催化裂化新工艺技术.ppt

第3章 催化裂化 本章主要内容 催化裂化概述 催化裂化发展方向 催化裂化工艺技术 催化裂化工程技术 催化裂化概述 催化裂化 流化催化裂化：Fluid Catalytic Cracking－FCC 是重质馏分油（或重质馏分油掺减压渣油）在高温（450~530 ℃）、低压（1~4 atm）与催化剂接触的条件下，经裂化反应，生成气体、轻质油品、油浆及焦炭的工艺过程 一、催化裂化的原料 一、催化裂化的原料 二、催化裂化的产品 二、催化裂化的产品 产品产率与原料性质、反应条件及催化剂性能有关 二、催化裂化的产品 1、干气 H2、C1~C2 燃料、合成氨的原料、制取乙苯的原料、制氢的原料 2、液化气 LPG－liquefied petroleum gas C3~C4 燃料、烷基化原料、醚化原料、烯烃 二、催化裂化的产品 3、汽油 烯烃含量高 辛烷值高，RON＝80～90 安定性较好 4、柴油 芳香烃含量高 十六烷值低 安定性差 二、催化裂化的产品 5、油浆 多环芳香烃含量高 一般进行回炼 也可作为燃料油的调和组分、焦化原料、生产碳材料的原料等 6、焦炭 缩合反应的产物 H/C比很低，一般(0.3~1):1 沉积在催化剂表面，只能用空气烧去而不能作为产品 三、催化裂化的地位 催化裂化是重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有很重要的地位 我国催化裂化汽油在商品汽油中的比例约为3/4，催化裂化柴油在商品柴油中的比例约为1/3 在一些原油加工深度较大的国家，例如中国和美国，催化裂化的处理能力达原油加工能力的30%以上 在我国，由于多数原油偏重，催化裂化过程，尤其是重油催化裂化过程的地位就显得更为重要 四、催化裂化工艺流程概述 催化裂化装置一般由三个部分组成，即：反应－再生系统、分馏系统、吸收－稳定系统 此外还常有再生烟气的能量回收系统和产品脱硫精制系统 四、催化裂化工艺流程概述 五、石油馏分的催化裂化反应特点 石油馏分的催化裂化反应是一个气－固非均相反应，各类烃之间是存在着竞争吸附和对反应的阻滞作用 石油馏分的催化裂化反应又是一个复杂的平行－顺序反应 1、竞争吸附与相互阻滞 原料油气 反应产物 催化剂 1、竞争吸附与相互阻滞 各种烃类被吸附快慢的顺序：稠环芳烃稠环环烷烃烯烃单烷基链单环芳烃环烷烃烷烃 各种烃类裂化反应速度快慢的顺序：烯烃大分子单烷基单环芳烃异构烷烃、烷基环烷烃小分子单烷基单环芳烃正构烷烃稠环芳烃 吸附与反应的快慢顺序有较大的差别，最突出的是稠环芳烃，吸附最快而反应最慢 2、平行－顺序反应 （2）石油馏分的平行－顺序反应 2、平行－顺序反应 平行－顺序反应的一个重要特点是反应深度对各产品产率有重要影响 随着反应时间的延长，转化率提高，最终产物气体和焦炭的产率一直增大 汽油和柴油的产率在开始一段时间内增大，但在经过一最高点后则下降，这是因为汽油和柴油是反应的中间产物，到一定的反应深度后，汽油和柴油的分解速率大于其生成速率 2、平行－顺序反应 二次反应：初次反应产物再继续进行的反应 有利的二次反应 烯烃异构化生成高辛烷值汽油组分 异构烯烃和环烷烃氢转移生成稳定的异构烷烃和芳香烃 不利的二次反应 烯烃进一步裂化为干气 丙烯和丁烯通过氢转移反应而饱和 烯烃及高分子芳烃缩合生成焦炭等 六、重油的催化裂化反应特点 1、H/C原子比低、残炭值和芳碳率大，轻质油收率低，生焦多 渣油中的饱和分、芳香分、轻胶质、中胶质、重胶质在分别进行催化裂化反应时，其轻质油收率依次下降，而焦炭产率则依次增大，呈现良好的规律性 渣油中的饱和分仍然是优质的催化裂化原料，轻胶质也有不低的轻质油收率 轻质油收率与裂化原料的H/C原子比有良好的线性关系，而焦炭产率也与裂化原料的残炭值有良好的线性关系 六、重油的催化裂化反应特点 2、重油中含有高沸点组分，带来一些问题 重油与催化剂接触时不会全部气化，反应过程中有液相存在，是一个气－液－固三相催化反应 液相中的反应主要是非催化的热反应，反应的选择性差 未气化部分吸附着在催化剂外表面并被吸入微孔中，同时进行裂化反应，生成的小分子产物气化，而残留物则继续进行液相反应，直至缩合生成焦炭 提高重油在进料段的气化率有利于降低反应的生焦率 六、重油的催化裂化反应特点 3、重油分子大，存在扩散阻力 常用作裂化催化剂的Y型分子筛的孔径一般为0.99~1.3 nm，重油中的较大的分子难以直接