催化裂化工艺ppt课件.ppt

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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催催 化化 裂裂 化化 工工 艺艺Fluid Catalytic CrackingFluid Catalytic Cracking经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用简介装置原料催化裂化催化剂流态化基本原理催化裂化反应机理催化裂化反应有关概念反应的主要影响因素主要技经指标经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买

2、商品的价款或接受服务的费用一、催化裂化简介一、催化裂化简介一般原油经常减压蒸馏后可得到一般原油经常减压蒸馏后可得到1040的的汽油,煤油及柴油等轻质油品,其余的是汽油,煤油及柴油等轻质油品,其余的是重质馏分和残渣油。如果不经过二次加工重质馏分和残渣油。如果不经过二次加工它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。但是国民经济和国防上需要的轻质油量是但是国民经济和国防上需要的轻质油量是很大的,由于内燃机的发展对汽油的质量很大的,由于内燃机的发展对汽油的质量提出更高的要求而直馏汽油(辛烷值较提出更高的要求而直馏汽油(辛烷值较低低40)则一般难以满足这些要求。)则一般难以

3、满足这些要求。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用原油经简单加工所能提供的轻质油品的数原油经简单加工所能提供的轻质油品的数量和质量同生产发展所需要的轻质油品的量和质量同生产发展所需要的轻质油品的数量和质量之间的矛盾促使了催化裂化过数量和质量之间的矛盾促使了催化裂化过程的产生和发展。程的产生和发展。促进催化裂化发展的因素中除了继续解决促进催化裂化发展的因素中除了继续解决上述的矛盾以外,还有像如何满足石油化上述的矛盾以外,还有像如何满足石油化工原料的需要,如何节约能源以及减少环工原料的需要,如何节约能源以

4、及减少环境污染等新的因数对促进催化裂化发展也境污染等新的因数对促进催化裂化发展也起重要作用。起重要作用。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化裂化过程是以减压馏分油催化裂化过程是以减压馏分油,焦化蜡油等焦化蜡油等重质馏分油或渣油为原料重质馏分油或渣油为原料,在较低压力和在较低压力和450510条件下条件下,在催化剂的存在下在催化剂的存在下,发发生一系列化学反应生一系列化学反应,转化生成气体转化生成气体,汽油汽油,柴油柴油等轻质产品和焦炭的过程。等轻质产品和焦炭的过程。经营者提供商品或者服务有欺诈行为

5、的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化裂化工艺产生于催化裂化工艺产生于催化裂化工艺产生于催化裂化工艺产生于20202020世纪世纪世纪世纪40404040年代,是炼油厂提高原油加工年代,是炼油厂提高原油加工年代,是炼油厂提高原油加工年代,是炼油厂提高原油加工深度的一种重油轻质化的工艺,是炼油生产的核心装置。我深度的一种重油轻质化的工艺,是炼油生产的核心装置。我深度的一种重油轻质化的工艺,是炼油生产的核心装置。我深度的一种重油轻质化的工艺,是炼油生产的核心装置。我国国国国80%80%80%80%左右的汽油与左右的汽油与左右的汽油与左

6、右的汽油与30%30%30%30%左右的柴油产自催化裂化装置。左右的柴油产自催化裂化装置。左右的柴油产自催化裂化装置。左右的柴油产自催化裂化装置。1965196519651965年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投产。五朵金花:催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、产。五朵金花:催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、产。五朵金花:催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、产。五朵金花:催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、微球催化剂与添

7、加剂。微球催化剂与添加剂。微球催化剂与添加剂。微球催化剂与添加剂。19741974年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置 。随着催化剂和催化工艺的发展,其加工的原料逐步重质化、随着催化剂和催化工艺的发展,其加工的原料逐步重质化、随着催化剂和催化工艺的发展,其加工的原料逐步重质化、随着催化剂和催化工艺的发展,其加工的原料逐步重质化、劣质化。劣质化。劣质化。劣质化。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费

