石油炼制工艺学总结-2(3)

2019-02-14 22:48

且同一种反应在一个反应器也不能完成反应,故重整反应器采用多个串联;因催化重整反应总体而言是吸热反应,且去反应温度为480—530℃,为了保证目的产物的产率,故在每一个反应器的前面都设置一个加热炉,即采用中间加热的形式。所以,重整反应器采用多个串联,中间加热的形式。 15、为什么芳烃转化率(重整转化率)可超过100%?

芳烃转化率是重整生成油中的实际芳烃含量与原料的芳烃潜含量之比。芳烃潜含量包括原料中C6~C8环烷烃全部转化为芳烃再加上原料中的芳烃含量。从热力学角度看, 碳原子数>6的烷烃都可以转化为芳烃, 且平衡转化率较高,因烷烃环化脱氢是重整反应的一种,可见实际芳烃含量除了C6~C8环烷烃转化为芳烃和原料中的芳烃含量外,还有烷烃转化为芳烃。所以,依芳烃转化率定义可知,对于原料固定,其的芳烃潜含量也一定,当有大量的烷烃转化成芳烃时,际芳烃含量可以大于芳烃潜含量,即重整转化率可超出100% 。 16、 重整反应的主要影响因素

1)反应温度:480~530℃ 较高的反应温度:①利:对芳构化反应速度及反应平衡俱有利 ②弊:加氢裂化反应加剧,使液收下降;催化剂积炭加快。 2)反应压力,较低的反应压力:①利于芳构化反应,汽油及芳烃收率较高,副产氢气纯度较高②催化剂积炭加快。

3)空速:采用适宜的空速。 延长反应时间对环烷烃芳构化意义不大,而对烷烃的环化脱氢芳构及加氢裂化反应影响较大。 4)氢油比:氢油比增大有利于保护催化剂,但能耗增加。 17、简述三个重整反应器中各进行的主要反应及其特点

第一反应器进行的主要是六元环烷烃脱氢反应,其特点是反应速率最快,且是强吸热反应;第二反应器进行的是五元环烷烃异构脱氢反应,其特点是吸热反应但反应速率较第一反应器慢;第三反应器进行的是以烷烃环化脱氢为主的吸热反应,其反应速率较慢,需在较为苛刻的条件下才能进行。

18、加氢裂化中的循环氢油什么作用?重整过程中循环氢有何作用? 加氢裂化中的循环氢油的作用:

氢油比是指进入到反应器中标准状态下的氢气与冷态进料(20℃)的体积之比。使用循环氢油有助于提高汽油比。

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在一定的程度上,提高氢油比可以使原料的气化率提高,增大氢分压,这不仅有利于加氢反应,有利于减缓催化剂的积炭速度,延长操作周期,但是却增加了动力消耗和操作费用。同时,氢油比增大意味着反应物分压降低和反应物与催化剂的实际接触时间缩短,这又是对加氢反应是不利的,所以不能超出一定的范围。 此外,循环氢起着热载体的作用,加氢过程是放热反应,大量的循环氢可以提高反应系统的热容量,从而降低因加氢反应放热引起的反应温度上升的幅度。在加氢精制过程中,反应的热效应不大,可采用较低的氢油比;在加氢裂化过程中,热效应较大,氢耗量较大,可采用较高的氢油比。 重整过程中循环氢的作用:

重整过程中,使用循环氢是为了抑制催化剂结焦,它同时还具有热载体和稀释气的作用。在总压不变时,重整过程用循环氢有利于提高氢油比,提高氢油比意味着提高氢分压,有利于抑制催化剂上的积炭,但会增加压缩机功耗,减小反应时间。一般对于稳定性较好的催化剂和生焦倾向较小的原料,可采用较小的氢油比,反之则采用较大的氢油比。简而言之,就是改善反应器内温度分布,起热载体作业;抵制生焦反应,保护催化剂活性寿命;稀释反应原料,使物料更均匀地分布于床层中。

19、重整催化剂为什么要有双重功能性质?由什么组分来保证实现? 重整催化剂要具有脱氢和裂化、异构化两种活性功能,因为重整反应决定着它要具有两者功能,它们分别为金属活性中心和酸性中心,分别由金属盒卤素提供,即由金属和卤素组分来保证实现。故催化剂担体上的金属组分和酸性组分之间应有一个恰当的比例才能得到活性、选择性、稳定性良好的催化剂。 20、重整催化剂为什么要预硫化?与加氢裂化催化剂预硫化目的有何不同? 因为刚还原后的催化剂,具有很高的氢解活性,如不进行硫化,将在进油初期发生强烈的氢解反应,放出大量的反应热,使催化剂床层温度迅速升高,出现超温现象。上面出现这种现象,往往会造成严重后果,轻则造成催化剂大量积炭,损害催化剂的活性和稳定性,重则烧坏催化剂和反应器。对催化剂进行硫化,目的在于抑制催化剂过度的氢解反应,以保护催化剂的活性和稳定性,改善催化剂初期选择性。

