【正文】 催化裂化過程具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：⑴ 輕質(zhì)油收率高，可達(dá)70%~80%；⑵ 催化裂化汽油的辛烷值高，馬達(dá)法辛烷值可達(dá)78，汽油的安定性也較好；⑶ 催化裂化柴油十六烷值較低，常與直餾柴油調(diào)合使用或經(jīng)加氫精制提高十六烷值，以滿足規(guī)格要求；⑷ 催化裂化氣體，C3和C4氣體占80%，其中C3丙烯又占70%，C4中各種丁烯可占55%，是優(yōu)良的石油化工原料和生產(chǎn)高辛烷值組分的原料。在許多情況下，將稀土元素引入Y型沸石中。新正碳離子或裂化，或奪得一個(gè)氫負(fù)離子而生成烷烴分子，或發(fā)生異構(gòu)化、芳構(gòu)化等反應(yīng)。174。由以上反應(yīng)可見，在烴類的催化裂化反應(yīng)過程中，裂化反應(yīng)的進(jìn)行，使大分子分解為小分子的烴類，這是催化裂化工藝成為重質(zhì)油輕質(zhì)化重要手段的根本依據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明，碳原子相同的各種烴類，吸附能力的大小順序是： 稠環(huán)芳烴 稠環(huán)、多環(huán)環(huán)烷烴 烯烴 烷基芳烴 單環(huán)環(huán)烷烴 烷烴而按烴類的化學(xué)反應(yīng)速度順序排列，大致情況如下：烯烴 大分子單烷側(cè)鏈的單環(huán)芳烴 異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴 小分子單烷側(cè)鏈的單環(huán)芳烴 正構(gòu)烷烴 稠環(huán)芳烴綜合上述兩個(gè)排列順序可知，石油餾分中芳烴雖然吸附性能強(qiáng)，但反應(yīng)能力弱，吸附在催化劑表面上占據(jù)了大部分表面積，阻礙了其它烴類的吸附和反應(yīng)，使整個(gè)石油餾分的反應(yīng)速度變慢。如圖33所示，隨著反應(yīng)時(shí)間的增長，轉(zhuǎn)化率提高，氣體和焦炭產(chǎn)率一直增加。再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。對于操作壓力較高的裝置，常設(shè)有煙氣能量回收系統(tǒng)，利用再生煙氣的熱能和壓力作功，驅(qū)動主風(fēng)機(jī)以節(jié)約電能。催化裂化分餾塔底部的脫過熱段裝有約十塊人字形擋板?？账俸头磻?yīng)時(shí)間 每小時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的原料量與反應(yīng)器內(nèi)催化劑藏量之比稱為空速。另外，原料油的殘?zhí)恐岛椭亟饘俸扛撸瑫菇固亢蜌怏w產(chǎn)率增加。圖35表示提升管催化裂化的反應(yīng)時(shí)間與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。典型的重油是餾程大于350℃的常壓渣油或加氫脫硫常壓渣油。三 重油催化裂化催化劑重油催化裂化要求其催化劑具有較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，并且有較強(qiáng)的抗重金屬污染的能力。Webster 流化催化裂化工藝。采用該工藝的工業(yè)裝置在我國鎮(zhèn)海煉油廠、武漢煉油廠、廣州煉油廠、長嶺煉油廠、南京煉油廠都已相繼投產(chǎn)。一、催化重整(catalytic reformation)的化學(xué)反映重整催化劑通常含有千分之幾的貴金屬鉑，它或者單獨(dú)的或者與其它金屬（Re、Ir或Sn）共同擔(dān)載在多孔的酸性氧化鋁（一般引入氯元素）上。二、催化重整的原料油催化重整通常以直餾汽油餾分為原料，根據(jù)生產(chǎn)目的不同，對原料油的餾程有一定的要求。