8、者购买商品的价款或接受服务的费用催化裂化产品具有以下几个特点催化裂化产品具有以下几个特点催化裂化产品具有以下几个特点催化裂化产品具有以下几个特点:轻质油收率高轻质油收率高轻质油收率高轻质油收率高,可达可达可达可达70%80%;70%80%;催化裂化汽油的辛烷值高催化裂化汽油的辛烷值高催化裂化汽油的辛烷值高催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也汽油的安定性也汽油的安定性也汽油的安定性也较好较好较好较好;催化裂化柴油十六烷值较低催化裂化柴油十六烷值较低催化裂化柴油十六烷值较低催化裂化柴油十六烷值较低,常与直馏柴油常与直馏柴油常与直馏柴油常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值调合使用或经加氢精

9、制提高十六烷值调合使用或经加氢精制提高十六烷值调合使用或经加氢精制提高十六烷值,以满足规格以满足规格以满足规格以满足规格要求要求要求要求;催化裂化气体催化裂化气体催化裂化气体催化裂化气体,C3,C3和和和和C4C4气体占气体占气体占气体占80%,80%,其中其中其中其中C3C3丙丙丙丙烯又占烯又占烯又占烯又占70%,C470%,C4中各种丁烯可占中各种丁烯可占中各种丁烯可占中各种丁烯可占55%,55%,是优良的石油是优良的石油是优良的石油是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。化工原料和生产高辛烷值组分的原料。化工原料和生产高辛烷值组分的原料。化工原料和生产高辛烷值组分的原料。组成单元组

10、成单元:反应反应-再生单元、分馏单元、吸收再生单元、分馏单元、吸收稳定单元、能量回收单元稳定单元、能量回收单元。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用随着低碳烯烃的生产需求和汽油质量升级的需要,目前国内随着低碳烯烃的生产需求和汽油质量升级的需要,目前国内随着低碳烯烃的生产需求和汽油质量升级的需要,目前国内随着低碳烯烃的生产需求和汽油质量升级的需要,目前国内开发了一系列催化裂化家族工艺技术:开发了一系列催化裂化家族工艺技术:开发了一系列催化裂化家族工艺技术:开发了一系列催化裂化家族工艺技术:DCCDCC:

11、最大量生产丙烯,丙烯最大量生产丙烯,丙烯最大量生产丙烯,丙烯最大量生产丙烯,丙烯12-18%12-18%;丁烯;丁烯;丁烯;丁烯11-14%11-14%;MGGMGG(ARGGARGG):):):):最大量生产最大量生产最大量生产最大量生产LPGLPG与和高辛烷值汽油。丙与和高辛烷值汽油。丙与和高辛烷值汽油。丙与和高辛烷值汽油。丙烯、丁烯烯、丁烯烯、丁烯烯、丁烯10-11%10-11%;汽油;汽油;汽油;汽油49-50%49-50%。MGGMGG以减压馏分油掺炼渣以减压馏分油掺炼渣以减压馏分油掺炼渣以减压馏分油掺炼渣油为原料,油为原料,油为原料,油为原料,ARGGARGG以以以以ARAR为原料

12、,使用的催化剂为重油转化为原料,使用的催化剂为重油转化为原料,使用的催化剂为重油转化为原料,使用的催化剂为重油转化能力突出的能力突出的能力突出的能力突出的RMGRMG、RAGRAG系列催化剂。系列催化剂。系列催化剂。系列催化剂。MIOMIO:最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油(使用使用使用使用催化剂的工艺丙烯丁烯戊烯产率达到催化剂的工艺丙烯丁烯戊烯产率达到催化剂的工艺丙烯丁烯戊烯产率达到催化剂的工艺丙烯丁烯戊烯产率达到,其中异丁烯和异戊烯的产率达到其中异丁烯和异戊烯的产率达到其中异丁烯和异戊烯

