餾塔下部與焦化塔頂過來的焦化油氣在塔內(nèi)接觸換熱一是使原料被加熱，二是將過熱的焦化油氣降溫到可進(jìn)展分餾的溫度 (一般分餾塔底溫度不宜超過400℃)，同時(shí)把原料中的輕組分蒸發(fā)出來焦化油氣中相當(dāng)于原料油沸程的局部稱為循環(huán)油，隨原料一起從分餾塔底抽出，打入加熱爐輻射室，加熱到500℃左右，通過四通閥從底部進(jìn)入焦炭塔，進(jìn)展焦化反響。為了防止油在管內(nèi)反響結(jié)焦需向爐管內(nèi)注水，以加大管內(nèi)流速(一般為2米/秒以上)，縮短油在管內(nèi)的停留時(shí)間，注水量約為原料油的2%左右。進(jìn)入焦炭塔的高溫渣油，需在塔內(nèi)停留足夠時(shí)間，以便充分進(jìn)展反響。反響生成的油氣從焦炭塔頂引出進(jìn)分餾塔，分出焦化氣體、汽油、柴油和蠟油焦化反響。焦化生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，通過水力除焦從塔內(nèi)排出。焦炭塔承受間歇式操作，至少要有兩個(gè)塔切換使用，以保證裝置連續(xù)操作。每個(gè)塔的切周期約48小時(shí)，其中生焦過程約占一半。生焦時(shí)間的長(zhǎng)短取決于原料性質(zhì)以及對(duì)焦炭質(zhì)量的要求。催化裂化催化裂化是煉油工業(yè)中最重要的一種二次加工工藝石油煉制工藝的目的可概括為：①提高原油加工深度增加品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。然而，原油經(jīng)過一次加工(常減壓蒸餾)只能從中得到10%~40%的汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油品，其余是只能作為潤(rùn)滑油原料的重餾分和殘?jiān)蜁?huì)對(duì)輕質(zhì)油品的需求量卻占石油產(chǎn)品的90%左右。同時(shí)直餾汽油辛烷值很低，約為40~60，而一般汽車要求汽油辛烷值至少大于70。所以只靠常減壓蒸餾無法滿足市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品在改質(zhì)的重要手段之一，已成為當(dāng)今石油煉制的核心工藝之一。催化裂化〔caTalyticCRacking〕的工藝特點(diǎn)催化裂化過程是以減壓餾分油、焦化柴油和蠟油等重質(zhì)餾分油或渣油為原料，在常壓和450℃~510℃條件下，在催化劑的存在下，發(fā)生一系列化學(xué)反響，轉(zhuǎn)化生成氣體、汽油、柴油等輕質(zhì)產(chǎn)品和焦炭的過程。催化裂化過程具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：70%~80%；⑵催化裂化汽油的辛烷值高，馬達(dá)法辛烷值可達(dá)78，汽油的安定性也較好；滿足規(guī)格要求；⑷催化裂化氣體，C3C480%C370%，C4中各種丁烯可占55%，是優(yōu)良的石油化工原料和生產(chǎn)高辛烷值組分的原料。依據(jù)所用原料，催化劑和操作條件的不同，催化裂化各產(chǎn)品的產(chǎn)率和組成略有不同，大10%~20%30%~50405%~7%國(guó)的公共交通運(yùn)輸事業(yè)和進(jìn)展農(nóng)業(yè)都需要大量柴油的同時(shí)，能提高柴油的產(chǎn)率，這是我國(guó)催化裂化技術(shù)的特點(diǎn)。催化裂化的化學(xué)原理—催化裂化催化劑1936年工業(yè)上首先使用經(jīng)酸處理的蒙脫石催化劑用作裂化催化劑的全部沸石中，只有Y型沸石具有工業(yè)意義。在很多狀況下，將稀土元素Y型沸石中。Y15%。承受沸石催化劑后汽油的Y1200K時(shí)晶體構(gòu)造能保持不變。催化裂化實(shí)質(zhì)上是正碳離子的化學(xué)。正碳離子經(jīng)過氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移步驟生成由于高溫，正碳離子可分解為較小的正碳離子和一個(gè)烯烴分子。生成的烯烴比初始的烷烴原料易于變?yōu)檎茧x子，裂化速度也較快。由于C-CC3~C4烴類子，或發(fā)生異構(gòu)化、芳構(gòu)化等反響?