中石化讲座汇报 催化反再形式汇总.ppt

催化裂化反再技术汇总 中国石化工程建设公司二0一0年七月八日 1 概述2 基本概念3 原料 中间产品与产品4 催化剂与助剂5 反应技术6 再生工程与技术7 关键设备 8 检测 控制与操作9 与催化裂化相关的工艺10 其它汽油降烯烃工艺11 能耗与剂耗12 其它技术13 装置开 停工与操作故障分析 1 概述 1 催化裂化装置的外观特征 是炼油工业最重要的二次加工装置之一 2 目前均基本满负荷运行 成品油品市场旺盛 国内80 的汽油为催化汽油 3 满足环保要求 催化汽柴油的清洁化生产 4 催化裂化工艺几乎涉及所有的化工工艺过程 三传一反 流化 气固输送与分离 精馏 吸收 干燥 过滤 蒸发 热交换 机泵 压缩及膨胀 5 催化裂化发展趋势 原料油变重 高硫 装置大型化 油化一体化 流化技术的拓展应用 多产汽油 节能降耗 6 由SEI设计和改造的装置共有72套 规模从5万吨 年到470万吨 年 近期正设计和规划的有 a 伊朗阿拉卡470万吨 年 b 安庆分公司200万吨 年重油催化裂化装置 MIP CGP c 延长集团榆林能源化工有限公司150万吨 年DCC装置 d 宁夏260万吨 年重油催化裂化装置e 石家庄 金山 镇海分公司220 350 600万吨 年重油催化裂化装置 f 中原石化600万吨 年甲醇制烯烃 S MTO 装置 2 基本概念 1 收率 转化率 1 柴油 油浆 反应掉的原料 选择性 针对某一种产品所需的原料占反应掉的原料 轻收 LPG 汽油 柴油 液收 汽油 柴油 2 剂油比 烟风比 耗风指标 炭差 3 床层空速 烧焦强度 4 三大平衡 物料平衡 包括氢 硫 氮 重金属等 热量平衡压力平衡 3 原料 中间产品与产品 3 1原料1 原料 减压蜡油 常压渣油 减压渣油 焦化蜡油 脱沥青油 加氢处理油 蜡油和重油 重质原料油的特性 康氏残炭含量高高镍含量高钒含量更大的烃分子2 原料的特性 馏程 密度和特性因数 族组成 含氢量 残炭 非烃化合物 硫 氮 镍 钒 钠 3 2中间产品1 粗汽油 顶循环回流油 一中回流油 二中回流油 3 3产品 1 汽油 轻柴油 液化气 干气 油浆等 2 汽油 辛烷值 RON MON 抗爆指数 族组成汽油的沸程国II国III 2009 12 31 硫含量mg l 500 150辛烷值 RON 烯烃 v v 35 30芳烃 v v 40 40苯含量 v v 2 5 1 0氧含量 m m 2 7 2 7 3 柴油 低硫化限制芳烃提高十六烷值 4 气体 干气 C3 C4 1 1 5v 液化气 C2 0 5v C5 1v 汽油中 C3 C4 3m 5 油浆 4 催化剂与助剂 1 催化剂的重要性2 组成3 物化性质4 分类5 助剂6 废催化剂的处置和再利用 5 反应技术 1 提升管底部预提升段2 原料油 回炼油 油浆分点进料3 新鲜原料分段进料技术4 采用新型高效雾化喷嘴系统 BWJ型 5 终止剂及急冷油技术6 多提升管技术7 引待生剂循环技术 1 混合室2 旋流器3 壳体4 雾化室5 锥体6 喷射管7 喷头 1 混合室2 旋流器3 雾化室4 锥体5 喷射管6 喷头 7 提升管出口油气与催化剂的快分技术8 汽提段设计a 采用高效汽提挡板b 多段汽提c 增加预汽提段 VQS系统 6 再生工程与技术 1 再生方案选择a 康氏残炭 5m 用单段再生c 康氏残炭5 6m 两段再生 也可用单段再生d 康氏残炭6 8m 单段再生 外取热器 e 康氏残炭8 10m 两段再生 外取热器2 提高烧焦强度 温度 氧气分压 