催化裂化(分析的很全面).ppt

第九章 催化裂化 Catalytic Cracking 小 结 催化裂化原料和产品 各类烃的催化裂化反应 石油馏分的催化裂化反应 影响催化裂化反应的主要因素 催化裂化催化剂种类 催化裂化催化剂的使用性能 分子筛催化剂 催化裂化催化剂的失活与再生 催化裂化装置的三大系统 提升管催化裂化装置类型 催化裂化装置的主要设备 2．结焦失活 催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催化剂表面的活性中心，使催化剂的活性和选择性下降； 结焦失活的程度与催化裂化反应的生焦速率密切相关。 3．毒物引起的失活 裂化催化剂的毒物主要是某些金属(铁、镍、铜、钒等重金属及钠)和碱性氮化物； 重金属在裂化催化剂上的沉积会降低催化剂的活性和选择性。 镍起着脱氢催化剂的作用 钒会破坏分子筛的晶体并使催化剂的活性下降 二、裂化催化剂的再生 催化剂上沉积的焦炭是一种缩合产物，它的主要成分是碳和氢，其经验分子式可写成（CHn）m，n=0.5～1.0 通常离开反应器时的催化剂(待生剂)上含炭约1%，对分子筛催化剂一般要求再生剂上的碳含量降到0.1%甚至0.05%以下 通过再生只能恢复催化剂由于结焦而丧失的活性，但不能恢复由于结构变化及金属污染而引起的失活 催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力 1．再生反应和再生反应热 用空气烧去焦炭的过程称为催化剂再生； 再生反应是强放热反应，热效应相当大，足以提供本装置热平衡所需要的热量，还可以提供大量的剩余热； 2.影响烧焦速率的主要因素 ① 再生温度 硅铝催化剂再生温度一般不超过600℃，沸石分子筛再生温度在650~700℃，使用高温完全再生技术时，提高到720℃。 ② 氧分压—再生压力 氧分压为再生器操作压力与再生气中氧浓度的乘积。 提高氧分压的方法： a. 提高再生器压力就可以提高氧分压 b. 提高过剩氧浓度 提升管催化裂化的再生压力为0.24~0.38MPa ③ 催化剂含碳量 催化剂的含碳量越高，烧焦速度越快，但再生的目的就是降低再生催化剂的含碳量，所以操作上不可能用提高再生剂含碳量的方法来加快烧焦速度。 ④ 再生器催化剂藏量 再生器催化剂藏量 W 增加，则停留时间 t 增加，烧焦程度深，但要求再生器尺寸增大，限制了烧焦能力。 第五节 催化裂化工业装置 一、催化裂化工艺流程概述 1．反应—再生系统 三大系统： 反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统 高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程 300～380 ℃ 再生催化剂650～700 ℃ 二级旋风分离器 7～8m/s 470~510℃ 2~4s 待生催化剂 13～20m/s 汽提 说 明： 反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体； 再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能和热能； 在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催化剂； 保证催化剂在两器间按正常流向循环以及再生器有好的流化状态是催化裂化装置的技术关键。 2．分馏系统 过热油气 460～480 ℃ 为了取走分馏塔的过剩热量，设有塔顶循环回流、一个至两个中段回流以及塔底油浆循环 催化裂化分馏塔有以下几个特点： 进料是带有催化剂粉尘的过热油气，设脱过热段，利用循环油浆洗粉尘和脱过热； 全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足，四个循环回流分段取热； 塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。 进入分馏塔的油气含有相当大量的不凝气和惰性气体，它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果； 冷回流增加分馏塔顶至富气压缩机的入口的压力降。 3．吸收—稳定系统 主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔组成。 吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2） 、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油（ C4 ）。 吸收塔和解吸塔的操作压力为1.0～2.0MPa。 稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为1.0-1.5MPa 来自分馏塔顶 提高C4回收率的关键 吸收C3、C4和部分C2 回收汽油组分 C3、C4、 轻汽油组分 提高C3回收率的关键 提升管催化裂化的反应-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式、同高并列式、两段提升管催化裂化等； 至于分馏系统和吸收-稳定系统，在各催化裂化装置中一般并无很大差别； 二、提升管催化裂化装置的类型 高低并列式 同轴式 由原来的同高并列式床层裂化反应器改造成提升管反应器，催化剂由原来的硅铝催化剂改成沸石催化剂。 同高并列式 （1）反应器位置较高，两器压力不同，一般再生器比反应器 的压力高0.02～0.04MPa； （2）催化剂在两