【正文】 常減壓蒸餾工藝流程 ? 原油蒸餾塔的工藝特征 ? 原油蒸餾塔的汽 液負(fù)荷分布規(guī)律 ? 蒸餾塔的回流方式 ? 原油蒸餾工藝流程的類型 ? 常減壓蒸餾原料及產(chǎn)品特點(diǎn) ? 常減壓蒸餾主要操作條件 常減壓蒸餾在煉油工業(yè)中 的重要作用與地位 ? 它的加工能力代表煉油廠的加工能力。 ? 是原油的第一道加工過程，也叫做一次加工。 ? 它是用物理方法 —蒸餾，將原油按不同的沸點(diǎn)范圍分離成不同的餾分。 ? 煉油其他裝置的原料均由蒸餾提供原料。 常減壓蒸餾工藝流程 原油蒸餾塔的工藝特征 ? 復(fù)合塔 ?汽提塔和汽提段 ?全塔熱平衡 ?恒分子回流的假定完全不適用 原油蒸餾塔的汽 液負(fù)荷分布規(guī)律 蒸餾塔的回流方式 ?塔頂回流 冷回流 熱回流 循環(huán)回流 中段循環(huán)回流 原油蒸餾工藝流程的類型 我國原油蒸餾工藝流程按煉油廠類型不同，可大致分為燃料型、燃料 潤滑油型二大類。 ?（ 一）燃料型 ?（二）燃料 —潤滑油型 常減壓蒸餾原料及產(chǎn)品特點(diǎn) 原油在進(jìn)入常減壓蒸餾裝置前，首先進(jìn)行脫鹽脫水。 ? 在常壓塔得到： 常壓塔頂：石腦油（汽油餾分）： 因?yàn)樾镣橹档涂梢宰鳛槿軇┯?；催化重整原料? 常一線：航空煤油（煤油）： 根據(jù)原油性質(zhì)不同，生產(chǎn)不同的煤油。 常二線：柴油 一般生產(chǎn) 0柴油 常三線：重柴油： 20重柴油 ? 在減壓塔得到： 餾分范圍為（ 350～ 500℃ ）的蠟油 在不同的側(cè)線得到各個(gè)餾分，作為生產(chǎn)潤滑油原料?；?qū)⒏鱾€(gè)餾分混合，特點(diǎn)：凝固點(diǎn)高，分子量大，作為：催化裂化原料，加氫裂化原料。 在減壓塔底得到渣油，根據(jù)原油的性質(zhì)可以作為：燃料油，延遲焦化原料，生產(chǎn)瀝青的原料。 常減壓蒸餾主要操作條件 ? 常壓塔 溫度：原油經(jīng)換熱后達(dá)到 300℃ 左右，進(jìn)入常壓加熱爐，原油被加熱到 360～ 380℃ 進(jìn)入常壓塔進(jìn)行蒸餾。塔頂 100～ 130 ℃ ，常一線（煤油）200 ℃ 左右，常二線（柴油） 280 ℃ 左右，常三線（重柴油） 340 ℃ 左右。 壓力：塔頂在 ～ 。 ? 減壓塔 溫度：常壓塔底油 350℃ 左右進(jìn)入減壓加熱爐，被加熱到 380～ 400℃ 進(jìn)入減壓塔進(jìn)行蒸餾。 壓力：減壓塔頂殘壓一般在 20～ 60mmHg。 減壓塔的工藝特點(diǎn) ? 塔頂和塔底縮徑 ? 一般使用填料 ? 燃料型減壓塔有 2—3個(gè)側(cè)線 ? 潤滑油型減壓塔有 4—5個(gè)側(cè)線 “干式 ” 減壓特點(diǎn) ? 塔頂殘壓在 10—20mmHg ? 一般在塔底不注水蒸汽 ? 塔用填料 ? 爐管擴(kuò)徑 ? 大直徑低速轉(zhuǎn)油線 ? 燃料型減壓塔使用該技術(shù) 第四章 催化裂化工藝 ? 第一節(jié) 概 述 ? 第二節(jié) 烴類的催化裂化反應(yīng) ? 第三節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品特點(diǎn) ? 第四節(jié) 催化裂化催化劑 ? 第五節(jié) 流態(tài)化基本原理 ? 第六節(jié) 催化裂化工藝流程 ? 第七節(jié) 渣油催化裂化 第一節(jié) 概 述 ?催化裂化在煉油工業(yè)中的地位和作用 ?催化化裂化的工業(yè)型式 ?催化裂化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 催化裂化在煉油工業(yè)中的地位和作用 ? 一般原油經(jīng)常減壓蒸餾后可得到 10～ 40％的汽油，煤油及柴油 ? 等輕質(zhì)油品，其余的是重質(zhì)餾分和殘?jiān)?。如果不?jīng)過二次加 ? 工它們只能作為潤滑油原料或重質(zhì)燃料油。但是國民經(jīng)濟(jì)和國 ? 