催化裂化基础知识介绍煤制氢课件

中国石化茂名分公司炼油分部联合五车间周石磊2#催化裂化装置介绍1MPCC一、2#催化裂化装置简介二、催化裂化原料的来源三、催化裂化的产物四、催化裂化吸收稳定系统五、催化裂化脱硫系统六、催化裂化能量回收系统七、MIP工艺简介目录2MPCC

2#催化裂化装置1989年12月建成投产，是一套重油催化裂化装置，设计处理能力80万吨/年，按大庆常压渣油设计。装置原为两器并列式内提升管反应器，2000年扩能改造为100万吨/年，并采用由石科院研究开发的MGD工艺。2007年7月反应系统采用石科院的MIP工艺技术进行改造，将原来的内提升管反应器改造为外提升管反应器，加工能力仍为100万吨/年。2010年10月参考外单位的一些成功经验，进行了一系列的节能改造，其中有低温热-高压除氧器联合技术、解析塔增设中部重沸器、气压机复水器循环水二次利用等。2#催化裂化装置简介3MPCC2#催化裂化装置简介4MPCC2#催化裂化装置简介5MPCC

工艺上，反应器采用了MIP工艺，再生器带前置烧焦罐，外取热器为大肋片管束的取热器。余热锅炉产生中压蒸汽供中压透平使用，烟气经烟机做功后进入锅炉回收余热。装置主要有反应再生、分馏、吸收稳定、脱硫、能量回收、机组等六个系统构成。

2#催化裂化装置简介6MPCC2#催化裂化装置简介能量回收系统：设置烟气轮机回收烟气的压力能；设置外取热器与余热锅炉一起产生中压蒸汽，供背压汽轮机做功；采用高压除氧器对回收分馏系统低温热的无盐水进行除氧。机组系统：四机组（烟机、主风机、中压透平、电动/发电机）、气压机、备用主风机。9MPCC2#催化裂化装置--机组系统机组设备是催化裂化装置的心脏，按照功能不同又分为主风机组和气压机组。主风机组我们就是我们俗称的四机组，它是由电动/发电机、变速齿轮箱、中压透平、轴流风机、烟气轮机组成。其中电动/发电机是上海电机厂生产；中压透平和轴流风机是西德GHH公司生产；烟机是成发集团科能公司生产。10MPCC2#催化裂化装置--机组系统备用风机由前苏联进口，电机是国内南阳电机厂生产。气压机组中的压缩机由沈阳鼓风机厂生产，低压透平由杭州汽轮机厂生产。11MPCC2#催化裂化装置---四机组12MPCC2#催化裂化装置---富气压缩机13MPCC二、催化裂化原料的来源二催化装置原料油主要为直馏蜡油、加氢蜡油、减压渣油、常压渣油，还有焦化蜡油、改质汽油，掺炼部分含酸油（酸值≯1.5mgKOH/g，含硫≯1.5%）。14MPCC二、催化裂化原料的来源催化裂化原料的来源有：1．直馏减压馏分油。减压塔侧线350~550℃馏出油（VGO）是最常用的原料。石蜡基原油的VGO较好，环烷基原油VGO较差。含硫原油的VGO通常先经过加氢脱硫或缓和加氢裂化得到低硫且裂化性能好的VGO作为裂化原料。2．延迟焦化馏出油。焦化分馏塔侧线的320~500℃馏出油（CGO）也以催化裂化为主要加工途径。这种原料氮含量和芳烃含量高，不属于理想的原料，通常其掺炼比例为5%~15%。有条件时宜经过加氢处理，这样不仅掺炼比例可以提高，而且产品收率和质量能得到改善。3．常压渣油。硫、重金属含量和残炭低的蒸馏装置常压塔底渣油（AR），可直接作为原料，如大庆原油、中原原油和东南亚地区一些原油的常压渣油。反之，则需用经过加氢脱硫得到的ARDS重油为原料，如中东地区多种原油。15MPCC

4．减压渣油。除某些原油外，常减压蒸馏装置减压塔底渣油（VR）一般不单独作为原料，而是与馏分油掺合在一起或者经过加氢脱硫（VRDS）方能作为进料。后者适用于含硫原油如孤岛油或中东地区的多种原油。

