催化裂化技术.ppt

催化裂化技术;第一章 概述 一、催化裂化技术 二、催化裂化技术发展状况 三、催化裂化反应类型 四、催化裂化的方法 五、催化裂化的目的及意义 第二章 工艺叙述 一、反应-再生系统 二、分馏系统 三、吸收—稳定系统 四、余热锅炉系统 五、反应系统主要设备;第一章 概述; 二、催化裂化技术发展状况 　　　催化裂化技术由法国E.J.胡德利研究成功，于1936年由美国索康尼真空油公司和太阳石油公司合作实现工业化，当时采用固定床反应器，反应和催化剂再生交替进行。由于高压缩比的汽油发动机需要较高辛烷值汽油，催化裂化向移动床（反应和催化剂再生在移动床反应器中进行）和流化床（反应和催化剂再生在流化床反应器中进行）两个方向发展。60年代，出现分子筛催化剂，因其活性高，裂化反应改在一个管式反应器（提升管反应器）中进行，称为提升管催化裂化。 　　　中国1958年在兰州建成移动床催化裂化装置，1965年在抚顺建成流化床催化裂化装置，1974年在玉门建成提升管催化裂化装置。1984年，中国催化裂化装置共39套，占原油加工能力23%。; 三、催化裂化反应类型 　　 石油馏分是由烷烃、环烷烃、芳烃所组成。在催化剂上，各种单体烃进行着不同的反应，有分解反应、异构化反应、氢转移反应、芳烃化反应等，其中，以分解分解反应为主，催化裂化这一名称就是因此而得。各种反应同时进行，相互影响。 1.烷烃 烷烃主要发生裂化反应，大分子烷烃裂化成小分子烷烃和烯烃。 nC16H34--→nC8H16 + nC8H18; 2.烯烃 烯烃的裂化反应是大分子烯烃裂化成两个小分子烯烃。烯烃的裂化反应速度比烷烃快得多，大分子烯烃的裂化速度比小分子快，异构烯烃的裂化速度比正构烯烃快。 nC16H32--→2nC8H16 ; 3.环烷烃 环烷烃发生裂化反应时既可以断裂侧链，又可以开环裂化生成烯烃，烯烃再继续进行化学反应。 4.芳香烃 烷基芳烃可以脱烷基裂化成芳烃和烯烃，其烷基侧链也可以断裂裂化成带烯烃侧链的芳烃和烷烃。 ;四、催化裂化的方法 1、固定床： 　　反应和再生过程是在同一设备中交替进行，属于???歇式操作。为了使整个装置能连续生产，就要用几个反应器轮流的进行反应和再生。因此这种装置的设备结构复杂，生产能力小，钢材耗量大，操作麻烦，工业上早已被淘汰。 2、移动床： 　　移动床催化裂化，使用直径约3mm的小球催化剂，起初是用机械提升的方法在两器间运送催化剂，后来改为空气提升，生产能力较固定床大为提高，产品质量也得到改善。由于催化剂在反应器和再生器内靠重力向下移动，速度缓慢，所以对设备磨损较小，不过移动床的设备结构仍比较复杂，钢材耗量比较大。; 3、流化床 　　　在石油催化裂化的反应中，催化剂与原料油接触越充分越有利于反应的进行。因此在催化裂化工艺中使用了状催化剂，直径为20~100微米。为了充分发挥催化剂在反应中的作用和保证再生完全，现代催化裂化生产装置设计使催化剂在反应和再生两个设备中呈“流化状态”。同时，催化剂靠加热的原料油气或其他气体携带，循环于两器间。 ;　　a、流化床定义 　　　 将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化，即流化床。 　　b、流化床主要特性 　　　 充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为L的两截面的压差△p=ρgL ；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。 　　　上述性质使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。 　 c、流化床可分为散式流态化与聚式流态化： 　　　在床层内的流体和颗粒两相运动中，由于流速、流体与颗粒的密度差、颗粒粒径及床层尺寸的不同，可呈现出不同的流化状态，但主要分为散式流化态与聚式流化态两类。;①.散式流化态: 　　颗粒均匀地分布在整个流化床内且随着流速的增加床层均匀膨胀，床内孔隙率均匀增加，床层上界面平稳，压降稳定、波动很小。因此，散式流化态是较理想的流化状态。一般流-固两相密度差较小的体系呈现散式流态化特征，如液-固流化床。 ②.聚式流化态: 　　颗粒在床层的分布不均匀，床层呈现两相结构：一相是颗粒浓度与空隙率分布较为均匀且接近初始流态化状态的连续相，称为乳化相；另一相则是以气泡形式夹带少量颗粒穿过床层向上运动的不连续的气泡相，因此又称为鼓泡流态化。 　　;4、提升管反