防上需要的輕質(zhì)油量是很大的，由于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展對(duì)汽油的質(zhì) ? 量提出更高的要求．而直餾汽油（辛烷值較低 40）則一般難以 ? 滿足這些要求。原油經(jīng)簡單加工所能提供的輕質(zhì)油品的數(shù)量和 ? 質(zhì)量同生產(chǎn)發(fā)展所需要的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量之間的矛盾促 ? 使了催化裂化過程的產(chǎn)生和發(fā)展。促進(jìn)催化裂化發(fā)展的因素中 ? 除了繼續(xù)解決上述的矛盾以外，還有像如何滿足石油化工原料 ? 的需要，如何節(jié)約能源以及減少環(huán)烷污染等新的因數(shù)對(duì)促進(jìn)催 ? 化裂化發(fā)展也起重要作用。 ? 在一般工業(yè)條件下，氣體產(chǎn)率約 10一 20％， 其中主要是 C C4，汽油產(chǎn)率約 20一 60％， 汽油的車烷值 90左右，柴油產(chǎn)率約 10一 40％，柴油的十六烷值較直餾柴油的低，焦炭產(chǎn)率約 5一 10％，焦炭是裂化反應(yīng)的縮合產(chǎn)物，催化裂化氣體含烯烴多，所以可作為化工原料。 ? 催化裂化的主要作用是將重質(zhì)油品轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的輕質(zhì)油。 ? 催化裂化幾乎在所有的煉油中都是最重要的二次加工手段。 催化化裂化的工業(yè)型式 催化裂化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) ? 自 1936年工業(yè)化以來．催化裂化技術(shù)發(fā)展很快。目前，在許多國家催化化裂化已成為最重要的二次加工手段之一。我國商品汽油中 70%來自催化，柴油中 30%來自催化。 ? 加工重質(zhì)原料：目前以加工常壓和減壓渣油為主。 ? 降低能耗：催化裂化裝置的能耗較大，降低能耗的潛力也很大。 ? 減少環(huán)境污染： ? 過程模擬和計(jì)算機(jī)應(yīng)用。 第二節(jié) 烴類的催化裂化反應(yīng) ? 烴類正碳離子反應(yīng)機(jī)理 ? 單體烴的催化裂化反應(yīng) ? 石油餾分的催化裂化反應(yīng) ? 催化裂化反應(yīng)的熱效應(yīng) ? 影響催化裂化的主要因素 烴類催化裂化正碳離子反應(yīng)機(jī)理 ? 烴類在裂化催化劑上進(jìn)行反應(yīng)的歷程，或稱反應(yīng)機(jī)理。 ? 通過正十六烯的催化裂化反應(yīng)來說明正碳離子學(xué)說。 單體烴的催化裂化反應(yīng) ? 分解反應(yīng) ? 異構(gòu)化反應(yīng) ? 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng) ? 芳構(gòu)化反應(yīng) ? 疊合反應(yīng) ? 烷基話化反應(yīng) ? 縮合反應(yīng) 石油餾分的催化裂化反應(yīng) 各類烴之間的競爭吸附和對(duì)反應(yīng)的阻滯作用 烴類催化裂化是個(gè)氣 —固非均相反應(yīng) ? (1)原料分子自主氣流中向催化劑擴(kuò)散； ? (2)接近催化劑的原料分子向微孔內(nèi)表面擴(kuò)散； ? (3)靠近催化刑表面的原料分子被催化劑吸附； ? (4)被吸附的分子在催化劑的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)； ? (s)生成的產(chǎn)品分子從催化劑上脫附下來； ? (6)脫附下來的產(chǎn)品分子從微孔內(nèi)向外擴(kuò)散； ? (7)產(chǎn)品分子從催化劑外表面再擴(kuò)散到主氣流中。然后離開反應(yīng)器。 平行一順序反應(yīng) 影響催化裂化的主要因素 ? 反應(yīng)溫度 ? 反應(yīng)時(shí)間 ? 反應(yīng)壓力 ? 劑油比 催化裂化反應(yīng)過程中的有關(guān)概念 ? 