5．脱沥青油。为满足原油深度加工的要求并避免直接加工AR或VR带来的不利因素，采用丙烷或丁烷的溶剂脱沥青工艺，从减压渣油中提取60%以上的脱沥青油（DAO）作用原料，已成为炼油厂加工流程的一个组成部分。DAO的重金属含量和沥青质含量远低于VR，改善了原料质量。含硫原油的DAO最好经过加氢脱硫（可与VGO合并处理）。我国还成功开发了溶剂脱沥青-催化裂化组合工艺。将催化裂化油浆也作为脱沥青原料，可回收其中的饱和烃，获得较高的产品收率。

6．其他。我国开发成功的芳烃抽提-催化裂化组合工艺，把催化裂化装置产生的重循环油经过双溶剂抽提除去重芳烃后返回做回炼油，可明显提高轻质油产率和装置处理。必要时回炼污油、改质汽油、不合格汽油。二、催化裂化原料的来源16MPCC三、催化裂化的产物催化裂化原料（重质馏分油）

0.18～0.2MPa,480-530℃

有催化剂存在下

产品(气体、液化气、汽油、柴油、焦炭)流化催化裂化：FluidCatalyticCracking(FCC)17MPCC催化裂化产物干气C1~C3C3≯3.5%液化气C2~C5C2≯2%C5≯2%