原料油中的含硫、含氮化合物和水分在重整條件下，分別生成硫化氫和氨，它們含量過高，會降低催化劑的性能。烯烴加氫飽和，砷、鉛等重金屬化合在預(yù)加氫條件下進(jìn)行分解，并被催化劑吸附除去。從油氣分離器頂分出的氣體含有大量氫氣[85%(體)～95%(體)]，經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后，大部分作為循環(huán)氫與重整原料混合后重新進(jìn)入反應(yīng)器，其余部分去預(yù)加氫部分。后加氫催化劑為鉬酸鈷或鉬酸鎳，反應(yīng)溫度為330℃左右。４、重質(zhì)油加氫脫金屬反應(yīng) 金屬有機(jī)化合物大部分存在于重質(zhì)石油餾分中，特別是渣油中。反應(yīng)器進(jìn)料可以是氣相(精制汽油時(shí))，也可以是氣液混相(精制柴油時(shí))。在冷卻器前要向產(chǎn)物中注入高壓洗滌水，以溶解反應(yīng)生成的氨和部分硫化氫。二、加氫裂化加氫裂化是重質(zhì)原料在催化劑和氫氣存在下進(jìn)行的催化加工，生產(chǎn)各種輕質(zhì)燃料油的工藝過程。一 加氫裂化過程的化學(xué)反應(yīng)石油烴類在高溫、高壓及加氫裂化催化劑存在下，通過一系列化學(xué)反應(yīng)，使重質(zhì)油品轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品，其主要反應(yīng)包括：裂化、加氫、異構(gòu)化、環(huán)化及脫硫、脫氮和脫金屬等。 RCH2CH2CH3環(huán)烷烴 單環(huán)環(huán)烷烴在過程中發(fā)生異構(gòu)化，斷環(huán)，脫烷基以及不明顯的脫氫反應(yīng)：雙環(huán)環(huán)烷烴和多環(huán)環(huán)烷烴首先異構(gòu)化生成五圓環(huán)的衍生物然后再斷鏈。上述加氫裂化反應(yīng)中，加氫反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，而裂化反應(yīng)則是吸熱反應(yīng)，二者部分抵銷，最終結(jié)果仍為放熱反應(yīng)過程。原料在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)條件維持在溫度380℃～440℃，空速 ，氫油體積比2500。在加氫活性高的催化劑上進(jìn)行脫硫，脫氮反應(yīng)，此時(shí)原料油中的重金屬也被脫掉。石油產(chǎn)品的分類：石油經(jīng)過加工提煉，可以得到的產(chǎn)品大致可分為四大類：一石油燃料石油燃料是用量最大的油品。三 蠟、瀝青和石油焦它們是從生產(chǎn)燃料和潤滑油時(shí)進(jìn)一步加工得來的，其產(chǎn)量約為所加工原油的百分之幾。最后還考慮能否高效穩(wěn)定的運(yùn)行，有效降低設(shè)備的投資和運(yùn)行成本。我們現(xiàn)在主要在水處理設(shè)備中反滲透技術(shù)廣泛應(yīng)用，設(shè)備的在長期或短期停運(yùn)過程中必須要定期維護(hù)。該污泥處理技術(shù)是由挪威CAMBI公司發(fā)明。三、高溫?zé)崴獾淖饔锰岣呖缮玫奈镔|(zhì)；提高降解率，從而提高沼氣產(chǎn)量；可改善脫水效果，實(shí)現(xiàn)污泥減量；可提高衛(wèi)生化水平。改善了消化環(huán)境。消化池中H2S的含量與pH有關(guān)，pH越低對消化反應(yīng)的抑制作用就越大。穩(wěn)定化的實(shí)質(zhì)是：微生物不再具有發(fā)生作用條件。傳統(tǒng)厭氧消化與Cambi高級厭氧消化的對比值得一提的是Cambi高級厭氧消化工藝的消化穩(wěn)定的產(chǎn)物（消化剩余污泥）是無菌的生物固體，因?yàn)槲勰嘣?55170℃下處理了30min，所有的致病菌都被殺滅。