，F(xiàn)在選用的沸石分子篩具有自己特定的孔徑大小，常常對(duì)原料和產(chǎn)物都表現(xiàn)了不同的選擇特性。如在HZSM-5沸石分子篩上烷烴和支鏈烷烴的裂化速度依以下次序遞降：正構(gòu)烷烴>一甲基烷烴>二甲基烷烴沸石分子篩這種對(duì)原料分子大小表現(xiàn)的選擇性，和對(duì)產(chǎn)物分布的影響稱為它們的擇形性。ZSM-5用作脫蠟過程的催化劑，就是利用了沸石的擇形催化裂化功能。二催化裂化的化學(xué)原理催化裂化條件下各族烴類的主要反響：1、烷烴裂化為較小分子的烯烴和烷烴，如：C16H34 ¾®C8H16+C8H182、烯烴裂化為較小分子的烯烴。3、異構(gòu)化反響 正構(gòu)烷烴¾®異構(gòu)烷烴烯烴¾®異構(gòu)烯烴4、氫轉(zhuǎn)移反響 環(huán)烷烴+烯烴¾®芳烴+烷烴5、芳構(gòu)化反響6、環(huán)烷烴裂化為烯烴7、烷基芳烴脫烷基反響烷基芳烴¾®芳烴+烯烴8、縮合反響單環(huán)芳烴可縮合成稠環(huán)芳烴，最終縮合成焦炭，并放出氫氣，使烯烴飽和。由以上反響可見，在烴類的催化裂化反響過程中，裂化反響的進(jìn)展，使大分子分解為小化汽油飽和度提高，安定性好。異構(gòu)化、芳構(gòu)化反響是催化汽油辛烷值提高的重要緣由。催化裂化得到的石油餾分照舊是很多種烴類組成的簡(jiǎn)潔混合物。催化裂化并不是各族烴的影響，并且還需要考慮催化劑存在對(duì)過程的影響。石油餾分的催化裂化反響是屬于氣-稠環(huán)芳烴>>烯烴>烷基芳烴>>烷烴而按烴類的化學(xué)反響速度挨次排列，大致狀況如下：烯烴>大分子單烷側(cè)鏈的單環(huán)芳烴>異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴>小分子單烷側(cè)鏈的單環(huán)芳烴>正構(gòu)烷烴>稠環(huán)芳烴綜合上述兩個(gè)排列挨次可知，石油餾分中芳烴雖然吸附性能強(qiáng)，但反響力氣弱，吸附在原料。但實(shí)際生產(chǎn)中，這類原料并不多見。石油餾分催化裂化的另一特點(diǎn)就是該過程是一個(gè)簡(jiǎn)潔反響過程。反響可同時(shí)向幾個(gè)方向進(jìn)展，中間產(chǎn)物又可連續(xù)反響，這種反響屬于平行-挨次反響。平行-挨次反響的一個(gè)重要特點(diǎn)是反響深度對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率安排有重大影響。如圖3-3所示，成速度，即二次反響速度超過了一次反響速度。因此要依據(jù)原料的特點(diǎn)選擇適宜的轉(zhuǎn)化率，這一轉(zhuǎn)化率應(yīng)選擇在汽油產(chǎn)率最高點(diǎn)四周。催化裂扮裝置的工藝流程催化裂化技術(shù)的進(jìn)展親熱依靠于催化劑的進(jìn)展。有了微球催化劑，才消滅了流化床催化化過程的產(chǎn)品產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益具有重大影響。催化裂扮裝置通常由三大局部組成，即反響¾再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)和吸取穩(wěn)定系––統(tǒng)分述如下：—反響––再生系統(tǒng)穎原料(減壓餾分油)經(jīng)過一系列換熱后與回?zé)捰突旌?，進(jìn)入加熱爐預(yù)熱到370℃左右，生器的高溫(約650℃~700℃)催化劑接觸并馬上汽化，油氣與霧化蒸汽及預(yù)提升蒸汽一起攜7米/秒~8米/系統(tǒng)。積有焦炭的待生催化劑由沉降器進(jìn)入其下面的汽提段，用過熱蒸氣進(jìn)展汽提以脫除吸附生器底部的空氣(由主風(fēng)機(jī)供給)接觸形成流化床層，進(jìn)展再生反響，同時(shí)放出大量燃燒熱，以維持再生器足夠高的床層溫度(密相段溫度約650~680)。再生器維持0.15MPa~0.25MPa(表)0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化劑經(jīng)淹流管，再生斜管及再生單動(dòng)滑閥返回提升管反響器循環(huán)使用。