轉(zhuǎn)化率 ? 總轉(zhuǎn)化率 ? 單程轉(zhuǎn)化率 ? 產(chǎn)品分布 原料裂化所得各種產(chǎn)品產(chǎn)率的總和為 100％，各產(chǎn)率之間的分配關(guān)系即為產(chǎn)品分布。 一般來說是希望盡量提高目的產(chǎn)物“汽油和柴油”的產(chǎn)率而限制副產(chǎn)品“氣體和焦炭” ? 循環(huán)裂化 影響因素分析 影響催化裂化反應(yīng)的主要因索有： ? 反應(yīng)溫度 ? 反應(yīng)時(shí)間 ? 劑油比 ? 反應(yīng)壓力 第三節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品特點(diǎn) ? 催化裂化原料 ? 催化裂化原料的范圍很廣泛，大體對(duì)分為餾分油和渣油兩大類。 ? 餾分油 （ 1）直餾重餾分油（蠟油 350～ 500℃ ）：大多數(shù)直餾重餾分含芳烴較少，容易裂化，輕油收率較高，是理想的催化裂化原料。（ 2）熱加工產(chǎn)物：焦化蠟油、減粘裂化餾出油等。由于它們是已經(jīng)裂化過的油料，其中烯烴、芳烴含量較多，裂化時(shí)轉(zhuǎn)化率低、生焦率高，一般不單獨(dú)使用，而是和直餾餾分油摻合作為混合進(jìn)料。 (3)潤滑油溶劑精制的抽出油：此抽出油中含有大量難以裂化的芳烴，尤其是含稠環(huán)化合物較多，極易生焦。 ? 渣油：渣油是原油中最重的部分，它含有大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和各種稠環(huán)烴類，因此它的元素組成中氫碳比小，殘?zhí)恐蹈?，在反?yīng)中易于縮合生成焦炭，這時(shí)產(chǎn)品分布和裝置熱平衡都有很大影響。原油中的硫、氮、重金屬以及鹽分等雜質(zhì)也大量集中在值油中。在催化裂化過程中會(huì)使催化劑中毒，進(jìn)而也會(huì)影響產(chǎn)品分布，同時(shí)將加重對(duì)環(huán)境的污染。由于渣油的殘?zhí)俊⒅亟饘?、硫、氮等化合物的含量比餾分油高得多，增加了化化裂化的難度。 衡量原料性質(zhì)的指標(biāo) ? 餾分組成 ? 化學(xué)組成 ? 殘?zhí)? ? 含氮含硫化合物 ? 重金屬 產(chǎn)品特點(diǎn) 產(chǎn)品分布： ? 氣體： 10～ 20%；汽油： 40～ 60%；柴油： 20～40%；焦炭： 5～ 10%。 ? 1．氣體產(chǎn)品： 在一般工業(yè)條件下，氣體產(chǎn)率約為 10～ 20％，催化裂化氣體中大量的是 C C4(稱為液態(tài)烴或液化氣 )，約占 90％ (重 )，其中液態(tài)烴中 C4含量約為 C3含量的 1． 5—2． 5倍，而且烯烴比烷烴多 C3中烯烴約為 70％左右． C4烯烴約為 55％左右。由于上述特點(diǎn)至使催化裂化所產(chǎn)氣體成為石油化工的寶貴原料。 ? 2．液體產(chǎn)品 ? 催化裂化汽油產(chǎn)率為 40一 60％ (重 )。由于其中有較多烯烴 (一般 50%以上）、異構(gòu)烷烴和芳烴，所以辛烷值較高，一般為 90左右 (RON)。 ? 柴油產(chǎn)率為 20一 40％ (重 )，因其中含有較多的芳烴約為 40一 50％，所以十六烷值較直餾柴油低很多，只有 20～ 3０，常常需要與直餾柴油等調(diào)合后才能作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料使用。 ? 3．焦炭： 催化裂化的焦炭沉積在催化劑上，不能作產(chǎn)品。常規(guī)催化裂化的焦炭產(chǎn)率約為 5—7％，當(dāng)以渣油為原料時(shí)可高達(dá) 10％以上。 第四節(jié) 催化裂化催化劑 ? 催化劑是一種能使在該條件下，從熱力學(xué)角度判斷有可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)改變其反應(yīng)速度的物質(zhì)。