第二章 化工原料及其初步加工2.ppt

1、第二章化工原料及其初加工，化工与技术部，徐，2.3.3原油二次加工，1。这一概念指的是重馏分和残油在化学结构上被破坏以生产轻质油产品如汽油、煤油、柴油和天然气的过程。第二，方法催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、热裂化)，2.3.3.1热裂化，概念：裂化将重质燃料油(bp350550)裂化成含较少碳原子的轻质油。高压热裂化(2-7兆帕，450-550)的分类：低压热裂化(0.1-0.5兆帕，550-770)。代之以催化裂化，2.3.3.2催化裂化，其中重馏分在催化裂化装置中用作原料，在催化剂的作用下被加热和裂化以生产汽油、柴油、液化气和干气。主要目的：增加汽油产量。催化裂化汽油约占中国汽油的70

2、%，美国也占三分之一。特点：(1)催化裂化有催化剂，反应选择性好，轻油收率高，汽油稳定性好，辛烷值高。(2)催化裂化过程中催化剂表面仍存在结焦，因此催化剂使用一段时间后必须再生。(3)再生反应是放热的，而裂解反应是吸热的，因此反应装置必须处理这一矛盾。催化裂化产品：从裂化气生产低碳烯烃的裂化原料。汽油车用裂解汽油(含有大量芳烃)是萃取回收芳烃的原料，柴油本身的质量也有所提高。固定床反应器：移动床流化床，催化剂：无定形硅酸铝、Y型分子筛、ZSM-5沸石、稀土改性Y(或X型)分子筛，移动床，工艺流化床催化裂化反应器，催化裂化装置，催化裂化装置以重馏分为原料，在催化剂作用下加热裂化，生产汽油、柴油、

3、液化气和干气。工艺流程，流程采用流化床催化裂化反应器，催化剂平均粒径为6080m。催化剂在反应器中流化，油品加热至反应温度，在催化剂的作用下发生裂解反应。在反应中，少量粒径较小的催化剂与裂解产物一起在旋风分离器中分离，气体上升，催化剂下降到流化床中继续参与催化反应。第四类催化裂化装置，工艺描述，充满焦炭并由于其大而重的颗粒而失去活性的催化剂在流化床的下层下沉并通过输送管被送到再生器。当空气被引入燃烧时，催化剂颗粒变得更小，活性被恢复并被加热到一定的温度，然后它被返回到反应器中重复使用。因此，再生器不仅恢复了催化剂的活性，而且提供了裂解反应所需的温度和大部分热量。在催化裂化中，烷烃的分子链在中间

4、而不是在末端断裂。产品以C3、C4和中等分子为主，C1和C2的产量明显下降。随着异构烷烃、环烷烃和芳烃含量的增加，裂化汽油的辛烷值提高。汽油中易聚合的二烯烃大大减少，汽油的稳定性更好。催化裂化是吸热反应。催化裂化的产物包括气体和液体。催化裂化气体的产率占原料总质量的10%，是一种具有巨大经济价值的化工原料气源。裂化汽油约占裂化原料总质量的40P%，辛烷值7090，2.3.3.3催化加氢裂化，最早出现于20世纪30年代，当时德国和英国使用二硫化钨-酸性白土作为加氢裂化催化剂处理煤焦油。20世纪五六十年代，美国采用活性较高的催化剂，逐步推广加氢裂化的应用，并建成了固定床加氢裂化和流化床加氢裂化装置

5、。前者已广泛应用于工业生产，并出现了许多专利技术。后者设备昂贵，几乎没有工业设备。加氢裂化是减轻重油重量的有效途径，也是生产清洁燃料的重要手段。它已成为现代炼油和石化工业中最重要的重油深加工技术之一。加氢裂化技术具有原料适应性强、产品方案灵活、液体产品收率高、质量好的特点。然而，由于加氢裂化是在高压下操作的，它需要更多的合金钢，消耗更多的氢并且具有更高的投资，但是它没有被广泛用作催化裂化。1966年，中国开发了年产30万吨的加氢裂化装置，并在大庆炼油厂投入生产。自20世纪80年代以来，由于市场对中间馏分燃料的大量需求以及为化学工业提供原料，加氢裂化得到了进一步发展。除了从国外引进几个大型装置外

6、，还用自己的技术建造了高压和中压加氢裂化装置。目前，中国有22个加氢裂化装置，总加工能力超过1300万吨/年。催化加氢裂化是指重油在催化剂的存在下，在高氢压下，经过加热进行各种加氢和裂化反应，然后转化为航空煤油、柴油、汽油(或重整原料)和天然气的加工过程。原料油：重柴油或真空柴油或真空渣油氢气。按操作压力分类：高压法：P10兆帕，T 370-450中压法：P 510兆帕，T 370380。催化加氢裂化的特点是，加氢裂化是催化裂化技术的改进。这一规律的特点是：(1)生产灵活性大；(2)产品收率高，质量好；(3)无积炭，无需再生催化剂，可使用固定床反应器；(4)整个过程是放热的，反应器需要冷却；(