3 再生形式a 带外循环管的烧焦罐式高效再生 共20套 b 预混合管烧焦罐高效再生 共10套 c 管式烧焦 共2套 d 后置烧焦罐式两段再生 共2套 e 高速床两段串连再生 共2套 f 并列式两段再生 共9套 g 重叠式两段再生 共14套 h 烧焦罐 床层高效再生 共8套 7 关键设备 1 提升管反应器2 再生器3 外取热器a 催化剂循环采用下流式b 单动滑阀控制催化剂循环量c 控制催化剂循环量和流化风量 满足取热负荷0 100 调节d 密相床 传热系数高e 无管板 每组管束能切除 管束采用碳钢材质f 高机械可靠性 热膨胀及耐磨性g 采用循环热水泵强制循环 循环热水进入各管束分布均匀j 国内外已投用近90台 已获得中国和美国专利权 4 旋风分离器 粗旋 单级 两级 三级 四级等 卧管 立管 BTX大单管三旋 5 旋流式快分VQS6 滑阀 单动和双动 7 辅助燃烧室8 气压机 背压式 凝汽式 9 塔器 分馏塔 吸收塔 稳定塔 10 烟气能量回收机组 a 烟气轮机b 主风机 轴流式 离心式 c 蒸汽轮机d 电动 发电机11 余热锅炉及高温取热器 8 检测 控制与操作 1 热电偶2 压力 压差 密度 藏量测量3 流量4 装置联锁控制5 反应温度控制6 反应压力控制7 料位 或藏量 控制8 再生 待生滑阀超驰控制9 再生压力 双动滑阀控制 三分程控制 10 机组反飞动控制11 气压机控制12 稳定塔顶压力控制 卡脖子 控制 热旁路控制 13 流量 液位串级控制14 温压补偿 校正 9 与催化裂化相关的工艺 9 1DCC DeepCatalyticCracking 1 DCC I型 以减压蜡油 或掺炼少量渣油 加氢处理油为原料 采用CRP型催化剂较高的反应温度 550 580 较低的压力 一般不大于90kPa 较多的注入蒸汽量 约为进料的25m 较低空速 4h 1 大剂油比 10 12 气体产物以丙烯为主 产率可从13m 23m 汽油研究法辛烷值可达94 97以上 但安定性差 需经加氢处理分馏塔顶采用冷回流技术 增加塔顶油气分压 防止蒸汽冷凝塔顶油气采用两级气液分离技术 防止汽油乳化吸收塔设四个中段回流 2 DCC II型 可掺炼10 20m 的渣油或焦化蜡油采用CIP型催化剂温度510 530 压力可提高0 02MPa g 提升管注入蒸汽量10 15m 丙烯收率可达到10 14m 9 2CPP CatalyticPyrolysisProcess CPP工艺以重油 可掺入一定数量的减渣 或蜡油为原料 采用专门研制的具有正碳离子反应与自由基热反应双功能的酸性分子筛催化剂 代号为CEP 应用组合的流化催化裂化技术 在反应系统中通过催化裂化 高温热裂解 择形催化 烯烃共聚 岐化与芳构化的综合反应途径 实现最大量生产乙烯和丙烯的目的 2 采用CEP催化剂 3 与蒸汽裂解的区别 4 工艺操作条件及特点 5 第二反应器技术 单独回炼C4及轻石脑油 6 收率 7 副产品裂解汽油和裂解轻油的利用 8 裂解气痕量烃与非烃同蒸汽裂解比较 9 油气急冷器 10 脱气罐与高效汽提 11 分馏塔顶直冷技术 12 酸性水循环利用技术 13 裂解气深冷分离 14 中冷油吸收技术 9 3汽油降烯烃MIP或MIP CGP工艺MIP MaximizingIso Paraffins orMIP CGP MaximizingIso ParaffinsforCleanerGasolineandPropylene 1 将催化裂化反应过程分成两个反应区 2 第一反应区以一次裂化反应为主 采用较高的反应强度 