除上述普通鐵水預(yù)處理外還有特殊鐵水預(yù)處理，如針對鐵水含有特殊元素提純精煉或資源綜合利用而進(jìn)行的提釩、提鈮、提鎢等預(yù)處理技術(shù)。(1)蘇打灰。另外，處理后的渣量大，且渣中含有未反應(yīng)盡的電石顆粒，遇水易產(chǎn)生乙炔(C2H2)氣體，故對脫硫渣的處理要求嚴(yán)格。用鎂脫硫，鐵水的溫降小，渣量及鐵損均少且不損壞處理罐的內(nèi)襯，也不影響環(huán)境。(3)采用攪拌器的機(jī)械攪拌法。噴吹脫硫法具有脫硫反應(yīng)速度快、效率高、操作靈活方便，處理鐵水量大，設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，保證了鎂與硫的反應(yīng)不僅僅局限在鎂劑導(dǎo)入?yún)^(qū)域或噴吹區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，而是在鐵水包整個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行，這對鐵水脫硫是十分有利的。單吹鎂脫硫用的涂層顆粒鎂要求：wMg≥92％；～，其中粒度大于3mm以上的針狀不規(guī)則顆粒少于8％。目前新建鐵水脫硫裝置大多采用鐵水包單獨(dú)噴吹鎂或復(fù)合噴吹鎂的技術(shù)和設(shè)備。單吹顆粒鎂脫硫工藝參數(shù)如下：(1)脫硫劑顆粒鎂，～，wMg≥92％(2)氮?dú)鈮毫?3)初始鐵水w[sl=％(4)目標(biāo)鐵水w[s]=％(5)噴吹時(shí)間≤10min(6)脫硫劑(Mg)流量8～15kg/min(7)脫硫劑(Mg)消耗(8)溫降10℃鐵水包鎂基復(fù)合噴吹脫硫的工藝流程及基本工藝參數(shù)是怎樣的?鎂基脫硫劑是由鎂粉加上石灰粉或電石粉及其他添加劑組成，噴入鐵水后脫硫反應(yīng)主要由鎂粉完成。1鐵水包噴吹鎂脫硫與其他脫硫工藝比較具有哪些優(yōu)點(diǎn)?鐵水包噴鎂脫硫工藝與其他脫硫工藝相比，具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：(1)脫硫效率高。鎂基復(fù)合噴吹脫硫工藝流程如圖35所示。為保證把鎂劑(不摻添加料)可靠地噴入鐵水中并使鎂的吸收率在95％以上，且不堵槍，應(yīng)合理選擇噴槍和輸鎂管路的結(jié)構(gòu)和噴吹系統(tǒng)參數(shù)。同時(shí)鐵水包內(nèi)的鐵水溫度比魚雷罐內(nèi)低一些，更促進(jìn)鎂脫硫獲得理想的脫硫效果，降低了鐵水處理成本。促進(jìn)鎂蒸氣大量溶解于鐵水中的措施是：鐵水溫度低；加大噴槍插入鐵水液面以下的深度，提高鎂蒸氣壓力，延長鎂蒸氣泡與鐵水接觸時(shí)間。當(dāng)金屬鎂與硫結(jié)合生成MgS后，其熔點(diǎn)為 2000℃，如與氧結(jié)合生成MgO后，其熔點(diǎn)為2800℃，～，二者均為高熔點(diǎn)、低密度穩(wěn)定化合物。此法是用噴槍以惰性氣體為載體，將脫硫劑與氣體混合吹入鐵水深部，以攪動鐵水與脫硫劑充分混合的脫硫方法。(1)投入法。鎂噴入鐵水后發(fā)生如下反應(yīng)：Mg+[S]=MgS(S)鎂在鐵水的溫度下與硫有極強(qiáng)的親和力，特別是在低溫下鎂脫硫效率極高，脫硫過程可預(yù)測，％的精度。其主要成分為CaO，用石灰粉脫硫的反應(yīng)式如下：2CaO(S)+[S]+(1/2)[Si]=(CaS)(S)+(1/2)(Ca2Si04)石灰價(jià)格便宜、使用安全，但在石灰粉顆粒表面易形成2CaO?Si02致密層，限制了脫硫反應(yīng)進(jìn)行，因此，石灰耗用量大，致使生成的渣量大和鐵損大，鐵水溫降也較多。(3)減輕高爐脫硫負(fù)擔(dān)后，能實(shí)現(xiàn)低堿度、小渣量操作，有利于冶煉低硅生鐵，使高爐穩(wěn)定、順行，可保證向煉鋼供應(yīng)精料。3）熱水解高級厭氧消化可為利用一個(gè)廠現(xiàn)有消化罐建設(shè)區(qū)域污泥及有機(jī)垃圾處理中心提供有效途徑。