7、5)加氢裂化得到的汽油辛烷值较低，需要通过重整来提高。由于需要较高的压力和消耗大量的氢气，操作成本高于催化裂化。在工业上，加氢裂化只是催化裂化的补充，但不能代替催化裂化。固定床(成熟工艺，广泛使用)、反应器流化床(工艺复杂，自动化控制要求高)、悬浮床(正在开发研究，未使用)、催化剂：具有加氢活性和裂解活性双重功能。采用一段加氢裂化工艺和高压一段加氢裂化工艺的加氢裂化装置生产喷气燃料、低倾点柴油和裂解尾油作为乙烯裂解原料或高粘度指数、低倾点润滑油。一段串联全循环加氢裂化流程图，有两种类型，一种是“中间馏分”加氢裂化；一种是“石脑油”加氢裂化。前者的主要产品是喷气燃料和轻柴油。后者的主要产品是重石

8、脑油。其特征在于单程转化率一般控制在60%左右，所有裂化尾油返回裂化反应器，中间馏分型尾油350份，石脑油型尾油177份。加氢裂化反应和机理加氢裂化过程中的烃类裂化反应是在催化剂的酸中心进行的，都遵循碳正离子反应机理。以烷烃在双功能催化剂上的裂解反应为例，简述了反应过程：加氢裂化是一个复杂的化学反应过程，包括加氢、裂解、异构化和氢解。由于各种烃的开环、脱烷基和氢化饱和，重质烃转化为轻质烃。同时，含硫、氧和氮的烃衍生物也被裂解和氢化以产生硫化氢、水和氨用于去除。影响石油馏分加氢过程的主要因素，如反应压力、反应温度、原料性质和催化剂性能等。反应压力。反应压力的影响由氢分压反映，氢分压由操作压力、氢

9、油比、循环氢纯度和原料气化率决定。含硫化合物加氢脱硫和烯烃加氢饱和的反应速度较快，压力不高时转化率较高；然而，含氮化合物的加氢脱氮速率较低，因此有必要进行研究在一般反应压力范围内，加氢裂化反应温度一般为260450。当然，具体的加氢反应温度应根据原料性质、产品要求和催化剂性能合理确定。空速。空速反映了设备的处理能力。工业上希望采用更高的空速，但是空速将受到反应温度的限制。根据催化剂活性、原料油性质和反应深度的不同，空速波动范围很大(0.510h-1)。重油和二次加工油一般采用较低的空速。氢油比。与氢分压相比，氢油分压有利于加氢反应，能抑制积碳的缩合反应，但会增加能耗和运行成本。另外，加氢过程是

10、一个放热反应，大量的循环氢可以提高反应体系的热容量，减小反应温度变化的范围。加氢裂化工艺概述，固定床一段加氢裂化工艺，固定床两段加氢裂化工艺，固定床串联加氢裂化工艺，流化床加氢裂化工艺，悬浮床加氢裂化工艺和固定床一段加氢裂化工艺。该工艺只有一个(或一组)反应器，原料油的加氢精制和加氢裂化在同一个(或一组)反应器中进行。该工艺最适合最大限度地生产中间馏分油。单级加氢裂化工艺具有以下特点：工艺简单，投资相对较小，易于操作；中间馏分选择性好，产品分布稳定，初始和最终变化小；床中的反应温度越高，最终气体产率越高。原料适应性差，不适合加工干点和含氮量高的原料；该装置的运行周期相对较短。固定床两段加氢裂化

11、工艺在两段加氢裂化工艺中设有两个(组)反应器，第一段的任务是饱和烯烃、除去非烃杂质和部分裂化。第二阶段主要是裂化未转化的油。适用于处理高硫高氮的真空蜡油、催化裂化循环油、焦化蜡油或这些油的混合油，即适用于处理难以或不能通过单级加氢裂化处理的原料。与单级工艺相比，两级工艺具有以下特点：气体收率低、干气少、目标产品收率高、总液体收率高。产品质量好，特别是产品中芳烃含量很低。氢气消耗量低。产品方案是灵活的。原料适应性强，能加工较重和劣质的原料。在固定床串联加氢裂化工艺中，两个(组)反应器和第一个反应器(一个反应器)布置在单级串联工艺中，第二个反应器(第二个反应器)填充有沸石分子筛裂化催化剂，两个反应

12、器的反应温度和空速可以不同。由于氨对加氢裂化催化剂活性的影响是可逆的，而有机氮化合物会使催化剂逐渐失去活性(见催化剂中毒)，因此，当原料油含氮量低时，只能使用加氢裂化催化剂；当原料油含氮量高时，加氢裂化前必须进行加氢精制，将原料中的有机氮转化为氨，避免加氢裂化催化剂中毒。与单级工艺相比，单级串联工艺具有以下优点：产品方案灵活，只需改变操作方式和工艺条件或更换催化剂，就可以根据市场需求在相当大的范围内调整产品结构；原料适应性强，可加工较重的原料，包括高倩点的重VGO和溶剂脱沥青油；它可以在相对较低的温度下操作，从而有效地抑制热裂化，并且可以大大降低干气产率。、一系列全循环加氢裂化反应系统流程图R101处理反应器；R102A和b裂化反应器；F101和F102循环氢加热炉；C101循环氢压缩机；El01和E103反应物循环氢热交换器；El02和E104反应物原料油换热器；E105反应物分馏进料换热器；A101高压空气冷却器；D102高压分离器；D103低压分离器是一种流化床加氢裂化工艺，通过流体流速驱动一定粒径的催化剂移动，形成气、液、