汽油C5~C11干点≯203℃柴油C10~C2095%馏出温度351~363℃油浆焦炭

三、催化裂化的产物18MPCC气体（干气、液化气）1催化裂化气体原先只是生产汽油过程中的副产物，其中的C3、C4馏分（液态烃）占绝大部分，主要作家用液化气和烷基化的原料。近几年开发的DCC、MGG、MIO等过程，将气体也作为目的产物之一，其产率明显较高，气体中的丙烯和异丁烯、异戊烯是合成高分子聚合物和高辛烷值组分的原料。三、催化裂化的产物19MPCC汽油馏分2三、催化裂化的产物催化裂化汽油产率一般约为40~60%，含有较多的烯烃、异构烷烃和芳烃，所以辛烷值较高，一般为90左右（MON）。目前，二催化装置汽油辛烷值在90~92（MON）之间。20MPCC柴油馏分3三、催化裂化的产物催化裂化柴油馏分只是柴油的质量最差的组分，在最大轻质油产率的条件下，柴油的产率只有20~30%，当按多产柴油方案生产时，可提高至35%左右。柴油其中含有40~50%的芳烃，十六烷值较直馏柴油低得多，通常只有35左右而且硫含量偏高，需要进行加氢精制再与直馏柴油等调和后才能作为柴油发动机燃料使用。21MPCC油浆馏分3三、催化裂化的产物催化裂化油浆馏分中含有少量的催化剂细粉，一般不作为产品，可油浆回炼。也可生产部分澄清油（闪蒸柴油）。催化油浆含有较多的重芳烃和胶质，其粘度低，经脱除固体颗粒物后，适合作燃料油或船用燃料油调和组分。焦炭4焦炭是催化裂化的产物，沉积在催化剂上，但不能作为产品。22MPCC四、催化裂化吸收稳定系统1、吸收吸收是一种气体分离方法，利用气体混合物的各组分在某溶剂中的溶解度的不同，通过使气液两相充分接触，易溶气体进入溶剂中。吸收有物理吸收和化学吸收两种。2、解吸解吸也称脱吸，指吸收质由溶剂中分离出来，转移入气相的过程。解吸与吸收是一个相反的过程。基本概念23MPCC四、催化裂化吸收稳定系统3、蒸馏蒸馏是把完全互溶而沸点不同的液体混合物分离开的一种物理过程。或者说，利用汽液相中各组分相对挥发度的不同进行分离，分离的精度较低。4、精馏蒸馏与精馏都能分离混合物，精馏是经过多次汽化和多次冷凝，使混合物得到较高纯度的分离。基本概念24MPCC四、催化裂化吸收稳定系统催化裂化吸收解吸均属于物理过程。催化裂化吸收过程是在吸收塔中用粗汽油及稳定汽油（补充吸收剂）作为吸收剂，吸收富气中的气态烃的过程。低温高压对于吸收过程有利。在实际操作过程中降低吸收剂的温度、提高吸收塔压力及适当调整液气比都可提高吸收效果。25MPCC四、催化裂化吸收稳定系统催化裂化解吸过程是在解吸塔中将凝缩油及吸收过度的饱和汽油中C2解吸出来。由于相平衡关系势必有一定量的C3、C4也被同时解吸出来，因此，解吸气被送到气液分离罐，再进入吸收塔回收。高温低压对于解吸过程有利。在实际操作过程中，主要是提高解吸塔底温度、改变进料温度或适当降低解吸塔压力，改善解吸效果。26MPCC四、催化裂化吸收稳定系统稳定塔是典型的油品精馏塔，是在一定压力下多组分的精馏过程，可分离液化石油气和稳定汽油。吸收稳定系统的任务是把压缩富气分离成干气、液化石油气，并回收压缩富气中的汽油组分，将粗汽油进一步处理成蒸汽压、腐蚀合格的稳定汽油。27MPCC四、催化裂化吸收稳定系统从容-201顶出来的富气经气体压缩机（机-301/1.2）压缩至1.6MPa(绝)，压缩后的气体经空冷器（冷-301/1.2）、水冷器（冷-302/1.2）冷凝冷却到40℃，进入油气分离器（容-301），分离出压缩富气和凝缩油。为了防止设备腐蚀，在冷-301/1.2前和冷-302/1.2后注入凝结水洗涤，洗涤水从容-301底排至含硫污水罐（容-211），用泵-214/1.2加压后送至污水汽提装置进行处理。具体流程介绍28MPCC四、催化裂化吸收稳定系统吸收塔（塔-301）位于脱吸塔（塔-302）上部，操作压力为1.2MPa(表)，平均温度为42℃。从容-301来的压缩富气进入吸收塔下部，从分馏来的粗汽油以及从泵-304/1.2来的补充吸收剂分别打入吸收塔的第19层和第26层，与气体进行逆流接触。为取出吸收过程放出的热量，吸收塔设有两个中段回流，分别从第9层和第17层抽出，用泵-302/1.2和泵-303加压后与水冷器（冷-303、冷304）冷却，然后分别返回到塔的第8层和第16层上方。从塔302顶出来的脱吸气与气压机出口的压缩富气混合进入空冷器（冷-301/1.2）进行冷凝冷却后与从吸收塔底的饱和吸收油一同进水冷器（冷-302/1.2）冷凝冷却，再进入容-301进行气-液分离，容-301相平衡后的不凝气和凝缩油分别去吸收塔和脱吸塔。具体流程介绍29MPCC四、催化裂化吸收稳定系统从吸收塔顶出来的贫气进入再吸收塔（塔-303），与作为再吸收剂的轻柴油逆流接触，以吸收贫气中携带的汽油组分。从再吸收塔顶出来的干气送往塔402进行脱硫，塔底富吸收油与轻柴油换热（换-205/1.2）到123℃返回到分馏塔的第20层或18层塔盘。自容-301出来的凝缩油经泵-301/1.2加压后与稳定汽油换热（换-301）到70-80℃，进入塔-302上部，塔底部温度控110-125℃，塔底重沸器由分馏塔一中段回流提供热量。