催化裂化过程变量讲义.ppt

目 录 第一节 独立变量 1.1 反应温度 概念和定义 对反应过程的影响 计算方法 应用分析 概念 估算相对变化量： k2/k1=exp{[(T2-T1)/T1T2]E/R} k1、 k2—分别为T1 、 T2下的反应速度常数 T1 、 T2 —反应温度，оK 反应温度每增加10оC，反应速度常数提高10-20%。 对反应过程的影响 为研究反应温度对催化裂化过程的影响，Grace公司选用工业平衡催化剂（MA=72），以美国中州馏分油为原料，做了提升管中试试验，主要结果分析如下： 提高反应温度，达到同等转化率需要的剂油比降低； 同一剂油比下，提高反应温度，转化率增加。 提高反应温度，达到同等转化率下的焦炭产率下降。 Voorhies在1945年就指出，焦炭产率主要是催化剂停留时间的函数，在高温下达到等转化率，需要较短的接触时间，焦炭产率就低。 C3产率显著增加，其中主要是C3 =大量增加的结果。 C4产率稍有增加，其中C4=显著增加，而C40却降低了。 在高反应温度下烯烃产率高，是由于在等转化率下，高温反应所需时间短，裂化反应速度的提高超过了氢转移速度的提高，表现为抑制氢转移反应。 同一转化率下，提高反应温度，汽油产率降低。 产品产率和产品质量： (1) 焦炭产率下降，H2产率几乎无变化，C1+C2产率显著增加，这可能是热裂化倾向增大的结果，因为热裂化中的自由基传递决定了裂化气中C1+C2产率高。 (2) C3产率显著增加，其中主要是C3=大量增加的结果。C4产率稍有增加，其中C4=显著增加，而C4O却降低了。 (3) 汽油产率增加不多，当超过某一温度时，汽油产率显著下降，裂化气产率大大增加。 (4) 轻柴油和重循环油的收率、密度、苯胺点几乎无变化。 (5) 重循环油的密度在等转化率(含柴油)下随反应温度升高而增加；在相同反应温度下，随着转化率(含柴油)升高而增高。 实际生产过程反应温度的作用分析 1、对反应再生热平衡的影响： 对于给定的催化剂和原料油，调整操作变量，可以在一定范围内改变焦炭产率，改变FCC热平衡。反应温度是重要参数。 当再生温度处于极限状态时，虽然催化焦只是总焦的一部分，升高反应温度往往能降低一点焦炭产率。 当催化裂化装置掺炼渣油时，如果热量过剩，采用高的反应温度，有利于催化裂化装置维持热平衡；即使热量不过剩，采用高反应温度，也可以提高掺炼比。 提高反应温度，反应油气带走的热量增加，只要维持转化率不变，催化焦降低，其结果是催化裂化装置所能处理的原料油的残炭值可增加。当然，为了维持转化率不变，油气停留时间或催化剂活性必须降低。 实际生产过程反应温度的作用分析 3、对产品质量的影响： 高反应温度可大大提高液化气中烯烃(C3= 、C4=）产率。 在缓和的裂解条件下(低反应温度、大回炼比)，柴油的十六烷值更高，汽油的诱导期更长。 提高反应温度可提高汽油的辛烷值，但随着反应温度的提高，转化率提高。汽油产率随转化率的变化是先升后降，存在一个最大值。因此，为提高汽油辛烷值而提高反应温度的幅度要适当。若反应温度提得过高，则有可能使汽油产率降得过多而使经济效益受损。若能利用辛烷值桶的概念，以控制最大辛烷值桶数值为控制方案进行操作，则能获得较高的经济效益。如果有叠合、双聚、烷基化和醚化等装置，则可利用这些装置进一步加工催化裂化气体中的C3，C4组分，使其转化成高辛烷值且品质优良的汽油组分，从而进一步提高了汽油的辛烷值和收率。 2、对产品分布的影响： 提高反应温度，H2产率几乎无变化，C1+C2产率显著增加，这可能是热裂化倾向增大的结果，因为热裂化中的自由基传递决定了裂化气中C1+C2产率高。 C3产率显著增加，其中主要是C3=大量增加的结果。C4产率稍有增加，其中C4=显著增加，而C4O却降低了。 汽油产率增加不多，当超过某一温度时，汽油产率显著下降，裂化气产率大大增加。 低反应温度、大回炼比和应用低活性催化剂，可显著提高轻柴油收率和轻质油收率。 反应温度对产品分布的影响 反应温度对汽油中烯烃含量的影响 反应温度对汽油辛烷值的影响 不同反应器的温度分布与控制 1、常规提升管反应器 2、多产丙烯催化裂化提升管反应器 3、MIP以及快速床反应器 常规提升管反应器 不同温度，不同的意义 再生催化剂温度-在很大程度上决定剂油比 虚拟混合温度-起始反应条件 进料喷嘴上部温度-进料喷嘴雾化效果 提升管中部温度-有效反应的条件 提升管上部温度-终止剂影响 提升管出口温度-控制点 沉降器温度-带出反应器的热量 汽提段温度-汽提效果 总温降-总反应热高低，转化率等