燒焦產(chǎn)生的再生煙氣，經(jīng)再生器稀相段進(jìn)入旋風(fēng)分別器，經(jīng)兩級(jí)旋風(fēng)分別器分出攜帶的5%~10%CO，為了利用其熱量，不少裝置設(shè)有CO鍋爐，利用再生煙氣產(chǎn)生水蒸汽。對(duì)于操作壓力約電能。二分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反響¾再生系統(tǒng)的產(chǎn)物進(jìn)展分別，得到局部產(chǎn)品和半成品。由反響¾再生系統(tǒng)來的高溫油氣進(jìn)入催化分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過熱段脫熱后進(jìn)入分餾段，經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。富氣和粗汽油去吸取穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經(jīng)汽提、換熱或冷卻后出裝置––再生系4個(gè)循環(huán)回流：頂循環(huán)回流，一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。催化裂化分餾塔底部的脫過熱段裝有約十塊人字形擋板。由于進(jìn)料是460℃以上的帶有氣逆流接觸，一方面使油氣冷卻至飽和狀態(tài)，另一方面也洗下油氣夾帶的粉塵。三吸取––穩(wěn)定系統(tǒng)：從分餾塔頂油氣分別器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3、C4甚至C2組分。吸取––穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸取和精餾的方法將富氣和粗汽油分別成干氣(≤C2)、液化氣(C3、C4)和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。影響催化裂化反響深度的主要因素一幾個(gè)根本概念1作是為了獲得較高的輕質(zhì)油產(chǎn)率。因此，轉(zhuǎn)化率又有單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率之別。2、空速和反響時(shí)間每小時(shí)進(jìn)入反響器的原料量與反響器內(nèi)催化劑藏量之比稱為空速?？账俚膯挝粸闀r(shí)-1，空速越高，說明催化劑與油接觸時(shí)間越短，裝置處理力氣越大。在考察催化裂化反響時(shí)，人們常用空速的倒數(shù)來相對(duì)地表示反響時(shí)間的長(zhǎng)短。3、劑油比催化劑循環(huán)量與總進(jìn)料量之比稱為劑油比，用C/O表示：在同一條件下，劑油比大，說明原料油能與更多的催化劑接觸。二影響催化裂化反響深度的主要因素影響催化裂化反響轉(zhuǎn)化率的主要因素有：原料性質(zhì)、反響溫度、反響壓力、反響時(shí)間。1反響速度較快，氣體、汽油產(chǎn)率比較高，焦炭產(chǎn)率比較低，選擇性比較好。對(duì)富含芳烴的原料，則裂化反響進(jìn)展緩慢，選擇性較差。另外，原料油的殘?zhí)恐岛椭亟饘俸扛?，?huì)使焦炭和氣體產(chǎn)率增加。2(450℃～470℃)反響溫度較高(500℃～530℃)；承受高轉(zhuǎn)化率低回?zé)挶取?，有利于反響速度加快。提高反響壓力有利于縮合反響，焦炭產(chǎn)率明顯增高，氣體中烯烴相對(duì)產(chǎn)率下降，汽油產(chǎn)率略有下降，但安定性提高。提升管催化裂化反響器壓力把握在0.3MPa～0.37MPa。4、空速和反響時(shí)間在提升管反響器中反響時(shí)間就是油氣在提升管中的停留時(shí)間。圖3-51秒后轉(zhuǎn)化率的增加漸漸趨于緩和。反響時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)引起汽油的二次分解，同時(shí)由于分子間要依據(jù)原料油的性質(zhì)，產(chǎn)品的要求來定，一般約為1秒～4秒。重油催化裂化〔residuefluidcatalytICcrackingRFCC〕工藝的產(chǎn)品是市場(chǎng)極需的高辛般有30%～50%催化工藝，是近年來得到快速進(jìn)展的重油加工技術(shù)?！赜痛呋鸦脑纤^重油是指常壓渣油、減壓渣油的脫瀝青油以及減壓渣油、加氫脫金屬或脫硫渣油所組成的混合油。