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催化裂化

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催化裂化

更新时间:2020-04-24 08:06:12

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催化裂化工艺产生于20世纪40年代,是炼油厂提高原油加工深度的一种重油轻质化的工艺。???催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展,有了微球催化剂,才出现了流化床催化裂化装置;分子筛催化剂的出现,才发展了提升管催化裂化,选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经?济效益具有重大影响。催化裂化装置通常由三大部分组成,即反应——再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应——再生系统是全装置的核心大分子烃类在热作用下发生裂化和缩合。采用合成硅酸铝催化剂:一种是无定形硅酸铝型,另一种是沸石型。通常固定床催化裂化用的是低活性的。是石油二次加工的主要方法之一。在高温和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。主要反应有分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合、生焦等。与热裂化相比,其轻质油产率高,汽油辛烷值高,柴油安定性较好,并副产富含烯烃的液化气。近几年来分子筛裂化催化剂采用硅溶胶或铝溶胶等粘结剂,把分子筛、高岭土粘结在一起,制成高密度、高强度的新一代半合成分子筛催化剂,所用分子筛除稀土-y型分子筛外,还有超稳氢-y型分子筛等。反应改在管式反应器中进行,称为提升管催化裂化(riser catalytic cracking)。反应机理与按自由基反应机理进行的热裂化不同,催化裂化是按碳正离子机理进行的,催化剂促进了裂化、异构化和芳构化反应,裂化产物比热裂化具有更高的经济价值,气体中C3和C4较多,异构物多;汽油中异构烃多,二烯烃极少,芳烃较多。其主要反应包括:①分解,使重质烃转变为轻质烃;②异构化;③氢转移;④芳构化;⑤缩合反应、生焦反应。异构化和芳构化使低辛烷值的直链烃转变为高辛烷值的异构烃和芳烃。工艺流程催化裂化的流程主要包括三个部分:①原料油催化裂化;②催化剂再生;③产物分离。原料喷入提升管反应器下部,在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。反应温度480~530℃,压力0.14~0.2MPa(表压)。反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器(简称旋分器),分离后,进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。裂化气经压缩后去气体分离系统。结焦的催化剂在再生器用空气烧去焦炭后循环使用,再生温度为600~730℃。反应部分原料经换热后与回炼油混合经对称分布物料喷嘴进入提升管,并喷入燃油加热,上升过程中开始在高温和催化剂的作用下反应分解,进入沉降器下段的气提段,经汽提蒸汽提升进入沉降器上段反应分解后反应油气和催化剂的混合物进入沉降器顶部的旋风分离器(一般为多组),经两级分离后,油气进入集气室,并经油气管道输送至分馏塔底部进行分馏,分离出的催化剂则从旋分底部的翼阀排出,到达沉降器底部经待生斜管进入再生器底部的烧焦罐。再生部分再生器阶段,催化剂因在反应过程中表面会附着油焦而活性降低,所以必须进行再生处理,首先主风机将压缩空气送入辅助燃烧室进行高温加热,经辅助烟道通过主风分布管进入再生器烧焦罐底部,从反应器过来的催化剂在高温大流量主风的作用下被加热上升,同时通过器壁分布的燃油喷嘴喷入燃油调节反应温度,这样催化剂表面附着的油焦在高温下燃烧分解为烟气,烟气和催化剂的混合物继续上升进入再生器继续反应,油焦未能充分反应的催化剂经循环斜管会重新进入烧焦罐再次处理。最后烟气及处理后的催化剂进入再生器顶部的旋风分离器进行气固分离,烟气进入集气室汇合后排入烟道,催化剂进入再生斜管送至提升管。催化剂主要成分为硅酸铝,起催化作用的是其中的酸性活性中心(见固体酸催化剂)。移动床催化裂化采用硅酸铝管5mm小球形催化剂。流化床催化裂化早期所用的是粉状催化剂,活性、稳定性和流化性能较差。40年代起,开发了微球形(40~80μm)硅铝催化剂,并在制备工艺上作了改进,70年代初期,开发了高活性含稀土元素的 X型分子筛硅铝微球催化剂。70 年代起, 又开发了活性更高的Y型分子筛微球催化剂(见石油炼制催化剂)。使用分子筛催化剂时,为了使炼厂产品方案有一定的灵活性,可根据市场需要改变操作条件以得到最大量的汽油、柴油或液化气。

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