它可以加快某些反應(yīng)的速度，也可以抑制另一些反應(yīng)的進(jìn)行。而對(duì)那些熱力學(xué)上沒有可能進(jìn)行的反應(yīng)則不起作用。同時(shí)對(duì)可逆反應(yīng)它相等地加速正向和逆向反應(yīng)，也就是不改變反應(yīng)的平衡。例如，在通常的反應(yīng)條件下，從熱力學(xué)角度來判斷，烴類可以進(jìn)行分解、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、疊合、烴化等多種反應(yīng)，但反應(yīng)速皮各異，這樣就可以利用催化劑選擇性地加速這些反應(yīng)中所希望的反應(yīng)，而抑制那些不希望發(fā)生的反應(yīng)，從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量改善產(chǎn)品分布的目的 ，這是熱裂化過程所達(dá)不到的。例如為了提高汽油辛烷值，設(shè)法使催化劑能選擇性加速異構(gòu)化反應(yīng)而抑制氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和不飽和烴進(jìn)一步脫氫生焦的反應(yīng)。 催化裂化劑的種類、組成和結(jié)構(gòu) ? 工業(yè)上所使用的裂化催化劑雖品種繁多，但歸納起來不外乎三大類： ? 天然白土催化劑 ? 無定型合成催化劑 ? 分子篩催化劑。 天然白土催化劑 ?工業(yè)催化裂化裝置最初使用的經(jīng)處理的天然白土，其主要活性組分是硅酸鋁。 無定型合成催化劑 ? 天然白土被人工合成硅酸鋁所取代。 ? 特點(diǎn)：具有孔徑大小不一的許多微孔，一般平均孔徑為 4—7 nm，比表面積可達(dá)500—700m2/g。 ? 硅酸鋁的催化活性來源于其表面的酸性。 硅酸鋁催化劑的結(jié)構(gòu) 分子篩催化劑特點(diǎn) ? 分子篩催化劑在催化裂化中的應(yīng)用是催化裂化技術(shù)的重大發(fā)展。 ? 與無定型硅酸鋁相比具有的特點(diǎn)： 具有更高的選擇性、活性和穩(wěn)定性，比表面600—800m2/g。 ? 分子篩是一種具有晶格結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽 ——又稱沸石。 ? 重要特點(diǎn)：穩(wěn)定、均一的微孔結(jié)構(gòu)。其大小分子大小數(shù)量級(jí)。 ? 按其組成及晶體結(jié)構(gòu)的不同可分為多種類型。 分子篩催化劑 分子篩催化劑是 60年代發(fā)展起來的一種新型的高活性催化劑。它的出現(xiàn)，使流化催化裂化工藝發(fā)生了很大變化，裝置處理能力顯著提高，產(chǎn)品產(chǎn)率及質(zhì)量都得到改善。 ? 分了篩又名結(jié)晶型泡沸石，是一種具有規(guī)則品體結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，在它的晶格結(jié)構(gòu)中排列者整齊均勻，大小一定的孔穴，只有小于孔徑的分子才能進(jìn)入其中，而直徑大于孔徑的分子則無法進(jìn)入。由于它能像篩子一樣將直徑大小不等的分子分開，因而得名分子篩。 ? 催化裂化催化劑主要有四種 Y型分子篩： ? REY。HY。REHY。超穩(wěn) Y型。一般催化裂化催化劑含分子篩為 10—35%。 催化劑的使用性能 1）物理性質(zhì) A、密度 B、篩分組成和機(jī)械強(qiáng)度 C、結(jié)構(gòu)特性（比表面、孔體積、孔徑） 2）化學(xué)性質(zhì) A、活性 B、選擇性 C、穩(wěn)定性 D、抗金屬污染能力（污染指數(shù)） 催化劑的密度 ? 真實(shí)密度又稱骨架密度；一般在 2—。 ? 顆粒密度；一般在 —。 ? 堆積密度；一般在 —。 篩分組成 ? 篩分組成 一般催化裂化催化劑的粒徑分布范圍在：20230μm。分布是： 4080 μm 占 50%； 2040 μm 占 25% 80100 μm 占 25%。 20 μm和 100 μm很少。 第五節(jié) 流