典型的重油是餾程大于350℃的常壓渣油或加氫脫硫常壓渣油。與減壓餾分炭產(chǎn)率高，催化劑重金屬污染嚴(yán)峻以及產(chǎn)物硫、氮含量較高等問題。二重油催化裂化的操作條件為了盡量降低焦炭產(chǎn)率，重油催化裂化在操作條件上實(shí)行如下措施：1以要強(qiáng)化催化裂化前期過程中的霧化和蒸發(fā)過程，提高氣化率，削減液固反響。2、承受較高的反響溫度和較短的反響時(shí)間當(dāng)反響溫度提高時(shí)，原料的裂化反響加快較多，催化裂化氣體中C1、C2增加，C3、C4削減。所以宜承受較高反響溫度和較短的反響時(shí)間。三重油催化裂化催化劑重油催化裂化要求其催化劑具有較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，并且有較強(qiáng)的抗重金屬污染的力氣。所以，目前主要承受Y型沸石分子篩和超穩(wěn)Y型沸石分子篩催化劑。四重油催化裂化工藝1式、催化劑選用和SOX排放量的把握方面均不同于一般的催化裂化工藝；在取走過剩熱量—再生系統(tǒng)的設(shè)備上兩者根本一樣。2、重油催化裂化工藝 重油催化裂化工藝主要由 HOC〔heavyoilcracking〕工藝、RCC(reducedcrudeoilconversion，常壓渣油轉(zhuǎn)化)工藝、Stone&Webster工藝和ART(asphaltresidtreating瀝青渣油處理)工藝等，其中最典型的工藝為Stone&Webster流化催化裂化工藝。從加熱爐或換熱器出來的原料經(jīng)大量的蒸汽和噴嘴霧化后，進(jìn)入輸送管，與從再生器來產(chǎn)物經(jīng)旋風(fēng)分別器脫除其中的催化劑后進(jìn)入分餾系統(tǒng)〔C1~C〔C3~C汽油、輕柴油〔國(guó)外稱輕瓦斯油、重柴油〔國(guó)外稱重瓦斯油〕和澄清油等。所生成的多碳**高的CO/CO2比下操作，焦炭中的絕大局部氫和一局部碳在此被燒掉，從而為后一再生器在無水存在的狀況和高溫下操作而不致使催化劑嚴(yán)峻減活制造條件完全再生的強(qiáng)化條件〔溫度達(dá)750℃〕下操作。兩個(gè)再生器的煙氣分別通過各自的旋風(fēng)分別產(chǎn)。催化重整催化重整是最重要的煉油過程之一。“重整”是指烴類分子重排列成的分子構(gòu)造，而化工原料¾––香烴，同時(shí)副產(chǎn)大量氫氣可作為加氫工藝的氫氣來源。下面介紹催化重整的工藝要求和工業(yè)裝置。一、催化重整(catalyticreformation)的化學(xué)反映〔ReIr或Sn〕共同擔(dān)載在多孔的酸性氧化鋁〔一般引入氯元素上。重整催化劑是一種雙功能催化劑。金互作用通過烯烴而顯現(xiàn)出來，烯烴是反響網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵中間物。全部的重整過程均承受固定床系列〔通常是三個(gè)〕反響器：第一反響器的主要反響是環(huán)烷脫氫，其次反響器發(fā)生C5環(huán)烷異構(gòu)化生成環(huán)己烷的同系物和脫氫環(huán)化，第三反響器發(fā)生770K～820K3000kPa，氫和烴的摩爾10:13:1。二、催化重整的原料油催化重整通常以直餾汽油餾分為原料，依據(jù)生產(chǎn)目的不同，對(duì)原料油的餾程有確定的要求。為了維持催化劑的活性，對(duì)原料油雜質(zhì)含量有嚴(yán)格的限制?！嫌偷姆悬c(diǎn)范圍重整原料的沸點(diǎn)范圍依據(jù)生產(chǎn)目的來確定。當(dāng)生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，一般承受80℃～180℃餾分。<Ｃ6的餾分〔80℃以下餾分〕本80200℃，會(huì)使催化劑外表上的積炭快速增加，從而使催化劑活性下降。因此適宜的餾程是80℃～180℃。生產(chǎn)芳烴時(shí)，應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)的目的芳烴產(chǎn)品選擇適宜沸點(diǎn)范圍的原料餾分。如Ｃ6烷烴及60.27℃～80.74℃之間；C790.05℃～103.4C899.24℃～131.7860℃的烴類分子中的碳原子數(shù)<6，故原料中含<60℃餾分反響時(shí)不能增加芳烴產(chǎn)率，反而能降低裝置本身的處理力氣。