具体流程介绍30MPCC四、催化裂化吸收稳定系统塔-302底的脱乙烷汽油与稳定汽油换热（换303/1.2）至140-150℃进入稳定塔(塔-304)，塔-304的操作压力为1.1MPa（表），塔顶温度为60℃左右，塔底温度约160℃，塔底重沸器由分馏二中回流提供热源，C4及C4以下轻组分从塔顶馏出，经水冷器（冷-305/1-8）冷凝冷却到40℃，进入回流罐（容-302），液化气从容-302底部抽出，用泵-305/1.2加压后,一部分作为稳定塔顶内回流；另一部分作为产品送往塔401进行脱硫，塔底的稳定汽油分别与脱乙烷汽油、凝缩油换热后，再经水冷器（冷-306/1.2）冷却到40℃，一部分作为补充吸收剂用泵-304/1.2打入塔-301第26层；另一部分作为产品送出装置。具体流程介绍31MPCC五、催化裂化脱硫系统自稳定系统来的液化气，进入液化气脱硫塔（塔-401）下部，塔内为不锈钢规整填料。系统送来的脱硫剂（贫液）先进入容402，然后用泵402抽出，从塔-401顶部进入，与液化气逆向流动进行液-液抽提，脱硫后的液化气从塔顶流出，经容-403沉降罐分离出来夹带的溶剂后，作为产品送出装置，塔底溶剂（富液）进容409闪蒸后，用泵403送去联合三集中再生。自再吸收塔塔顶出来的干气，先经容-404分去凝液，然后进入干气脱硫塔（塔-402）下部，塔内设有20层浮阀塔盘，系统送来的脱硫剂（贫液）先进入容402，然后用泵402抽出，从塔402顶部进入，与干气逆流接触，脱硫后的干气从塔顶流出至容-405分液，净化干气从容-405顶出来再经容406分液后，送去干气提浓乙烯装置作为原料气；塔底溶剂（富液）进容409闪蒸后，用泵403送去联合三集中再生。具体流程介绍32MPCC六、催化裂化能量回收系统能量回收部分的主要任务是回收催化裂化装置的再生过剩热、烟气的显热以及装置的其它余热。来自再生器顶压力为0.21MPa（表）、温度为650-700℃夹带有催化剂的烟气，先进入多管式三级旋分器（塔-104），再经过四级旋风分离器，分离出大于10u以上的大部分催化剂，使分离后的烟气中催化剂含量降到0.2克/标准立方米以下，大于10微米的催化剂颗料基本被除去，以保证烟气轮机的叶片长周期运转。净化了的烟气从三级旋风分离器顶出来，经高温平板闸阀和调节蝶阀，轴向进入烟气轮机膨胀作功以回收烟气的压力能和部分显热，来驱动四机组，烟气压力由0.18MPa降至0.005MPa，温度下降160℃左右。烟气经烟气轮机膨胀作功后，竖向排出，经水封罐（容-117）后与从双动滑阀旁路来的烟气和从临界喷嘴来的烟气一起进入余热锅炉以回收烟气的显热，产生3.5MPa、420℃左右的蒸汽。烟气经余热锅炉后温度降至180℃左右，最后排入烟囱。33MPCC六、催化裂化能量回收系统由于装置原料的残炭值和重金属含量都比较高，因此裂化过程产生的焦炭燃烧放出的热量除供给反应需要的热量外，尚有剩余的热量，为此设置外取热器将再生系统剩余的热量取出，由再生器二密床来的高温催化剂，通过外取热器上滑阀进入外取热器，催化剂从取热列管外壁自上而下流动，取热管浸没于流化床内，管内走水，取热器底部通入流化风，以维持床层的良好流化和传热，使床层催化剂对直立浸没管的传热良好，经过换热后的催化剂温降为100-150℃左右，再通过外取热器下滑阀返回到再生器的烧焦罐底部。装置外送来的无盐水经容-511高压热力除氧后，由泵503抽出，经余热锅炉省煤段加热后进入容501，由泵501抽出分三路，一路进入外取热器，一路进入换209/1、2与油浆换热，第三进入炉501过热器蒸发段，水汽都返回到容-501进行汽-液分离。容501顶部蒸汽分两路，一路进入余热锅炉过热段过热，另一路进入烧焦罐过热，水则在锅炉系统用泵501强制水循环。34MPCC六、催化裂化能量回收系统再生器压力设计由三旋出口烟气管道上的双动滑阀和烟机入口蝶阀分程控制。当再生器压力等于给定值时，由烟机入口蝶阀控制。当烟机入口蝶阀开至给定值后，由双动滑阀控制。为减少烟气放空特别是不开烟机时烟气对双动滑阀的摩擦和噪声，在双动滑阀后设有5块蝶形降压孔板。装置外取热器和油浆换热器（换-209/1、2）产生的饱和蒸汽分两路，一路进入再生器烧焦罐内取热器过热至450℃，一路经余热锅炉过热段过热至420℃左右，两路蒸汽在中压汽并网阀前汇合送至中压蒸汽总管，进入蒸汽轮机作功，汽轮机背压排出的蒸汽并入装置1.0MPa蒸汽的管网，正常操作时，烟气轮机回收的功率和汽轮机回收的功率合计超过主风机所需的功率，剩余的能量通过发电机以电能的形式送往110KV变电站。35MPCC七、MIP工艺技术简介多产异构烷烃的催化裂化工艺（MIP–MaximizingIso-Paraffins）是中国石化北京石油化工科学研究院开发的一项催化裂化新工艺。该工艺技术设置两个反应区，采用串联式提升管反应器和适宜的工艺条件，在不同的反应区实现裂化、氢转移、异构化及芳构化反应以达到降低汽油烯烃含量的目的。在降低催化汽油烯烃含量的同