催化裂化工藝與檢測分析-李海煥

催化裂化裝置工藝與檢測分析中心化驗室李海煥培訓(xùn)的目的與內(nèi)容催化裂化裝置的工藝原理催化裂化裝置產(chǎn)品的流向催化裂化裝置檢測樣品的典型數(shù)據(jù)第一講催化裂化裝置的工藝原理催化裂化原料在470℃-530℃的溫度和0.1MPa-0.3MPa的壓力條件下與催化劑接觸，發(fā)生一系列反應(yīng)，生成氣體、汽油、柴油、油漿和焦炭的過程。催化裂化過程的特點輕質(zhì)油收率高，可達到70%-80%。催化裂化生產(chǎn)高辛烷值汽油，汽油研究法辛烷值可達到85/RON以上。催化柴油的十六烷值低，僅24/CN左右，常與直餾柴油、催化柴油調(diào)合加氫后提高十六烷值催化氣體產(chǎn)品產(chǎn)率約為10%-20%，其中含有大量的C3、C4烯烴，是優(yōu)良的化工原料。催化裂化裝置的化學(xué)過程烷烴：裂化為較小分子的烯烴與烷烴CnH2n+2→CmH2m+CpH2p+2n=m+p

烷烴烯烴烷烴烯烴：裂化為較小的烯烴CnH2n→CmH2m+CpH2p芳烴：

（1）脫烷基反應(yīng)：ArH2n+1→ArH+CnH2n

烷基芳烴芳烴烯烴

（2）側(cè)鏈斷裂：ArH2n+1→ArH2m-1+CpH2p+2

烷基芳烴烯基芳烴烷烴環(huán)烷烴裂化為烯烴：CnH2n→CmH2m+CpH2p

環(huán)烷烴烯烴烯烴CnH2n→C6H12+CmH2m+CpH2p（單環(huán)情況下發(fā)生裂解反應(yīng)）氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：環(huán)烷烴+烯烴→芳烴+烷烴異構(gòu)化反應(yīng)烷烴→異構(gòu)烷烴烯烴→異構(gòu)烯烴芳構(gòu)化反應(yīng)：烯烴環(huán)化脫氫生成芳烴

C-C-C-C-C=C-C

→+3H2縮合反應(yīng)：

+R1CH=CHR2→+2H2R2R1催化裂化反應(yīng)速度的規(guī)律催化裂化反應(yīng)是在固體催化劑表面上進行的某烴類的總反應(yīng)速度處決于：吸附速度、反應(yīng)速度

按吸附速度排序：稠環(huán)芳烴>多環(huán)環(huán)烷烴>烯烴>單環(huán)芳>單環(huán)環(huán)烷烴>烷烴按烴反應(yīng)速度:烯烴>大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴>異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴>小分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴>正構(gòu)烷烴>稠環(huán)芳烴催化裂化原料的選擇:富含環(huán)烷烴的石油餾分是催化裂化的理想原料。第二講催化裂化裝置工藝流程催化裂化裝置設(shè)計規(guī)模：170萬噸/年催化裂化裝置的原料：常減壓蒸餾的混合蠟油、焦化混合蠟油催化裂化裝置的組成：

反應(yīng)-再生部分分餾部分吸收穩(wěn)定部分主風(fēng)機和煙氣能量吸收部分產(chǎn)汽及余熱鍋爐部分催化裂化的產(chǎn)品主要產(chǎn)品：液化石油氣、高辛烷值輕汽油、重汽油和輕柴油副產(chǎn)品：油漿和干氣催化裂化產(chǎn)品的去向：催化干氣產(chǎn)品精制裝置液化石油氣產(chǎn)品精制裝置催化輕汽油產(chǎn)品精制裝置催化重汽油汽油加氫催化柴油柴油加氫裝置催化油漿罐區(qū)（焦化原料）反應(yīng)-再生部分原料→V201→P201加壓→換熱→與回?zé)捰突旌稀F化→反應(yīng)器（提升管下部）→與來自再生器的高溫催化劑接觸（完成原料的升溫、汽化與反應(yīng)）反應(yīng)中的油氣與催化劑→第二反應(yīng)區(qū)→沉降器（R101）→經(jīng)旋風(fēng)分離催化劑后進入分餾塔（T201）→帶積炭的催化劑→經(jīng)汽提攜帶的油氣后→待生斜管→再生器→燒焦（提高活性）原料油通過反應(yīng)器與催化劑接觸反應(yīng)，不斷地導(dǎo)出反應(yīng)物（干氣、液化氣、汽油、柴油與油漿）催化劑在反應(yīng)器與再生器之間不斷地循環(huán)，在再生器中通入空氣燒去催化劑上的積炭，使其恢復(fù)活性。燒焦放出的熱量又以催化劑為熱載體，不斷地帶回反應(yīng)器供給反應(yīng)消耗的熱量。分餾部分從反應(yīng)器頂部導(dǎo)出的反應(yīng)物（油氣混合物）→分餾塔→汽油→柴油→油漿吸收穩(wěn)定部分目的：分離氣體中C2以下組分與C3以上組分，同時分離溶于粗汽油中的少量C4-C5輕烴。吸收塔：利用氣體中各組分在同一液體中溶解度不同達到分離的目的。解吸塔：重沸器熱源將吸收的氣體從液體中分離。穩(wěn)定塔：采用蒸餾的辦法分離汽油中的C3-C5組分。第三講催化裂化裝置樣品特性催化裂化原料催化裂化原料

