催化裂化工艺与检测分析-李海焕

催化裂化装置工艺与检测分析中心化验室李海焕培训的目的与内容催化裂化装置的工艺原理催化裂化装置产品的流向催化裂化装置检测样品的典型数据第一讲催化裂化装置的工艺原理催化裂化原料在470℃-530℃的温度和0.1MPa-0.3MPa的压力条件下与催化剂接触，发生一系列反应，生成气体、汽油、柴油、油浆和焦炭的过程。催化裂化过程的特点轻质油收率高，可达到70%-80%。催化裂化生产高辛烷值汽油，汽油研究法辛烷值可达到85/RON以上。催化柴油的十六烷值低，仅24/CN左右，常与直馏柴油、催化柴油调合加氢后提高十六烷值催化气体产品产率约为10%-20%，其中含有大量的C3、C4烯烃，是优良的化工原料。催化裂化装置的化学过程烷烃：裂化为较小分子的烯烃与烷烃CnH2n+2→CmH2m+CpH2p+2n=m+p

烷烃烯烃烷烃烯烃：裂化为较小的烯烃CnH2n→CmH2m+CpH2p芳烃：

（1）脱烷基反应：ArH2n+1→ArH+CnH2n

烷基芳烃芳烃烯烃

（2）侧链断裂：ArH2n+1→ArH2m-1+CpH2p+2

烷基芳烃烯基芳烃烷烃环烷烃裂化为烯烃：CnH2n→CmH2m+CpH2p

环烷烃烯烃烯烃CnH2n→C6H12+CmH2m+CpH2p（单环情况下发生裂解反应）氢转移反应：环烷烃+烯烃→芳烃+烷烃异构化反应烷烃→异构烷烃烯烃→异构烯烃芳构化反应：烯烃环化脱氢生成芳烃

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

→+3H2缩合反应：

+R1CH=CHR2→+2H2R2R1催化裂化反应速度的规律催化裂化反应是在固体催化剂表面上进行的某烃类的总反应速度处决于：吸附速度、反应速度

按吸附速度排序：稠环芳烃>多环环烷烃>烯烃>单环芳>单环环烷烃>烷烃按烃反应速度:烯烃>大分子单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃和环烷烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃催化裂化原料的选择:富含环烷烃的石油馏分是催化裂化的理想原料。第二讲催化裂化装置工艺流程催化裂化装置设计规模：170万吨/年催化裂化装置的原料：常减压蒸馏的混合蜡油、焦化混合蜡油催化裂化装置的组成：

反应-再生部分分馏部分吸收稳定部分主风机和烟气能量吸收部分产汽及余热锅炉部分催化裂化的产品主要产品：液化石油气、高辛烷值轻汽油、重汽油和轻柴油副产品：油浆和干气催化裂化产品的去向：催化干气产品精制装置液化石油气产品精制装置催化轻汽油产品精制装置催化重汽油汽油加氢催化柴油柴油加氢装置催化油浆罐区（焦化原料）反应-再生部分原料→V201→P201加压→换热→与回炼油混合→雾化→反应器（提升管下部）→与来自再生器的高温催化剂接触（完成原料的升温、汽化与反应）反应中的油气与催化剂→第二反应区→沉降器（R101）→经旋风分离催化剂后进入分馏塔（T201）→带积炭的催化剂→经汽提携带的油气后→待生斜管→再生器→烧焦（提高活性）原料油通过反应器与催化剂接触反应，不断地导出反应物（干气、液化气、汽油、柴油与油浆）催化剂在反应器与再生器之间不断地循环，在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭，使其恢复活性。烧焦放出的热量又以催化剂为热载体，不断地带回反应器供给反应消耗的热量。分馏部分从反应器顶部导出的反应物（油气混合物）→分馏塔→汽油→柴油→油浆吸收稳定部分目的：分离气体中C2以下组分与C3以上组分，同时分离溶于粗汽油中的少量C4-C5轻烃。吸收塔：利用气体中各组分在同一液体中溶解度不同达到分离的目的。解吸塔：重沸器热源将吸收的气体从液体中分离。稳定塔：采用蒸馏的办法分离汽油中的C3-C5组分。第三讲催化裂化装置样品特性催化裂化原料催化裂化原料

（85%直馏蜡油和15%焦化蜡油）密度(20℃),kg/m3

936.7365℃馏出量,质量分数/%

12.5500℃馏出量,质量分数/%

77.7硫含量,%(质量分数)≤2.122.24残炭,%(质量分数)

0.91饱和烃,%(m/m)

36.9芳香烃,%(m/m)

61.9胶质,%(m/m)

0.8沥青质,%(m/m)

0.4氯含量,mg/kg

4.2催化干气氢气,%甲烷,%乙烷,%乙烯,%CO2,%H2S,%氧气,%氮气,%CO,%C1-2,%C3+,%22.429.314.111.43.40.70.516.70.854.70.8催化干气催化干气2013年7-12月份催化干气除了关注C1、C2组分含量外，对H2的含量也要监控，H2含量反映催化剂与原料的匹配性，选择好的催化剂可以生成更多的目标产品汽油，降低生率。催化干气中的异常数据氢气结果明显偏小同时偏小还有甲烷氢气、甲烷偏小，C2偏大催化液化气催化液化气统计丙烷,%丙烯,%异丁烷,%正丁烷,%硫化氢,%正丁烯,%异丁烯,%反丁烯,%顺丁烯,%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催化液化气关注丙烯与异丁烯的含量极少出现丙烯大于40%异丁烯结果偏小催化汽油催化汽油催化粗汽油与稳定汽油

催化轻汽油统计硫含量初馏点,℃10%,℃50%,℃90%,℃终馏点,℃硫醇硫诱导期密度(m3蒸气压,kPa平均值262.127.530.136.251.766.6173.461.2645.8117.4（1）轻汽油烯烃含量相对较高，不适宜进加氢装置，避免辛烷值损失；（2）硫含量中主要以硫醇性硫存在，去产品精制脱除硫醇。精制催化轻汽油统计硫含量,%(质量分数)硫醇硫溴值,gBr/100g研究法辛烷值(RON)烯烃含量,%(体积分数)芳烃含量,%(体积分数)马达法辛烷值加氢前170020534.189.823.934.480.0加氢后805

87.81831

催化重汽油催化汽油的终馏点催化轻柴油催化轻柴油统计初馏点,℃10%馏出温度,℃50%馏出温度,℃90%馏出温度,℃95%馏出温度,℃密度(20℃),kg/m3硫含量,%(质量分数)闪点(闭口杯法),℃十六烷指数平均值203.2236.8283.5356.9368.6974.82.996.120.2催化油浆催化油浆统计密度固含量,g/L初馏点,℃350℃灰分硫含量饱和烃芳香烃胶质沥青质平均值1168.61.8247.13.90.14.60.296.43.00.4油浆固体含量是衡量催化剂跑损的指标！待生剂与再生剂

碳含量,%(m/m)铁,mg/kg镍,mg/kg钒,mg/kg钠,mg/kg钙,mg/kg铅,mg/kg铜,mg/kg锑,mg/kg活性小于20um,%20～40um,%40～80um,%大于80um,%待生0.95