13、的产率达到其中异丁烯和异戊烯的产率达到.),),汽油汽油汽油汽油RON94RON94。CPPCPP(Catalytic Pyrolysis ProcessCatalytic Pyrolysis Process ):最大量生产乙烯、丙:最大量生产乙烯、丙:最大量生产乙烯、丙:最大量生产乙烯、丙烯,反应温度在烯,反应温度在烯,反应温度在烯,反应温度在620680620680 。MGDMGD(Maximizing Gas and DieselMaximizing Gas and Diesel )、)、)、)、MIPMIP、FDFCC(FDFCC(灵活灵活灵活灵活多效催化裂化,采用双提升管多效催化裂化

14、,采用双提升管多效催化裂化,采用双提升管多效催化裂化,采用双提升管):汽油降烯烃技术:汽油降烯烃技术:汽油降烯烃技术:汽油降烯烃技术经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用反反应应器器分馏分馏系统系统稳定稳定系统系统取取热热器器催化裂化装置构成催化裂化装置构成液化气液化气汽油汽油柴油去加氢精制柴油去加氢精制油浆油浆(焦化焦化)原料原料主风主风烟机烟机在在在在催催催催化化化化剂剂剂剂的的的的作作作作用用用用下下下下,大大大大分分分分子子子子变变变变成成成成小小小小分分分分子子子子,一一一一部部部部分分分分缩

15、缩缩缩合合合合成成成成焦焦焦焦炭炭炭炭。催催催催化化化化剂剂剂剂上上上上的的的的焦焦焦焦炭炭炭炭经经经经烧烧烧烧焦焦焦焦恢恢恢恢复复复复活活活活性性性性,在在在在系系系系统内循环使用。统内循环使用。统内循环使用。统内循环使用。再生器再生器干气干气经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化裂化装置的核心部分为反应催化裂化装置的核心部分为反应-再生单元。再生单元。反应部分由床层反应和提升管反应两种,反应部分由床层反应和提升管反应两种,随着催化剂发展,目前提升管反应已逐步随着催化剂发展,目前提升管反应已逐步取

16、代了床层反应。取代了床层反应。从反应器和再生器平面布置可分为高低并从反应器和再生器平面布置可分为高低并列式和同轴式。列式和同轴式。反应部分包括提升管反应器和沉降器。反应部分包括提升管反应器和沉降器。再生工艺可分为完全再生和不完全再生,再生工艺可分为完全再生和不完全再生,一段和二段再生。一段和二段再生。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、催化裂化装置原料二、催化裂化装置原

17、料经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用原料来源原料来源催化裂化原料来源于石油加工过程,原料的范围很广泛,大体对分为馏分油和渣油两大类。(1)馏分油:馏分油:直馏减压蜡油、焦化蜡油、减粘裂化馏出油、丙烷脱沥青油、润滑油溶剂精制抽出油等;(2)渣油:常压渣油、减压渣油;渣油:常压渣油、减压渣油;经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用原料性质原料性质直馏减压蜡油(蜡油350500):大多数直馏重馏分含芳烃较少,容易裂

18、化,轻油收率较高,是理想的催化裂化原料。热加工产物:焦化蜡油、减粘裂化馏出油等。由于它们是已经裂化过的油料,其中烯烃、芳烃含量较多,裂化时转化率低、生焦率高,一般不单独使用,而是和直馏馏分油掺合作为混合进料。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用其它加工副产物:丙烷脱沥青油、润滑油溶剂精制抽出油、酮苯脱蜡的蜡膏和蜡下油 特点:含有大量难以裂化的芳烃,尤其是含稠环化合物较多,转化率低,易生焦,要混炼。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商