Cambi熱水解工藝污泥經(jīng)螺桿泵從儲泥罐連續(xù)不斷地送入漿化罐、再經(jīng)過螺桿泵以批次方式送入各個(gè)反應(yīng)罐、在批次加入蒸汽進(jìn)行高壓蒸煮后、在反應(yīng)罐自身壓力推動下污泥進(jìn)入閃蒸罐卸壓閃蒸。降低了重金屬的溶解性。pH值降低，又會導(dǎo)致非離解性酸含量和CO2增加，而使沼氣產(chǎn)量下降。其粘滯性與含固率5%的污泥粘滯性相近。然而采用高溫?zé)崴忸A(yù)處理技術(shù)，可有效解決以上工藝系統(tǒng)問題。清水要溢滿流出250L/，配方為1：15（加熱至60度）（ m m）。就可以去除鐵銹和懸浮物，還能去除膠體和余氯。但是現(xiàn)在環(huán)境污染的加劇水質(zhì)軟差，需要量用到反滲透設(shè)備的預(yù)處理初步凈化。液化石油氣燃料 即液態(tài)烴。兩段加氫裂化工藝的特點(diǎn)是：對原料適應(yīng)性強(qiáng)，改變第一段催化劑可以處理多種原料，如高氮高芳烴的重質(zhì)原料油。自高壓分離器頂部分出循環(huán)氫，經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓至反應(yīng)器入口壓力后，返回系統(tǒng)循環(huán)使用，自高壓分離器底部分出加氫生成油，進(jìn)入低壓分離器，在低壓分離器內(nèi)將水脫出，并釋放出溶解氣體，作為富氣送出裝置，可以作燃料氣用。(2)產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高 加氫裂化產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是不飽和烴少，非烴雜質(zhì)含量少，所以油品的安定性好，無腐蝕，含環(huán)烷烴多，還可作為重整原料。雙環(huán)、多環(huán)和稠環(huán)芳烴加氫裂化是分步進(jìn)行的，通常一個(gè)芳香環(huán)首先加氫變?yōu)榄h(huán)烷烴，然后環(huán)烷環(huán)斷開變成單烷基芳烴，再按單環(huán)芳烴規(guī)律進(jìn)行反應(yīng)。在加氫裂化條件下，烯烴加氫變?yōu)轱柡蜔N，反應(yīng)速度最快。所以脫碳過程的輕質(zhì)油收率不可能很高。為了保證循環(huán)氫的純度(不小于65%(體))，避免硫化氫在系統(tǒng)中積累，常用硫化氫回收系統(tǒng)，解吸出來的硫化氫送到制硫裝置回收硫磺，凈化后的氫氣循環(huán)使用。前者叫一段加氫法，后者叫兩段加氫法。例如，焦化柴油加氫精制時(shí)，當(dāng)脫硫率達(dá)到90%的條件下，脫氮率僅為40%。174。以生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的時(shí)，重整汽油從穩(wěn)定塔底抽出經(jīng)冷卻后送出裝置。以蒸餾脫水法較為常用。一 重整原料油的預(yù)處理包括原料的預(yù)分餾，預(yù)脫砷和預(yù)加氫幾個(gè)部分。生產(chǎn)芳烴時(shí)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的目的芳烴產(chǎn)品選擇適宜沸點(diǎn)范圍的原料餾分。在雙金屬重整過程中加入金屬錸作為助催化劑，以減少氫解副反應(yīng)和金屬在高溫含氫環(huán)境下聚集燒結(jié)。采用鉑催化劑的重整過程稱鉑重整，采用鉑錸催化劑的稱為鉑錸重整，而采用多金屬催化劑的重整過程稱為多金屬重整。前一再生器控制在高的CO/CO2比下操作，焦炭中的絕大部分氫和一部分碳在此被燒掉，從而為后一再生器在無水存在的情況和高溫下操作而不致使催化劑嚴(yán)重減活創(chuàng)造條件。但在催化劑的流化，輸送和回收方面，在兩器壓力平衡的計(jì)算方面，兩者完全相同。