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催化裂化及工艺历程常识大遍及

February 28, 2020 催化剂 235

    一、催化裂化催化裂化是煤油炼制历程之一,是在热和催化剂的用途下使重质油产生裂化反馈,变化为裂化气、汽油和柴油等的历程。1.观点:大分子烃类在热用途下产生裂化和缩合。接纳合成硅酸铝催化剂:一种是无定形硅酸铝型,催化剂另一种是沸石型。平时不变床催化裂化用的是低活性的。是煤油二次加工的要紧技巧之一。在高柔顺催化剂的用途下使重质油产生裂化反馈,变化为裂化气、汽油和柴油等的历程。要紧反馈有剖释、异构化、氢转移、芳构化、缩合、生焦等。与热裂化比拟,其轻质油产率高,汽油辛烷值高,柴油安谧性较好,并副产富含烯烃的液化气。近几年来分子筛裂化催化剂接纳硅溶胶或铝溶胶等粘结剂,把分子筛、高岭土粘结在一路,制成高密度、高强度的新一代半合因素子筛催化剂,所用分子筛除稀土-y型分子筛外,另有超稳氢-y型分子筛等。反馈改在管式反馈器中举行,称为晋升管催化裂化(risercatalyticcracking)。2.范例:挪动床催化裂化用的是小球硅酸铝催化剂。流化床催化裂化用的是微球硅酸铝催化剂。当代晋升管催化裂化用的是微球分子筛催化裂化催化剂。掌握短的触碰光阴能够削减缩合反馈,削减焦炭的制造。所用质料为减压馏分油、焦化蜡油、脱沥青油等馏分油者,称馏分油催化裂化;所用质料为常压渣油、减压渣油或馏分油中掺入渣油,都称渣油催化裂化。3.反馈历程:反馈历程中制造的焦炭沉积于催化剂上,使催化剂落空活性。吹入气氛烧去焦炭可使催化剂再生,弹性填料轮回应用。热的再生催化剂能够供应反馈所需热量。催化裂化质料是原油经历原油蒸馏(或其余煤油炼制历程)分馏所得的重质馏分油;或在重质馏分油中掺入小批渣油,或经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油;或一切用常压渣油或减压渣油。在反馈历程中因为不挥发的类碳物资沉积在催化剂上,缩合为焦炭,使催化剂活性降落,需要用气氛烧去(见催化剂再生),以规复催化活性,并供应裂化反馈所需热量。催化裂化是煤油炼厂从重质油制造汽油的要紧历程之一。所产汽油辛烷值高(马达法80摆布),裂化气(一种炼厂气)含丙烯、丁烯、异构烃多。4.沿革:催化裂化技术由法国E.J.胡德利钻研胜利,于1936年由美国索康尼真空油公司和太阳煤油公司同盟完成产业化,其时接纳不变床反馈器,反馈和催化剂再生瓜代举行。因为高收缩比的汽油策动机需要较高辛烷值汽油,催化裂化向挪动床(反馈和催化剂再生在挪动床反馈器中举行)和流化床(反馈和催化剂再生在流化床反馈器中举行)两个偏向开展。挪动床催化裂化因装备繁杂渐渐被镌汰;流化床催化裂化装备较简略、处分才气大、较易操纵,获得较大开展。60年月,发现分子筛催化剂,因其活性高,裂化反馈改在一个管式反馈器(晋升管反馈器)中举行,称为晋升管催化裂化。中国1958年在兰州建成挪动床催化裂化妆置,1965年在抚顺建成流化床催化裂化妆置,1974年在玉门建成晋升管催化裂化妆置。1984年,中国催化裂化妆置共39套,占原油加工才气23%。5.反馈机理:与按解放基反馈机理举行的热裂化不同,催化裂化是按碳正离子机理举行的,催化剂激动了裂化、异构化和芳构化反馈,裂化产物比热裂化具备更高的经济代价,气体中C3和C4较多,异构物多;汽油中异构烃多,二烯烃极少,芳烃较多。其要紧反馈包含:①剖释,使重质烃变化为轻质烃;②异构化;③氢转移;④芳构化;⑤缩合反馈、生焦反馈。异构化和芳构化使低辛烷值的直链烃变化为高辛烷值的异构烃和芳烃。6.装配范例:流化床催化裂化妆置有多品种型,按反馈器(或沉降器)和再生器安插的相对地位的不同可分为两大类:①反馈器和再生器张开安插的并列式;②反馈器和再生器架叠在一路的同轴式。并列式又因为反馈器(或沉降器)和再生器地位崎岖的不同而分为同高并列式和崎岖并列式两类。同高并列式要紧特色是:①催化剂由U型管密相运送;②反馈器和再生器间的催化剂轮回要紧靠变化U型管两头的催化剂密度来调治;③由反馈器运送到再生器的催化剂,不经历再生器的漫衍板,干脆由密相晋升管送入漫衍板上的流化床能够削减漫衍板的磨蚀。