19、品的价款或接受服务的费用渣油:渣油是原油中最重的部分,它含有大量胶质、沥青质和各种稠环烃类,因此它的元素组成中氢碳比小,残炭值高,在反应中易于缩合生成焦炭,这时产品分布和装置热平衡都有很大影响。原油中的硫、氮、重金属以及盐分等杂质也大量集中在渣油中。在催化裂化过程中会使催化剂中毒,进而也会影响产品分布,同时将加重对环境的污染。由于渣油的残炭、重金属、硫、氮等化合物的含量比馏分油高得多,增加了化化裂化的难度。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用原料预处理原料预处理原料中的硫化物、氮化物、金属和残炭过高会

20、对催化裂化操作产生很大的影响。这样的原料直接作为催化裂化的原料不合适,需要进行脱硫、脱氮、脱金属和降低残炭值的预处理。预处理主要是通过原油脱盐、原料加氢,另外可以通过脱沥青和焦炭化来脱除残炭,提高H/C比。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用衡量原料性质的指标衡量原料性质的指标1 1、馏分组成、馏分组成、馏分组成、馏分组成 判断油的轻重和沸点范围。判断油的轻重和沸点范围。原原料料的的化化学学组组成成相相近近时时,馏馏分分越越重重,说说明明其其化化合合物物的的组组成成沸沸点点越越高高,分分子子量量越越大

21、大,容容易易被被催催化化剂剂吸吸附附,因因而而越越易易裂裂化化。但但但但沸沸沸沸点点点点高高高高到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后就就就就会会会会因因因因扩扩扩扩散散散散慢慢慢慢、催催催催化化化化剂剂剂剂表表表表面面面面积积积积炭炭炭炭快快快快、汽汽汽汽化化化化不不不不好好好好等等等等原原原原因而导致不易裂化。因而导致不易裂化。因而导致不易裂化。因而导致不易裂化。单靠馏分组成不能预测原料的裂化性能,因为单靠馏分组成不能预测原料的裂化性能,因为在同沸点范围内,不同原料的化学组成可以相差在同沸点范围内,不同原料的化学组成可以相差很大。很大。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照

22、消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2、化学组成(族组成)烷烃多:易裂化,气体产率高,汽油产率较低,焦炭产率低。环烷烃多:易裂化,轻油产率高,辛烷值高,理想裂化原料。芳烃多:难裂化,汽油产率更低,生焦多 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3、残炭 残炭值对焦炭生成量和热平衡两个方面有影响。原料残炭越高,则生焦量多,再生时燃烧放出的热量过剩,需要外取热。渣油残炭含渣油残炭含量高需要量高需要“掺掺 炼炼”。残炭与原料的组成、馏分宽窄及胶质、沥青质的含量等

23、因素有关。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4、硫含量、硫含量 硫对环境的影响:催化裂化过程中,原料中在硫大约有20%-30%进入焦炭。焦炭被催化剂带入再生器,在高温下燃烧生成SO2(90%)和SO3(10%)。有研究表明:当原料硫由0.1%上升到1.0%时,则烟气中SOX浓度 200mg/m3上升到1800mg/m3,且基本为直线关系。硫对产品质量的影响:导致产品硫含量增加。硫对产品分布的影响:有研究表明,原料中硫含量增加,会使干气产率增加,汽油和柴油产率下降,焦炭产率增加。经营者提供商品或者服务

24、有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用5 5、微量金属、微量金属 在在实实际际生生产产中中对对催催化化裂裂化化有有影影响响的的(就就是是催催化化剂剂毒物)主要是镍、钒、铁、铜、钠。毒物)主要是镍、钒、铁、铜、钠。镍具有脱氢作用,液体产品或汽油产率和质量下镍具有脱氢作用,液体产品或汽油产率和质量下镍具有脱氢作用,液体产品或汽油产率和质量下镍具有脱氢作用,液体产品或汽油产率和质量下降,氢气和焦炭上升,当原料含硫时镍的影响更降,氢气和焦炭上升,当原料含硫时镍的影响更降,氢气和焦炭上升,当原料含硫时镍的影响更降,氢气和焦炭上升,当原

