催化裂化的研究进展生物技术专业.doc

课题名称： 催化裂化的研究进展 目录 ]一、引言 5 二、现代催化裂化技术发展现状及趋势 5 2.1 国内发展状况 5 2.2当前的作用和存在的问题 7 2.2.1催化裂化是最主要的运输燃料生产装置 7 2.2.2催化裂化装置面临的问题 7 三、催化裂化技术概述 7 四、催化裂化过程反应化学发展历程 9 五、催化裂化工艺 13 5.1MGD和MIP工艺 13 5.2灵活双效催化裂化(CFDFCC)工艺 14 5.3石油化工催化裂化工艺技术优化 14 4.3.1催化裂化工艺流程的优化 14 4.3.2催化裂化工艺中使用的催化剂进行优化 15 4.3.3优化催化裂化工艺管理 15 5.4石油化工重油催化裂化工艺技术措施 15 4.4.1合理控制催化裂化的操作条件 15 4.4.2重油催化裂化催化剂体系的优选 16 4.4.3重油催化裂化工艺技术的特殊性 16 六、催化裂化装置的节能改造措施 17 6.1.1改讲催律烈律奖置的讲料方式，有扮降低生焦率 17 6.1.2改进锅炉装置设施，减少蒸汽消耗能量 17 6.1.3强化对催化裂化装置用电量的控制 17 6.2措施改造效果分析 18 6.2.1降低蒸汽消耗 18 6.2.2用电量得到有效控制 18 6.2.3生焦率明显降低 18 6.2.4催化裂化装置改造前后总耗能得到改善 18 6.3催化装置能耗影响因素分析 18 七、催化裂化催化剂 19 7.1.催化剂组成和结构 19 7.2催化剂的组成 19 7.2.1基质 19 7.2.2沸石分子筛 20 7.3当前催化裂化技术面临的新形势及对催化剂提出的新要求 20 7.3.1油品重质化的逐渐加剧 20 7.3.2汽油产品质量标准的提高 20 7.3.3对柴油以及丙烯等化工原料的需求不断增加 21 八、催化裂化技术展望 21 九、参考文献 催化裂化的研究进展 [摘 要]通过催化裂化技术的应用，提高原油的加工深度，得到合格的轻质油品，满足石油炼制生产技术要求。增加石油炼制生产的产品的品种，不断提高产品的质量，为石油化工企业创造最佳的经济效益。因此，有必要对石油化工催化裂化生产技术进行优化，应用最先进的生产技术，获得更高的产品收率。 [关键词]催化裂化 原油 工艺流程 Catalytic cracking of crude oil Abstract:Through the application of catalytic cracking technology, the processing depth of crude oil is improved, and the qualified light oil products are qualified to meet the technical requirements of petroleum refining. To increase the variety of products produced by petroleum refining, continuously improve the quality of products, and create the best economic benefits for petrochemical enterprises. Therefore, it is necessary to optimize the catalytic cracking production technology of petrochemical industry and apply the most advanced production technology to obtain higher yield. (5, song body, "abstract" is the black body) Key words:Catalytic cracking Crude oil The process flow 一、引言 1、在我国石油资源中，由于大部分偏重，而轻质油品含量较低，所以，改革炼油工业势在必行，必须要寻找到优质的方法。