選用60℃～145130℃～145生產(chǎn)航空煤油的煉廠,60℃～130℃餾分。二重整原料油的雜質(zhì)含量重整原料對(duì)雜質(zhì)含量有極嚴(yán)格的要求,金屬(砷、鉛、銅等)都會(huì)引起催化劑永久中毒，尤其是砷與鉑可形成合金，使催化劑喪失活高，會(huì)降低催化劑的性能。因此，為保證重整催化劑長(zhǎng)期使用，對(duì)原料油中各種雜質(zhì)的含量必需嚴(yán)格把握。三、工藝流程一套完整的重整工業(yè)裝置大都包括原料油預(yù)處理、重整反響、產(chǎn)品后加氫和穩(wěn)定處理幾個(gè)局部。生產(chǎn)芳烴為目的的重整裝置還包括芳烴抽提和芳烴分別局部。重整原料油的預(yù)處理包括原料的預(yù)分餾，預(yù)脫砷和預(yù)加氫幾個(gè)局部。產(chǎn)芳烴時(shí)，切除<60℃的餾分；生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，切除<80℃的餾分。原料油的干點(diǎn)一的局部水分。２、預(yù)脫砷砷能使重整催化劑中毒失活，因此要求進(jìn)入重整反響器的原料油中砷含量不得高于1PPb<100ppb，則可不經(jīng)預(yù)脫砷，只需經(jīng)過預(yù)加氫就可到達(dá)要求。常用預(yù)脫砷方法有：吸附預(yù)脫砷、加氫預(yù)脫砷、化學(xué)氧化脫砷等。３、預(yù)加氫預(yù)加氫的目的是脫除原料油中的雜質(zhì)。其原理是在催化劑和氫的作用下，使原H2S、NH3和H2O鎳。４、重整原料的脫水及脫硫加氫過程得到的生成油中尚溶解有H2SNH3和H2O較為常用。二重整反響局部工藝流程經(jīng)預(yù)處理后的精制油，由泵抽出與循環(huán)氫混合，然后進(jìn)入換熱器與反響產(chǎn)物換熱，再經(jīng)過反響以后溫度降低，為了維持足夠高的溫度條件(通常是500℃左右)，重整反響局部一般設(shè)置3～4個(gè)反響器串聯(lián)操作，每個(gè)反響器之前都設(shè)有加熱爐，給反響系統(tǒng)補(bǔ)充熱量，從而熱源，然后再經(jīng)冷卻后進(jìn)入油氣分別器。從油氣分別器頂分出的氣體含有大量氫氣[85%(體)～95%(體)]，經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后，大局部作為循環(huán)氫與重整原料混合后重進(jìn)入反響器，其余局部去預(yù)加氫局部。上述流程承受一段混氫操作，即全部循環(huán)氫與原料油一次混合進(jìn)入反響系統(tǒng)，有的裝置動(dòng)力消耗。油氣分別器底分出的液體與穩(wěn)定塔底液體換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔的作用是從塔頂脫底抽出經(jīng)冷卻后送出裝置。以生產(chǎn)芳烴為目的時(shí)，反響局部的流程稍有不同，即在穩(wěn)定塔之前增加一個(gè)后加氫反響器，通過加氫使烯烴飽和。后加氫催化劑為鉬酸鈷或鉬酸鎳，反響溫度為330℃左右。加氫精制和加氫裂化一、加氫精制加氫精制主要用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧雜原子及金屬雜質(zhì)，改油品精制方法。加氫精制的主要反響加氫精制的主要反響有：1H2S，從而將硫雜原子脫掉：RSH+H2¾®RH+H2S２、加氫脫氮反響例如：R-NH2+H2¾®RH+NH3３、加氫脫氧反響石油和石油餾分中含氧化合物很少，可以遇到的含氧化合物主要是環(huán)烷酸和酚類。催化劑失活，所以加氫精制催化劑要周期性地進(jìn)展更換。５、在各類烴中，環(huán)烷烴和烷烴很少發(fā)生反響，而大局部的烯烴與氫反響生成烷烴。在加氫精制中，加氫脫硫比加氫脫氮反響簡(jiǎn)潔進(jìn)展，在幾種雜原子化合物中含氮化合物的加氫反響最難進(jìn)展。例如，焦化柴油加氫精制時(shí)，當(dāng)脫硫率到達(dá)90%的條件下，脫氮率40%。加氫精制產(chǎn)品的特點(diǎn)：質(zhì)量好，包括安定性好，無腐蝕性，以及液體收率高等，這些都是由加氫精制反響本身所打算的。