25、料含硫时镍的影响更大。大。大。大。钒会破坏分子筛的晶体结构,主要是钒会渗入到钒会破坏分子筛的晶体结构,主要是钒会渗入到钒会破坏分子筛的晶体结构,主要是钒会渗入到钒会破坏分子筛的晶体结构,主要是钒会渗入到分子筛的结构中,与分子筛生成熔点约为分子筛的结构中,与分子筛生成熔点约为分子筛的结构中,与分子筛生成熔点约为分子筛的结构中,与分子筛生成熔点约为630630的的的的共熔物,在再生时会因受到高温而使分子筛结构共熔物,在再生时会因受到高温而使分子筛结构共熔物,在再生时会因受到高温而使分子筛结构共熔物,在再生时会因受到高温而使分子筛结构破坏,因此钒会降低催化剂的活性。破坏,因此钒会降低催化剂的活性。破

26、坏,因此钒会降低催化剂的活性。破坏,因此钒会降低催化剂的活性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 碱金属以离子态存在时,可以吸附在催化碱金属以离子态存在时,可以吸附在催化剂表面的酸性中心上并使之中和,从而降剂表面的酸性中心上并使之中和,从而降低了催化剂的活性。这类金属中钠对催化低了催化剂的活性。这类金属中钠对催化剂的影响较大,钠会与分子筛生成低熔点剂的影响较大,钠会与分子筛生成低熔点共熔物,使之在再生温度下发生熔化现象,共熔物,使之在再生温度下发生熔化现象,把分子筛和基质一同破坏,降低催化剂的把分子

27、筛和基质一同破坏,降低催化剂的表面积和活性。表面积和活性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对催化剂比表面积的影响对催化剂比表面积的影响200-160-120-80-40-0-0.2 0.4 0.6 0.8 1.0NiFeNaV金属含量,(W)%表面积,m2/g 钒、钠破坏催化剂的结构经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用金属污染对汽油产率的影响金属污染对汽油产率的影响80-60-40-0.25 0.50 0

28、.75 1.00金属在催化剂上的含量,(W)%汽油,(%)NiV过多的钒改变汽油产率经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用金属污染对产氢量的影响金属污染对产氢量的影响800-600-400-200-0-1000 2000 3000 4000 5000 6000 催化剂上的金属含量,ppm氢,Nm3/m3 NiV镍的脱氢功能高于钒经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用金属污染对焦炭产率的影响金属污染对焦炭产率的影响

29、10.0-9.0-8.0-7.0-6.0-5.0-0-1000 2000 3000 4000 5000 6000 催化剂上的金属含量,ppm焦炭,%(重)NiV镍会使焦炭产率增加经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、催化裂化催化剂三、催化裂化催化剂 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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照

30、消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化剂是一种能使在一定条件下,从热力学角度判断有可催化剂是一种能使在一定条件下,从热力学角度判断有可能发生的化学反应改变其反应速度的物质。它可以加快某能发生的化学反应改变其反应速度的物质。它可以加快某些反应的速度,也可以抑制另一些反应的进行。而对那些些反应的速度,也可以抑制另一些反应的进行。而对那些热力学上没有可能进行的反应则不起作用。同时对可逆反热力学上没有可能进行的反应则不起作用。同时对可逆反应它相等地加速正向和逆向反应,也就是不改变反应的平应它相等地加速正向和逆向反应,也就是不改变反应的平衡。衡。例如,

31、在通常的反应条件下,从热力学角度来判断,烃类例如,在通常的反应条件下,从热力学角度来判断,烃类可以进行分解、异构化、芳构化、氢转移、叠合、烃化等可以进行分解、异构化、芳构化、氢转移、叠合、烃化等多种反应,但反应速度各异,这样就可以利用催化剂选择多种反应,但反应速度各异,这样就可以利用催化剂选择性地加速这些反应中所希望的反应,而抑制那些不希望发性地加速这些反应中所希望的反应,而抑制那些不希望发生的反应,从而达到提高产品质量改善产品分布的目的生的反应,从而达到提高产品质量改善产品分布的目的 ,这是热裂化过程所达不到的。例如为了提高汽油辛烷值,这是热裂化过程所达不到的。例如为了提高汽油辛烷值,设法使