随着炼油工业的不断发展，催化裂化（FCC)日益成为石油深度加工的重要手段。在炼油工业中占有举足轻重的地位。FCC工艺是将重油轻质化，目的产品是汽油、柴油和液化气。由于转化率高，产品质量好，近半个世纪以来，FCC工艺技术和生产规模都有了很大的发展。。 二、催化裂化发展简介 2.1、国内发展状况：催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，这是因为热裂化因技术落后而被淘汰，焦化适合减压渣油，加氢裂化技术先进，产品收率高，质量好但设备投资大，操作费用高，氢气来源有困难。因此，催化裂化成为油轻质化的主要手段。 中国石油化工研究院、中国石油兰州石化公司、华东理工大学石油加工研究所等致力于研究劣质重油加工，清洁汽油生产，生产低碳烯烃等领域的先进，其催化裂化技术已经从传统的化学制备转为现代的多功能组装，综合考虑影响催化裂化的主要因素，研究中心成功地研制了一系列的催化裂化技术以及催化剂，例如，两段提升管催化裂化多产丙烯兼顾轻油生产（TMP）技术和LCC系列多产丙烯催化剂等。 2.2、国外发展状况： 催化裂化自1936年实现工业化至今已有70多年的历史。当时世界上第一套100Kt/a的催化裂化装置于1936年4月6日在Paulsboro建成投产，它由Cross热裂化装置改建而成。设有三个水冷式固定床反应器，实行人工轮流切换操作。早期的Houdry装置原则流程如图所示。 三、催化裂化原料 催化裂化原料的范围很广泛，大体可分为直镏馏分油和渣油、脱沥青油、回炼油经芳烃抽提后的抽余油、热加工馏分油、加氢处理油等。 3.1直镏馏分油和渣油 催化裂化早期以生产航空汽油为目的，以轻柴油馏分（200-350℃）为原料。由于轻柴油馏分可直接作为产品，且需要量很大，所以后来不再用直镏轻柴油作催化裂化原料。 渣油通常是指常压塔底的常压渣油或减压塔底的减压渣油。渣油是原料油最重要的部分，减压渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分。不同原油的减压渣油的组成和性质既有共性又各有其特点。因此，必须对其化学组成、化学结构及特点有较深人的了解，才能根据其各自特点进行合理加工。 3.2脱沥青油 渣油溶剂脱沥青技术是一种有效的渣油预处理技术，它在组合工艺中的应用被日益看好，在获得脱沥青油（DAO）和沥青过程中，被看作是从减压渣油制取催化裂化原料的重要途径之一。通常脱沥青油摻入直镏馏分油中作为催化裂化原料。目前有各种各样的溶剂脱沥青工艺，如ROSE法、DEMEX法和SOLVAHL法等。目前炼油厂中生产的脱沥青油70%以上都作为催化裂化原料。 3.3回炼油经芳烃抽提后的抽余油 催化裂化回炼油（重循环油HCO）中含有大量的重质芳烃，经溶剂抽提后，芳烃可综合利用，其抽余油作为催化裂化原料。 3.4热加工馏分油 如焦化馏分油（CGO）、高温热裂解重油、减黏裂化重油等，都可以作催化裂化原料。其中焦化馏分油是催化裂化的主要原料之一。但是，由于它们是已经裂化过的油料，其中烯烃、芳烃含量较多，而且含有硫、氮等杂质，其裂化时转化率低、生焦率高，一般不单独使用，而是和直镏馏分油掺和后作为混合进料，有的则需要经加氢处理才可作为催化裂化原料。 3.5加氢处理油 先经过加氢处理（HT）再作为催化裂化的原料油有许多种。如直镏馏分油、常压渣油、减压渣油、溶剂脱沥青油、焦化馏分油、煤焦油以及催化裂化回炼油等，都可以根据具体的情况先进行加氢处理或加氢脱硫（HDS），然后再进催化裂化装置作为原料。 四、 催化裂化反应的特点 4.1工艺特点 产品收率高，质量好是催化裂化最重要的两个特点。