即较高的反应温度和较大的剂油比 裂解较重的原料油并生产较多的烯烃 反应 停留 时间短 3 第二反应区主要增加氢转移反应和异构化反应 抑制二次裂化反应 采用较低的反应温度和较长的反应 停留 时间 4 第二反应区需要适宜的空层空速 需外引一部分待生平衡剂循环 5 MIP工艺较常规FCC反应热降低 两器系统过剩热量大 6 回炼组份 回炼油 油浆 少或没有 汽油回炼量小 或不回炼汽油 7 轻柴油密度增大 十六烷值偏低 油浆质量变差 9 4渣油加氢 重油催化裂化双向组合RICP技术1 催化裂化工艺与渣油加氢工艺相结合 2 10 30 的催化重循环油返至渣油加氢装置 从而改变催化进料的苛刻度 降低生焦率 3 采用组合工艺 有利于多产汽油 汽油收率相对于不采用RICP组合工艺提高2 05 4 以582 35万吨 年重油催化裂化装置为例 63 01万吨 年的重循环油在催化裂化和渣油加氢装置之间循环 综合两套装置 采用RIPCP组合工艺 氢耗增加0 2 液化气 石脑油 催化汽油 柴油共增加2 97 由两套装置贡献 催化装置生焦下降0 57 油浆下降1 99 5 需考察的问题 催化装置是否能抽出10 30 的重循环油 重循环油对催化裂化装置的影响 9 5ARGG AtmosphericResidueMaximumGasplusGasoline 1 以常压渣油为原料 采用RAG系列催化剂 以多产液化气尤其是丙烯 丁烯和多产质量合格的高辛烷值汽油为主的工艺2 RAG催化剂具有良好的裂化活性 液化气和汽油选择性 水热稳定性及抗金属污染性能 3 裂化产品是丙烯 液化气和汽油 产率较高 H2 CH4和H2较低 而焦炭产率变化不大 总的裂化气体约为重油催化裂化的两倍 4 适合加工重质原料常压渣油 尤其是石蜡基原料 5 本工艺裂化反应温度与一般催化裂化相近 在520 540 之间 采用较低的压力和较长的反应停留时间3 4秒 其操作灵活性较大 可采用重油全回炼和重油与部分轻柴油回炼的操作方式 也可以甩部分油浆 或单程方式操作 6 由于热平衡和反应活性要求 需要较大的剂油比 一般在8 10 7 由于RAG剂活性较高 因此单程转化率较高 回炼比在0 0 5之间 8 为降低油气分压 采用较大的注水蒸汽量 一般在10m 左右 而重油催化裂化一般在6m 9 本工艺生产的汽油 其安定性及抗爆性能好 研究法辛烷值在94 9 马达法辛烷值在80 9 9 6甲醇制烯烃MTO MethanolToOlefins 工艺1 甲醇制烯烃工艺是采用专门的SMTO 1型催化剂 借助于成熟的催化裂化工艺方法 以工业甲醇为原料 制取乙烯 丙烯等低碳烯烃的技术 2 甲醇采用气相进料 3 甲醇转化反应与再生烧焦均为放热反应 均设置外取热器 4 烧焦再生采用贫氧再生 保持再生后催化剂定碳1 2wt 5 反应器采用热壁设计 6 设置氧化物汽提塔 回收未反应的甲醇及甲醇转化生成的有机氧化物 7 采用二甲醚塔和吸附床结合的方法脱除重组分中的二甲醚 8 目前国内典型的MTO工艺有S MTO 中石化 和DMTO 中科院大化所 10 其它汽油降烯烃工艺 1 MGD MaximizingGasplusDiesel 2 FDFCC FlexibleDual riserFluidizedCatalyticCracking 3 辅助反应器4 双提升管 11 能耗与剂耗 1 能耗组成 a 反应热及升温气化热b 功耗及能量转换c 低温热d 排放热e 热损失2 剂耗 a 自然跑损 烟囱 四旋 b 卸剂 12 其它技术 1 干气预提升技术2 高效脱气及汽提技术3 富氧再生4 烟