因此可見，為了減少催化劑上的生焦量，必須盡可能地減少液相部分的比例，所以要強(qiáng)化催化裂化前期過程中的霧化和蒸發(fā)過程，提高氣化率，減少液固反應(yīng)。重油催化裂化重油催化裂化（residue fluid catalytIC cracking，即RFCC）工藝的產(chǎn)品是市場極需的高辛烷值汽油餾分，輕柴油餾分和石油化學(xué)工業(yè)需要的氣體原料。反應(yīng)壓力 提高反應(yīng)壓力的實(shí)質(zhì)就是提高油氣反應(yīng)物的濃度，或確切地說，油氣的分壓提高，有利于反應(yīng)速度加快。二 影響催化裂化反應(yīng)深度的主要因素影響催化裂化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的主要因素有：原料性質(zhì)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)時(shí)間。吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣(≤C2)、液化氣(CC4)和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。再生系統(tǒng)來的高溫油氣進(jìn)入催化分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過熱段脫熱后進(jìn)入分餾段，經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。~(表)的頂部壓力，~。催化裂化裝置的工藝流程催化裂化技術(shù)的發(fā)展密切依賴于催化劑的發(fā)展。但實(shí)際生產(chǎn)中，這類原料并不多見。催化裂化并不是各族烴類單獨(dú)反應(yīng)的綜合結(jié)果，在反應(yīng)條件下，任何一種烴類的反應(yīng)都將受到同時(shí)存在的其它烴類的影響，并且還需要考慮催化劑存在對過程的影響。174。二 催化裂化的化學(xué)原理催化裂化條件下各族烴類的主要反應(yīng)：烷烴裂化為較小分子的烯烴和烷烴，如：C16H34 190。催化裂化實(shí)質(zhì)上是正碳離子的化學(xué)。催化裂化的化學(xué)原理 一 催化裂化催化劑1936年工業(yè)上首先使用經(jīng)酸處理的蒙脫石催化劑。所以只靠常減壓蒸餾無法滿足市場對輕質(zhì)油品在數(shù)量和質(zhì)量上的要求。每個(gè)塔的切換周期，包括生焦、除焦及各輔助操作過程所需的全部時(shí)間。延遲焦化的特點(diǎn)是，原料油在管式加熱爐中被急速加熱，達(dá)到約500℃高溫后迅速進(jìn)入焦炭塔內(nèi)，停留足夠的時(shí)間進(jìn)行深度裂化反應(yīng)，使得原料的生焦過程不在爐管內(nèi)而延遲到塔內(nèi)進(jìn)行，這樣可避免爐管內(nèi)結(jié)焦，延長運(yùn)轉(zhuǎn)周期，這種焦化方式就叫延遲焦化。目前，國內(nèi)減粘裂化裝置的主要任務(wù)是降低燃料油粘度，即不是以生產(chǎn)輕質(zhì)油品為主要目的，所以對反應(yīng)深度要求不高，適宜采用塔式減粘工藝。在減粘反應(yīng)條件下，原料油中的瀝青質(zhì)基本上沒有變化，非瀝青質(zhì)類首先裂化，轉(zhuǎn)變成低沸點(diǎn)的輕質(zhì)烴。低分子芳烴，例如苯、甲苯對熱極為穩(wěn)定，溫度超過550℃時(shí)，苯開始發(fā)生縮合反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為聯(lián)苯、氣體和焦炭，當(dāng)溫度達(dá)到800℃以上時(shí)，苯裂解生成焦炭為主要反應(yīng)方向。溫度和壓力條件對烷烴的分解反應(yīng)有重大影響，當(dāng)溫度在500℃以下，壓力很高時(shí)，烷烴斷裂的位置