重整催化剂预硫化是为了抵制催化剂的氢解活性和深度脱氢活性,而加氢催

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化剂预硫化是为了使催化剂的活性组分呈金属硫化物的形式,具有较高的活性。 21、 简述催化重整在石油加工中的作用?(简述催化重整的概念、生产目的、产品特点及在炼油工业中的作用。)

催化重整指在催化剂的作用下,烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程; 其生产目的是为了生产高辛烷值汽油和生产轻质芳烃(C6~C8);其的产品主要有高辛烷值汽油、生产轻质芳烃(C6~C8)和大量的副产品氢气;

其作用:这是因为它有三方面的功能:一是能把辛烷值很低的直馏汽油变成80至90号的高辛烷值汽油。二是能生产大量苯、甲苯和二甲苯,这些都是生产合成塑料、合成纤维和合成橡胶的基本原料。三是可副产大量廉价氢气 22、“后加氢”、“循环氢”的作用各是什么?脱戊烷塔的作用是什么? 后加氢的作用是对二碳、三碳馏分进行催化,以脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。脱戊烷塔的作用从塔顶脱除溶于重整产物中的少量气体烃和戊烷 重整过程中循环氢的作用:

重整过程中,使用循环氢是为了抑制催化剂结焦,它同时还具有热载体和稀释气的作用。在总压不变时,重整过程用循环氢有利于提高氢油比,提高氢油比意味着提高氢分压,有利于抑制催化剂上的积炭,但会增加压缩机功耗,减小反应时间。一般对于稳定性较好的催化剂和生焦倾向较小的原料,可采用较小的氢油比,反之则采用较大的氢油比。简而言之,就是改善反应器内温度分布,起热载体作业;抵制生焦反应,保护催化剂活性寿命;稀释反应原料,使物料更均匀地分布于床层中。

催化重整工艺条件的总结表: 项目 原料 催化重整 石脑油(直馏汽油馏分),加氢裂化汽油,处理后的焦化汽油 生产高辛烷值汽油时,一般用80~180℃馏分。当以生产BTX为主时,则宜用60-145℃馏分作原料,但在生产实际常用60 ~ 130℃馏分作原料,因为130 ~ 145℃馏分是在航空煤油的馏 13

程范围内。当生产轻质芳香烃-汽油时,宜采用60~180℃的馏分。 温度 催化剂 480~530℃ 第一金属----铂,第二金属----铼、铱、锡等,又称助催化剂,载体----γ-Al2O3 促进脱氢反应——金属活性中心, 促进异构化反应——酸性活性中心(由卤素Cl或F提供) 压力 氢油比 空速 气相产品 液相产品 1.5~2 MPa 1200:1;m3/m3 1.5~2h-1 副产大量氢气、裂化气 它旨在生产高辛烷值汽油、或者苯、甲苯以及二甲苯等化工原料, 23、重整的良好原料是什么? 试说明原因 并阐述对重整原料的选择有哪些要求? (1) 环烷烃是理想的重整原料,含量越多越好。(2) 重整原料的选择三个要求:馏分组成、族组成、毒物及杂质含量 1) 原料油的馏程:馏程根据生产目的确定。 目的产物 适宜馏程,℃ 苯 60~85 甲苯 85~110 二甲苯 110~145 苯-甲苯-二甲苯 60~145或选60~130 高辛烷值汽油 80~180 轻芳烃-汽油 60~180 2) 环烷烃是理想的重整原料,含量越多越好。

3) 原料中少量的砷、铅、铜、铁、硫、氮等杂质会使催化剂中毒失活。

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第九章 延迟焦化

石油烃类的热反应

渣油热加工过程的反应温度一般在400-550 ℃之间,主要有两类反应:裂解反应(吸热),缩合反应(放热反应)。 1、烷烃热裂解反应类型:

(1) C-C键断裂生成较小分子的烷烃和烯烃; (2) C-H键断裂生成碳原子数保持不变的烯烃和氢。 渣油热反应的特点

渣油热反应比单体烃更能反映出平行-顺序反应的特征。

渣油热反应时容易生焦,除了由于渣油自身含有较多的胶质和沥青质外,还因为不同族的烃类之间的相互作用促进了生焦反应。 渣油在热分解过程中的相分离问题。 热反应通常表现为吸热。(分解反应占主导)

反应深度小时,为一级反应,反应深度较大时,不再符合一级反应规律。 焦炭化过程

焦炭化过程是以渣油为原料,在高温(500-550 ℃ )下进行深度热裂化反应的一种热加工过程。反应产物有,气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。 产品特点

减压渣油经焦化过程可以得到70%-80%的馏分油,焦化汽油和焦化柴油中不饱和烃含量高,而且含硫、含氮等非烃类化合物的含量也高,因此,安定性差,必须经过加氢精制才能作为发动机燃料。焦化蜡油主要是作为加氢裂化或催化裂化的原料,有时也用于调合燃料油,焦炭除作为燃料外,还可用作高炉炼钢用。焦化气体作燃料或石油化工原料。 工艺特点

是渣油轻质化过程,可以加工残炭值及重金属含量很高的各种劣质渣油,过程简单、投资和操作费用低。但焦炭产率高、液体产物的质量差。 有延迟焦化和流化焦化

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