32、催化剂能选择性加速异构化反应而抑制氢转移反应设法使催化剂能选择性加速异构化反应而抑制氢转移反应和不饱和烃进一步脱氢生焦的反应。和不饱和烃进一步脱氢生焦的反应。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化裂化剂的种类、组成和结构催化裂化剂的种类、组成和结构 工业上所使用的裂化催化剂虽品种繁多,但归纳起来不外乎三大类:天然白土催化剂无定型合成催化剂分子筛催化剂经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用天然白土催化剂天然白土

33、催化剂 工业催化裂化装置最初使用的经处理的天然白土,工业催化裂化装置最初使用的经处理的天然白土,其主要活性组分是硅酸铝。其主要活性组分是硅酸铝。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用无定型合成催化剂无定型合成催化剂天然白土被人工合成硅酸铝所取代。天然白土被人工合成硅酸铝所取代。特点:具有孔径大小不一的许多微孔,一般平均特点:具有孔径大小不一的许多微孔,一般平均孔径为孔径为4 47 nm7 nm,比表面积可达,比表面积可达500500700m2/g700m2/g。硅酸铝的催化活性来源于其表面的酸性。硅酸铝

34、的催化活性来源于其表面的酸性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用分子筛催化剂特点分子筛催化剂特点分子筛催化剂在催化裂化中的应用是催化裂化技分子筛催化剂在催化裂化中的应用是催化裂化技术的重大发展。分子筛催化剂是术的重大发展。分子筛催化剂是6060年代发展起来年代发展起来的一种新型的高活性催化剂。它的出现,使流化的一种新型的高活性催化剂。它的出现,使流化催化裂化工艺发生了很大变化,装置处理能力显催化裂化工艺发生了很大变化,装置处理能力显著提高,产品产率及质量都得到改善。著提高,产品产率及质量都得到改善。

35、与无定型硅酸铝相比,有更高的选择性、活性和与无定型硅酸铝相比,有更高的选择性、活性和稳定性,比表面稳定性,比表面600600800m800m2 2/g/g。分子筛是一种具有晶格结构的硅铝酸盐分子筛是一种具有晶格结构的硅铝酸盐又称又称沸石。重要特点:稳定、均一的微孔结构,微孔沸石。重要特点:稳定、均一的微孔结构,微孔大小与分子大小属统一数量级。大小与分子大小属统一数量级。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 分了筛又名结晶型泡沸石,是一种具有规则品体分了筛又名结晶型泡沸石,是一种具有规则品体结构的硅铝酸

36、盐,在它的晶格结构中排列者整齐均结构的硅铝酸盐,在它的晶格结构中排列者整齐均匀,大小一定的孔穴,只有小于孔径的分子才能进匀,大小一定的孔穴,只有小于孔径的分子才能进入其中,而直径大于孔径的分子则无法进入。由于入其中,而直径大于孔径的分子则无法进入。由于它能像筛子一样将直径大小不等的分子分开,因而它能像筛子一样将直径大小不等的分子分开,因而得名分子筛。得名分子筛。按其组成及晶体结构的不同可分为多种类型。催化按其组成及晶体结构的不同可分为多种类型。催化裂化催化剂使用的主要有四种裂化催化剂使用的主要有四种Y Y型分子筛:型分子筛:REY;HY;RE-HY;REY;HY;RE-HY;超稳超稳Y Y型。

37、一般催化裂化催化剂含型。一般催化裂化催化剂含分子筛为分子筛为101035%35%。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用分子筛具有自己特定的孔径大小,常常对原料和产物都表现了不同的选择特性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用显微镜下的催化裂解催化剂显微镜下的催化裂解催化剂经营者提供