二加氫精制工藝裝置3-10生成油換熱、冷卻、分別系統(tǒng)和循環(huán)氫系統(tǒng)三局部。1、反響系統(tǒng)原料油與氫、循環(huán)氫混合，并與反響產(chǎn)物換熱后，以氣液混相狀態(tài)進(jìn)入加(精制汽油時(shí))，也可以是氣液混相(精制柴油時(shí))(加氫精制是放熱反響)。循環(huán)氫與油料混合物通過每段催化劑床層進(jìn)展加氫反響。加氫反響器可以是一個(gè)，也可以是兩個(gè)。前者叫一段加氫法，后者叫兩段加氫法。兩段加氫法適用于某些直餾煤油的精制，以生成高密度噴氣燃料。此時(shí)第一段主要是加氫精制，其次段是芳烴加氫飽和。２、生成油換熱、冷卻、分別系統(tǒng)反響產(chǎn)物從反響器的底部出來，經(jīng)過換熱、冷卻后進(jìn)入高壓分別器。在冷卻器前要向產(chǎn)物中注入高壓洗滌水，以溶解反響生成的氨和局部硫化氫。有少量的氣態(tài)烴(不凝氣)和未溶于水的硫化氫。分出的液體產(chǎn)物是加氫生成油，其中也溶解有少量的氣態(tài)烴和硫化氫，生成油經(jīng)過減壓再進(jìn)入低壓分別器進(jìn)一步分別出氣態(tài)烴等組分，產(chǎn)品去分餾系統(tǒng)分別成合格產(chǎn)品。(約30%)氫的純度(不小于65%(體))，避開硫化氫在系統(tǒng)中積存，常用硫化氫回收系統(tǒng)，解吸出來的硫化氫送到制硫裝置回收硫磺，凈化后的氫氣循環(huán)使用。為了保證循環(huán)氫中氫的濃度，用氫壓縮機(jī)不斷往系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充穎氫氣。石油餾分加氫精制的操作條件因原料不同而異。一般地講，直餾餾分油加氫精制條件比較緩和，重餾分油和二次加工油品則要求比較苛刻的操作條件。二、加氫裂化加氫裂化是重質(zhì)原料在催化劑和氫氣存在下進(jìn)展的催化加工，生產(chǎn)各種輕質(zhì)燃料油的工藝過程。用重質(zhì)原料油生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油最根本的工藝原理就是轉(zhuǎn)變重質(zhì)原料油的分子量和碳?xì)溆土系奶細(xì)浔?，因此，不行避開地要產(chǎn)生一局部氣體烴和碳?xì)浔容^高的縮合產(chǎn)物?焦炭和渣油。所以脫碳過程的輕質(zhì)油收率不行能很高。加氫裂化屬于加氫，在催化劑存在下從外界補(bǔ)入氫氣以降低原料油的碳?xì)浔?。加氫裂化?shí)質(zhì)上是加氫和催化裂化這兩種反響的有機(jī)結(jié)合。因此，它不僅可以防止如催質(zhì)量的原料油轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)油。加氫裂化過程的化學(xué)反響石油烴類在高溫、高壓及加氫裂化催化劑存在下，通過一系列化學(xué)反響，使重質(zhì)油品轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品，其主要反響包括：裂化、加氫、異構(gòu)化、環(huán)化及脫硫、脫氮和脫金屬等。1、烷烴烷烴加氫裂化反響包括兩個(gè)步驟，即原料分子在C-C鍵上的斷裂，和生成的不飽和碎片的加氫飽和，例如：C16H34C8H18+C8H16 C8H18 反響中生成的烯烴先進(jìn)展異構(gòu)化隨即被加氫成異構(gòu)烷烴烷烴加氫反響速度隨著烷烴分子量增大而加快異構(gòu)化的速度也隨著分子量增大而加快。2、烯烴烷烴分解和帶側(cè)鏈環(huán)狀烴斷鏈都會(huì)生成烯烴。在加氫裂化條件下，烯烴加氫變?yōu)镽-CH2CH=CH2+H2¾®R-CH2CH2CH33、環(huán)烷烴單環(huán)環(huán)烷烴在過程中發(fā)生異構(gòu)化，斷環(huán)，脫烷基以及不明顯的脫氫反響：雙環(huán)環(huán)烷烴和多環(huán)環(huán)烷烴首先異構(gòu)化生成五圓環(huán)的衍生物然后再斷鏈。反響產(chǎn)物主要由環(huán)戊烷、環(huán)己烷和烷烴組成。4、芳烴單環(huán)芳烴的加氫裂化不同于單環(huán)環(huán)烷烴，假設(shè)側(cè)鏈上有三個(gè)碳原子以上時(shí)，首先不是異構(gòu)化而是斷側(cè)鏈，生