通过催化裂化所得到的产品，它们的性能都比较好。例如汽油，它的辛烷值高，并且具有较好的稳定性，几乎不含杂质，像一些影响使用性能的，如二烯烃之类的都不含有。 裂化气中所包含的一些成分如C3、C4、丙烯、丁烯都是重要的石油化工生产原料，同时还能提供大量液化气供民用。与汽油相比，柴油各方面的性能都差些，十六烷值较低，必须要调和之后才能使用，一般用直馏柴油与之调和。 催化裂化生产产品的方法较多，也比较灵活。相同的装置，使用不同的操作条件，产品的分布不同，汽油、柴油、气体的比例也不同，以此来努力地跟上市场经济的发展，顺应时代。原料选择范围较宽，通常是以减压馏分油、焦化蜡油等做原料。 对于碳原子数相同的各类烃，它们被吸附的顺序为：稠换芳烃＞稠换环烷烃＞烯烃＞单烷基侧链的单环芳烃＞环烷烃＞烷烃。 同类烃则相对分子质量越大越容易被吸附。 化学反应速度大小的顺序为：烯烃＞大分子单烷基侧链的单环芳烃＞异构烷烃与烷基环烷烃＞小分子单烷基侧链的单换芳烃＞正构烷烃＞稠环芳烃。 从上面的吸附顺序和反应速度的顺序来看并不一致，反应速度较快的烃类，由于不容易被吸附也会影响它反应的进行。不过催化剂表面上各类烃被吸附的数量除与它被吸附的难易有关外，还与它在原料中的含量有关。 原料中的稠环芳烃，由于它最容易被吸附而反应速度又最慢，因此，吸附后牢牢的占据了催化剂的表面，阻止其他烃类的吸附和反应，并且由于长时间停留在催化剂上，进行缩合生焦不再脱附，所以，如果原料中含稠换芳烃较多时，会使催化剂很快失去活性。 4.2平行-顺序反应 烃类的催化裂化反应同时又是一个复杂的平行-顺序反应。即原料在裂化时，同时朝着几个方向进行反应，这种反应叫做平行反应。同时随着反应深度的增加，中间产物又会继续反应，这种反应叫做顺序反应。重质原料油的催化裂化反应情况如下图所示。 平行-顺序反应的一个重要特点是反应深度对各产品产率的分配有着重要影响，即随着反应时间的增长，转化率不断提高，最终产物气体和焦炭的产率会一直增加，而汽油的产率会在开始时增加，经过一个最高点后又下降。这是因为达到一定反应深度后，再加深反应，汽油进一步会分解成气体的速度已高于生成汽油的速度。同样，对于柴油产率来说，也像汽油产率曲线一样会出现一个最高点，知识这个点出现在转化率较低的时候。习惯上称初次反应产物再继续进行的反应为二次反应。 催化裂化的二次反应是多种多样的，它们对产品的产率分布影响较大，期中有些反应对产品的产率和质量是有利的，有些则是不利的。如反应生成的烯烃再经异构化生成辛烷值更高的异构烃，或与环烷烃进行氢化转移反应生成稳定的烷烃和芳烃等，这些反应都是所希望的。而烯烃进一步裂化为干气或小分子烯烃（如丙烯、丁烯）经氢转移饱和，以及烯烃及高分子芳烃缩合生成焦炭等反应则是不希望的。因此，在催化裂化生产中适当控制二次反应的发生。 五、 催化裂化工艺 5.1石油化工催化裂化工艺技术优化 对石油化工催化裂化工艺技术进行研究，优选最佳的催化裂化工艺，达到石油化工生产的技术要求，满足石油化工企业节能降耗的技术措施，达到预期的生产效率。 5.1.1催化裂化工艺流程的优化 石油化工催化裂化工艺基本由五大部分组成，反应再生系统、分馏系统、吸收稳定系统、产品的脱硫精制系统和烟气能量回收系统。将几大系统结合起来，更好地完成催化裂化的效果。节约催化剂的用量，加快对焦炭的燃烧速度，通过再生系统的作用，及时恢复催化剂的活性，使其达到最佳的催化裂化的状态，得到更多的汽油、柴油以及液化气产品，满足石油化工催化裂化的产品质量标准，为石油炼制创造可观的利润。 反应再生系统是进行催化裂化反应的关键要素，通过催化裂化反应生产小分子产品，同时也发生缩合反应生产出焦炭由于焦炭对催化裂化工艺产生不利的影响，因此，通过再生系统，将焦炭燃烧掉，恢复催化剂的活性，继续完成催化裂化的反应，得到更多的合格产品。 分馏系统实现催化裂化后产品的分离处理，剩余的热能高，分离的精确程度很容易满足生产的需要，实现多路循环