催化裂化的反应过程安全技术 (3).pdf

催化裂化的反应过程安全技术 裂化反应简介 裂化有时又称裂解，是指有机化合物在高温隔绝空气的条件下分子发生分 解的反应过程，裂化可分为热裂化、催化裂化、加氢裂化三种类型。石油产品的 裂化主要是以重质油为原料，在加热、加压或催化作用下，使所含相对分子质量 较高的烃类断裂成相对分子质量较小的烃类（也有相对分子质量较小的烃类缩合 成相对分子质量较大的烃类）。再经分馏而得到裂化气、汽油、煤油、和残油等 产品，相对分子质量较小的烃类主要是烷烃和烯烃，相对分子质量较大的烃类主 要是芳烃。 反应原理 裂化反应是C-C键断裂反应，反应速度较快。 一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。烃类分子可能在碳-碳键、 碳-氢键、无机原子与碳或氢原子之间的键处分裂。在工业裂化过程中，主要发 生的是前两类分裂。在中国，习惯上把从重质油生产汽油和柴油的过程称为裂化； 而把从轻质油生产小分子烯烃和芳香烃的过程称为裂解。 单纯的裂化反应是吸热反应，如果在裂化反应同时又发生大量的催化加氢反 应(如加氢裂化)，则为放热反应。单纯的裂化是不可逆反应。裂化反应的初次产 品还会发生二次裂化反应，另外少量原料也会在裂化的同时发生缩合反应。因此， 裂化反应属于平行顺序反应类型。 化学特性 工业上，烃类裂化过程是在加热，或同时有催化剂存在，或在临氢的条件下 进行，这就是石油炼制过程中常用的热裂化、催化裂化和加氢裂化。热裂化反应 按自由基链反应机理进行，催化裂化反应按碳正离子链反应机理进行。此两类反 应的产品其性质和产率各不相同。 烷烃化学反应方程式主要为：以（C H ）为例： 16 34 C H →C H +C H 16 34 8 18 8 16 C H →C H +C H 8 18 4 10 4 8 C H →CH +C H 4 10 4 3 6 C H C H C H 烷烃裂解的通式： n 2n2 m 2m p 2p2 反应需加热，裂化同干馏和钝化一样是化学变化。 催化裂化设备 催化裂化用于重质油生产轻质油的工艺，催化裂化主要由三个系统组成： 1、反应再生系统 反应再生系统是催化裂化装置中的重要组成部分，它是生产中的关键。反应过程 中生成的焦炭易沉积在催化剂的表面，从而使催化剂失去活性，沉到反应器底部 不断送入再生器，在再生器内鼓入空气烧掉焦炭，使催化剂恢复活性，在返回反 应器。 2、分馏系统 分馏系统的任务是把反应器送来的的产物进行冷却并分馏程各种产品。主要设备 有分馏塔，轻、重柴油汽提塔。 3、吸收稳定装置 吸收稳定装置的主要任务是进行富气分离和使 汽油、干气、液态烃的质量符合 要求，主要设备包括气体压缩机、吸收解吸塔、二级吸收塔、稳定塔、和汽油水 洗、碱洗等。 催化裂化反应类型 催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化 的核心工艺 ，是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺 一部分馏分油)、脱沥青油。 主要控制指标：金属含量和残碳值 反应条件： 460～530℃，2～4atm，催化剂。 产品分布及特点： 气体: 10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高 汽油: 产率在 30～60%之间，ON 高，RON （ 可达90左 辛烷值） 柴油: 产率在 0～40%， CN 较低，需调和或精制 油浆：产率在 0～10% 焦炭: 产率在 5%～10%，C:H=1:0.3～1 工艺流程图： 工艺过程分析： 1.新鲜原料 （以馏分油为例）经换热后与回炼油混合后经加热炉余预热，由 喷嘴喷入提升管反应器底部（油浆不进加热炉直接进提升管）与高温再生催化剂 相遇，立即汽化反应，油气与雾化蒸汽及提升蒸汽一起携带催化剂沿提升管出口， 经快速分离器进入沉降器，携带少量催化