38、商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用分子筛催化剂的组成分子筛催化剂的组成活性组元分子筛:ZSM-5和Y.ZSM-5作添加剂,占1550%;基质或者称之为载体:一般为高岭土或合成基质,占2070%;粘结剂:铝溶胶、硅溶胶或硅铝溶胶;添加物或助剂成分:抗Ni、V、N等。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化剂的性能催化剂的性能1 1)物理性质)物理性质 A A、密度、密度 B B、筛分组成和机械强度、筛分组成和机械强度

39、C C、结构特性(比表面、孔体积、孔径)、结构特性(比表面、孔体积、孔径)2 2)化学性质)化学性质 A A、活性、活性 B B、选择性、选择性 C C、稳定性、稳定性 DD、抗金属污染能力(污染指数)、抗金属污染能力(污染指数)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用催化剂的密度催化剂的密度n n真实密度又称骨架密度;一般在22.4g/cm3。n n颗粒密度;一般在0.91.2g/cm3。n n堆积密度;一般在0.50.8g/cm3。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到

40、的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用筛分组成筛分组成 一般催化裂化催化剂的粒径分布范围在:20-100m。分布是:40-80 m 占50%;20-40 m 占25%80-100 m 占25%。100 m很少。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用四、流态化基本原理四、流态化基本原理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用A A、流化床的形成、流化床的形成、流化床的形成、流化床的形成 1 1、

41、流化概念和形成流化床条件、流化概念和形成流化床条件、流化概念和形成流化床条件、流化概念和形成流化床条件 (1)(1)流化:固体颗粒悬浮于运动着的流体之中称为流化:固体颗粒悬浮于运动着的流体之中称为固体的流化,简称流态化或者流化。固体的流化,简称流态化或者流化。(2)(2)流化床及形成条件流化床及形成条件 流流化化床床:人人们们把把容容器器和和呈呈现现流流化化状状态态的的固固体体颗颗粒粒一一起称为流化床。起称为流化床。形成条件:形成条件:要有一个容器;要有一个容器;容器中要有足够数量的固体颗粒;容器中要有足够数量的固体颗粒;要有流化介质。要有流化介质。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照

42、消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2、流化床形成过程:见示意图 a b c d P经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用B、流化床的一些基本现象、流化床的一些基本现象 根根据据流流化化介介质质的的不不同同可可将将流流态态化化分分为为两两类类:散散散散式式式式流流流流化化化化和和和和聚式流化聚式流化聚式流化聚式流化 (1)(1)散式流化散式流化 以液体为流化介质的流化床。以液体为流化介质的流化床。特特点点:是是床床层层随随流流体体速速度度增增加加而而平平

43、衡衡膨膨胀胀,床床层层中中的的固固体颗粒彼此散开运动,流化的很均匀,所以也叫均匀流化。体颗粒彼此散开运动,流化的很均匀,所以也叫均匀流化。(2)(2)聚式流化聚式流化 以气体为流化介质的流化床。以气体为流化介质的流化床。特特点点:床床层层中中的的固固体体颗颗粒粒不不是是单单独独存存在在的的,而而是是许许多多颗颗粒粒以以集集团团形形式式团团聚聚在在一一起起。气气体体是是以以气气泡泡的的形形式式通通过过床床层层,所以也叫不均匀流化床。所以也叫不均匀流化床。石油催化裂化的流化床就是聚式流化床。石油催化裂化的流化床就是聚式流化床。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的

44、损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用C、流化速度(1)(1)计算公式计算公式 临界流化速度临界流化速度(最小流化速度最小流化速度)临临 =8 d=8 d2 2颗颗(固固-气气)/)/最大流化速度最大流化速度 最大最大 =15 d=15 d1.141.14颗颗(固固-气气)0.710.71/0.430.43 气气0.290.29 式中:式中:d d颗颗颗粒直径,颗粒直径,mm(平均和最大直径)(平均和最大直径)固固固体密度,固体密度,kg/mkg/m3 3 气气流体密度,流体密度,kg/mkg/m3 3 流体粘度,流体粘度,mPamPa s s(cP)cP)经营者提供商品或