崎岖并列式特色是反馈光阴短,削减了二次反馈;催化剂轮回接纳滑阀掌握,相对天真。同轴式装配模式特色是:①反馈器和再生器之间的催化剂运送接纳塞阀掌握;②接纳垂直晋升管和90°耐磨蚀的弯头;③质料用多个喷嘴喷入晋升管。7.工艺流程:催化裂化的流程要紧包含三个片面:①质料油催化裂化;②催化剂再生;③产物划分辨别。质料喷入晋升管反馈器下部,在此处与高温催化剂夹杂、气化并产生反馈。反馈温度480~530℃,压力0.14~0.2MPa(表压)。反馈油气与催化剂在沉降器和旋风划分辨别器(简称旋分器),划分辨别后,进来分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。裂化气经收缩后去气体划分辨别体系。结焦的催化剂在再生器用气氛烧去焦炭后轮回应用,再生温度为600~730℃。7.1反馈片面质料经换热后与回炼油夹杂经对称漫衍物料喷嘴进来晋升管,并喷入燃油加热,上涨历程中首先在高柔顺催化剂的用途下反馈剖释,进来沉降器下段的气提段,经汽提蒸汽晋升进来沉降器上段反馈剖释后反馈油气和催化剂的夹杂物进来沉降器顶部的旋风划分辨别器(普通为多组),经两级划分辨别后,油气进来集气室,并经油气管道运送至分馏塔底部举行分馏,划分辨别出的催化剂则从旋分底部的翼阀排挤,抵达沉降器底部经待生斜管进来再生器底部的烧焦罐。7.2再生片面再生器阶段,催化剂因在反馈历程中外貌会附着油焦而活性低落,因此必需举行再生处分,首先主风机将收缩气氛送入帮助焚烧室举行高温加热,经帮助烟道经历主风漫衍管进来再生器烧焦罐底部,从反馈器过来的催化剂在高温大流量主风的用途下被加热上涨,同时经历器壁漫衍的燃油喷嘴喷入燃油调治反馈温度,如许催化剂外貌附着的油焦在高温下焚烧剖释为烟气,烟气和催化剂的夹杂物连续上涨进来再生器连续反馈,油焦未能充裕反馈的催化剂经轮回斜管会从新进来烧焦罐再次处分。非常后烟气及处分后的催化剂进来再生器顶部的旋风划分辨别器举行气固划分辨别,烟气进来集气室会合后排入烟道,催化剂进来再生斜管送至晋升管。7.3烟气行使再生器破除的烟气普通还要经三级旋风划分辨别器再次划分辨别收购催化剂,高温高速的烟气要紧有两种途径,一、进来烟机,推进烟机扭转动员发电机或鼓风机;两进来余热汽锅举行余热收购,非常后废气经产业烟囱排放。8.开展:永远以来,流化床催化裂化质料要紧为原油蒸馏的馏出油(柴油、减压馏出油等)和热加工馏出油,质料中镍、钒(会使催化剂中毒)含量普通均小于0.5ppm。在以减压渣油作催化裂化质料时,平时要在进来催化裂化妆置前,用种种技巧举行质料预处分,撤除此中大片面镍、钒等金属和沥青质。70年月以来,因为勤俭煤油资源惹起商品渣油需要降落。因此,流化床催化裂化妆置掺炼减压渣油或干脆加工常压渣油已相配遍及。要紧错失是:接纳抗重金属中毒催化剂;在质料中进来钝化剂等。9.别的材料:催化剂要紧因素为硅酸铝,起催化用途的是此中的酸性活性中心(见固体酸催化剂)。挪动床催化裂化接纳3~5毫米小球形催化剂。流化床催化裂化早期所用的是粉状催化剂,活性、巩固性和流化机能较差。40年月起,开辟了微球形(40~80μm)硅铝催化剂,并在制备工艺上作了改善,70年月初期,开辟了高活性含稀土元素的X型分子筛硅铝微球催化剂。70年月起,又开辟了活性更高的Y型分子筛微球催化剂(见煤油炼制催化剂)。应用分子筛催化剂时,为了使炼厂产物计划有必然的天真性,可凭据环境趋势需要变化操纵前提以获得非常大批的汽油、柴油或液化气。两催化裂化工艺历程催化裂化工艺历程,普通由三个片面构成,即反馈频频生体系、分馏体系、吸取—巩固体系。对处分量较大、反馈压力较高(比方>0.2MPa)的装配,每每另有再生烟气的能量收购体系。1.工艺历程:图1是一个崎岖并列式晋升管催化裂化妆置的工艺流程。底下将其三个构成片面:反馈—再生体系、分馏体系及吸取—巩固体系举行扼要说明。2.再生体系:鲜活质料油经换热后与回炼油浆夹杂,经加热炉加热至180-320℃后至催化裂化晋升管反馈器下部的喷嘴,质料油由蒸气雾化并喷入晋升管内,在此中与来自再生器的高温催化剂(600-750℃)触碰,随即汽化并举行反馈。