（85%直餾蠟油和15%焦化蠟油）密度(20℃),kg/m3

936.7365℃餾出量,質(zhì)量分數(shù)/%

12.5500℃餾出量,質(zhì)量分數(shù)/%

77.7硫含量,%(質(zhì)量分數(shù))≤2.122.24殘?zhí)?%(質(zhì)量分數(shù))

0.91飽和烴,%(m/m)

36.9芳香烴,%(m/m)

61.9膠質(zhì),%(m/m)

0.8瀝青質(zhì),%(m/m)

0.4氯含量,mg/kg

4.2催化干氣氫氣,%甲烷,%乙烷,%乙烯,%CO2,%H2S,%氧氣,%氮氣,%CO,%C1-2,%C3+,%22.429.314.111.43.40.70.516.70.854.70.8催化干氣催化干氣2013年7-12月份催化干氣除了關(guān)注C1、C2組分含量外，對H2的含量也要監(jiān)控，H2含量反映催化劑與原料的匹配性，選擇好的催化劑可以生成更多的目標產(chǎn)品汽油，降低生率。催化干氣中的異常數(shù)據(jù)氫氣結(jié)果明顯偏小同時偏小還有甲烷氫氣、甲烷偏小，C2偏大催化液化氣催化液化氣統(tǒng)計丙烷,%丙烯,%異丁烷,%正丁烷,%硫化氫,%正丁烯,%異丁烯,%反丁烯,%順丁烯,%C2及C2以下,%C5及C5以上,%平均值9.033.114.83.311.86.37.77.95.40.50.0催化液化氣關(guān)注丙烯與異丁烯的含量極少出現(xiàn)丙烯大于40%異丁烯結(jié)果偏小催化汽油催化汽油催化粗汽油與穩(wěn)定汽油

催化輕汽油統(tǒng)計硫含量初餾點,℃10%,℃50%,℃90%,℃終餾點,℃硫醇硫誘導(dǎo)期密度(m3蒸氣壓,kPa平均值262.127.530.136.251.766.6173.461.2645.8117.4（1）輕汽油烯烴含量相對較高，不適宜進加氫裝置，避免辛烷值損失；（2）硫含量中主要以硫醇性硫存在，去產(chǎn)品精制脫除硫醇。精制催化輕汽油統(tǒng)計硫含量,%(質(zhì)量分數(shù))硫醇硫溴值,gBr/100g研究法辛烷值(RON)烯烴含量,%(體積分數(shù))芳烴含量,%(體積分數(shù))馬達法辛烷值加氫前170020534.189.823.934.480.0加氫后805

87.81831

催化重汽油催化汽油的終餾點催化輕柴油催化輕柴油統(tǒng)計初餾點,℃10%餾出溫度,℃50%餾出溫度,℃90%餾出溫度,℃95%餾出溫度,℃密度(20℃),kg/m3硫含量,%(質(zhì)量分數(shù))閃點(閉口杯法),℃十六烷指數(shù)平均值203.2236.8283.5356.9368.6974.82.996.120.2催化油漿催化油漿統(tǒng)計密度固含量,g/L初餾點,℃350℃灰分硫含量飽和烴芳香烴膠質(zhì)瀝青質(zhì)平均值1168.61.8247.13.90.14.60.296.43.00.4油漿固體含量是衡量催化劑跑損的指標！待生劑與再生劑

碳含量,%(m/m)鐵,mg/kg鎳,mg/kg釩,mg/kg鈉,mg/kg鈣,mg/kg鉛,mg/kg銅,mg/kg銻,mg/kg活性小于20um,%20～40um,%40～80um,%大于80um,%待生0.95