45、者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)(2)流化速度计算说明流化速度计算说明 颗粒直径颗粒直径 在在上上两两式式中中表表达达式式的的形形式式基基本本相相近近,式式中中符符号号所所代代表表的的物物理理量量也也基基本本相相同同,所所不不同同的的是是d d2 2颗颗表表示示临临界界流流化化速速度度中中表表示示的的是是颗颗粒粒平平均均直直径径,最最大大流流化速度化速度d d1.141.14颗颗表示的是最大颗粒直径。表示的是最大颗粒直径。颗颗粒粒直直径径是是影影响响流流化化速速度度的的主主要要原原因因。颗颗粒粒直直径径越越

46、大大,计计算算出出的的流流化化速速度度越越大大,表表示示越越不不易易流流化。化。在在临临界界流流化化速速度度中中,颗颗粒粒平平均均直直径径d d颗颗 可可根根据据筛筛 分组成用下式计算:分组成用下式计算:d d颗颗=1/(x=1/(x1 1/d/d1 1+x+x2 2/d/d2 2+x xn n/d/dn n)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用流体介质密度流体介质密度 流流体体密密度度越越大大,越越易易流流化化。催催化化裂裂化化所所用用催催化化剂剂一一般般颗颗粒粒密密度度约约为为900-120090

47、0-1200/m/m3 3,反反应应油油气气密密度约为度约为4.44.4/m/m3 3,再生烟气密度约为,再生烟气密度约为0.730.73/m/m3 3。流体粘度流体粘度 流体粘度越大,越易流化。一般反应油气粘度流体粘度越大,越易流化。一般反应油气粘度为为0.007mPa0.007mPa s s,烟气粘度为,烟气粘度为0.037 mPa0.037 mPa s s。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 (3)(3)流化速度的计算流化速度的计算 例:流化速度计算,平衡催化剂粒度组成如下:例:流化速度计算,

48、平衡催化剂粒度组成如下:计算结果计算结果:临临=0.00408m/s,=0.00408m/s,最大最大 =0.39m/s=0.39m/s 最大最大 /临近临近100100倍。实际操作速度应为多大。倍。实际操作速度应为多大。粒度范围粒度范围 m m 组分含量组分含量Xi,(W)%Xi,(W)%组分平均直径组分平均直径di,di,m m 1-201-200.050.05101020-4020-4010.9810.98303040-8040-8081.1081.10606080-11080-1107.697.6995951101100.110.11按按110110计算计算经营者提供商品或者服务有欺诈

49、行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用实实际际操操作作速速度度可可通通过过流流化化数数选选取取确确定定。流流化化数数用用K K表示。表示。K=K=实实/临临 催催化化裂裂化化的的K K值值在在300-1000300-1000之之间间,从从这这个个比比值值看看实际操作速度远大于最大流化速度。实际操作速度远大于最大流化速度。采用较大的流化操作速度,实际上仍能维持流化采用较大的流化操作速度,实际上仍能维持流化采用较大的流化操作速度,实际上仍能维持流化采用较大的流化操作速度,实际上仍能维持流化操作,因为在流化床中催化剂颗粒并不是以单个操作

50、,因为在流化床中催化剂颗粒并不是以单个操作,因为在流化床中催化剂颗粒并不是以单个操作,因为在流化床中催化剂颗粒并不是以单个颗粒进行运动,而是成团絮状运动的。颗粒进行运动,而是成团絮状运动的。颗粒进行运动,而是成团絮状运动的。颗粒进行运动,而是成团絮状运动的。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用D、流化床的压力降 1 1、流化床的压力降、流化床的压力降、流化床的压力降、流化床的压力降 (1)(1)床层压降的计算床层压降的计算 根据床层压降的受力分析得:根据床层压降的受力分析得:F1-F2=G=mgF1-

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