油气在晋升管内的停顿光阴很短,普通惟有几秒钟。反馈产物经旋风划分辨别器划分辨别出夹带的催化剂后脱离沉降器去分馏塔。积有焦炭的催化剂(称待生催化剂)由沉降器落入底下的汽提段。汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热水蒸气,待生催化剂上吸附的油气和颗粒之间的空间内的油气被水蒸气置换出而回笼上部。经汽提后的待生催化剂经历待生斜管进人再生器。再生器的要紧用途是烧去催化剂上因反馈而制造的积炭,使催化剂的活性得以规复。再生用气氛由主风机供应,气氛经历再生器底下的帮助焚烧室及漫衍管进人流化床层。关于热平均式装配,帮助焚烧室只是在出工升温时才应用,平常运行时并不烧燃料油。再生后的催化剂(称再生催化剂)落人淹流管,经再生斜管送回反馈器轮回应用。再生烟气经旋风划分辨别器划分辨别出夹带的催化剂后,经双动滑阀排人大气。在加工生焦率高的质料时,比方加工含渣油的质料时,因焦炭产率高,再生器的热量多余,必需在再生器中设取热办法以取走多余的热量。再生烟气的温度很高,很多催化裂化妆置设有烟气能量收购体系,行使烟气的热能和压力能(当设能量收购体系时,再生器的操纵压力应较高些)做功,驱动主风机以勤俭电能,乃至可对外输出节余电力。对少许不彻底再生的装配,再生烟气中含有5%-10%(体积分数)的CO,能够设CO汽锅使CO彻底焚烧以收购能量。在制造历程中,催化剂会有丧失及失活,为了保持体系内的催化剂的藏量和活性,需要按期地或时常地向体系增补或置换鲜活催化剂。为此,装配内起码应设两个催化剂储罐。装卸催化剂时接纳稀相运送的技巧,运送介质为收缩气氛。在流化催化裂化妆置的主动掌握体系中,除了有与其余炼油装配相相似的温度、压力、流量等主动掌握体系外,另有一整套保持催化剂平常轮回的主动掌握体系和当产生流化颠倒时的主动护卫体系。此体系普通包含多个自卫体系,比方反馈器进料低流量自卫体系、主风机出口低流量自卫体系、两器差压自卫体系,等等。以反馈器进料低流量自卫体系为例,当进料量低于某个下限值时,在晋升管内就不能够造成充足低的密度,平常的两器压力平均被毁坏,催化剂不能够按划定的门路举行轮回,并且还会产生催化剂倒流并使油气大批带人再生器而惹起变乱。此时,进料低流量自卫体系就主动举行如下行动:割断反馈器进料并使进料回笼质料油罐(或中心罐),向晋升管通入变乱蒸气以保持催化剂的流化和轮回。3.分馏体系:典范的催化裂化分馏体系见图1。由反馈器来的反馈产物(油气)从底部进来分馏塔,经底部的脱过热段后在分馏段盘据成几此中心产物:塔顶为富气及汽油,侧线有轻柴油、重柴油和回炼油。塔底产物是油浆。轻柴油和重柴油划分经汽提后,再经换热、冷却后出装配。催化裂化妆置的分馏塔有几个特色:①进料是带有催化剂粉尘的过热油气,因此,分馏塔底部设有脱过热段,用经由冷却的油浆把油气冷却到饱和状况并洗下夹带的粉尘以便举行分馏和幸免梗塞塔盘。②全塔的节余热量大并且产物的划分辨别切确度请求相对轻易知足。因此普通设有多个轮回回流:塔顶轮回回流、1-2此中段轮回回流和油浆轮回。③塔顶同流接纳轮回回流而不消冷回流,其要紧缘故是进来分馏塔的油气含有相配大数目的惰性气体和不凝气,它们会影响塔顶冷凝冷却器的结果;接纳轮回回流取代冷回流能够低落从分馏塔顶至气压机进口的压降,从而进步气压机的进口压力、低落气压机的功率花消。4.巩固体系:吸取—巩固体系要紧由吸取塔、再吸取塔、解吸塔及巩固塔构成。从分馏塔顶油气划分辨别器出来的富气中带有汽油组分,而粗汽油中则消融有C3、C4组分。吸取巩固体系的用途即是行使吸取和精馏的技巧将富气和粗汽油划分辨别成干气(≤C2)液化气(C3、C4)和蒸气压及格的巩固汽油。此中的液化气再行使精馏的技巧经历气体分馏装配将此中的丙烯、丁烯划分辨别出来,举行化工行使。催化裂化妆置的分馏体系及吸取—定体系在各催化裂化妆界中普通并没有很大不同。




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