石油加工概论复习-中国石油大学(华东)(2)

2019-03-28 17:36

回流方式:塔顶冷回流、塔顶油气二级冷凝冷却、塔顶循环回流、中段循环回流。回流的作用:1)保证精馏塔具有精馏的作用,提高各产品质量;2)取走塔内剩余热量;3)控制和调节塔内各点温度;4)保证塔内汽液相负荷分布均匀。回流的方式如何区分:气化段以上各点的液相负荷的温度等于其泡点温度,均为热回流。但塔顶第一板上的液相回流是由塔外打入的,它是冷凝冷却后的部分塔顶产品,是温度低于泡点温度的过冷液体,即为冷回流。 常压塔的操作条件(温度和压力):操作压力:1)回流罐的压力:至少要大于产品在该温度下的泡点压力,即 P ≥ P泡,一般 P ≥ 0.1~0.25MPa。2)塔顶压力:在数值上等于回流罐的压力再加上塔顶流出物流经管线的压降和冷凝冷却设备的压降。在我国,塔顶压力一般在0.13~0.16MPa之间。3)塔内各点的压力:可以由塔顶压力和塔板压降来确定。4)炉出口压力:由加热炉出口经转油线到精馏塔气化段的压力降通常为0.034MPa,因此,由气化段的压力即可推算出炉出口压力。 P炉出口=P汽化段 + 0.034 (MPa) 操作温度:1)塔顶温度是塔顶产品在其油气分压下的露点温度; 在确定塔顶温度时,应同时校核水蒸汽在塔顶是否会冷凝。2)侧线温度通常是按经汽提后的侧线产品在该处油气分压下的泡点温度来计算;最好从最低侧线开始猜算。3)汽化段温度汽化段温度是指进料的绝热闪蒸温度。

减压蒸馏的核心设备是减压(精馏)塔和塔顶的抽真空系统。

减压蒸馏塔的工艺特征(不考)塔顶设有抽真空系统,不出产品;减压塔也是一个复合塔和不完全塔;采用塔顶循环回流,尽量减少馏出管线及冷却系统的压降;采用低压降的塔板和较少的塔板数,以降低从进料汽化段到塔顶的流动压降;如采用湿式蒸馏,则减压塔塔底的汽提蒸汽用量比常压塔大,其主要目的是降低气化段中的油气分压。 什么叫干式减压蒸馏?不依赖注入水蒸汽以降低油气分压的减压蒸馏方式。

与湿式减压蒸馏比较,干式减压蒸馏有哪些优点?1)提高了拔出率和处理量 (最高可拔到590℃);2)减压炉的负荷减小,节省燃料;3)减少冷凝冷却器的负荷,减少含油污水量;4)能耗下降 (可以降低炉出口温度、冷却负荷小,水蒸汽用量少等);5)操作灵活。

抽真空系统有几种类型?为什么说采用增压喷射泵后,可以打破冷却水温度的限制?蒸汽喷射器 (也称真空喷射泵或抽空器),机械真空泵。增压喷射泵上游没有冷凝器,所以塔顶真空度就能摆脱水温的限制,减压塔的残压相当于增压喷射器所能造成的残压加上馏出线压降。

燃料型减压塔与润滑油型减压塔的主要区别。燃料型减压塔的工艺特征:(1)尽量提高拔出率,对馏分组成要求不是很严格;(2)可以大幅度减少塔板数以降低汽化段到塔顶压降;(3)可以大大减少内回流量,在某些塔段内回流可以为零;侧线产品不设汽提塔;(4)为了降低馏出油的残碳值和重金属含量,汽化段上方设洗涤段;(5)气、液相负荷分布与常压塔和润滑油型减压塔不同。润滑油型减压塔的工艺特征:(1)粘度合适、残炭值低、色度好,馏程要窄。有4~5个侧线,每个侧线均需要汽提;(2)减压下馏分之间的相对挥发度较大,而且减压塔内釆用较大的板间距,故两个侧线馏分之间的塔板数比常压塔少,一般3~5块塔板即能满足要求。

根据生产任务的不同,减压塔可分为润滑油型和燃料型两种(不同点);根据操作条件的不同:干式蒸馏和湿式蒸馏; 塔顶抽真空流程:二级和三级抽真空流程。2级:20~90mmHg柱;3级:4~25Hg柱

在原油精馏中,为什么要用复合塔代替多塔系统?多塔系统投资高,能耗大,占地面积多,并且以上问题随着生产规模增大而显得更加突出。在不需要分离精度很高的情况下,复合塔就能完成需要的效果而无以上问题。

1)石油馏分的蒸汽压随温度和汽化率而变化。2)对同一石油馏分,其实沸点蒸馏的初馏点比平衡汽化的泡点低,实沸点蒸馏的终馏点比平衡汽化的露点高。3)某含水原油的初馏点为65℃,该原油在加热汽化时,原油和水同时开始汽化。4)常压塔顶馏出物(汽油和水蒸汽的混合物)冷凝冷却时,一般油气先冷凝。5)常压塔相邻两馏分的实沸点蒸馏曲线间隙越大或重叠越小,表示其分馏精确度越高。6)中段循环回流量增加后,可以提高塔的分离效果。

第七章催化裂化

催化裂化汽油、柴油与焦化汽油、柴油及直馏汽油、柴油比较,各有什么特点?请从理论上加以解释。

焦化汽油:因为焦化是热裂化反应,自由基断裂,烯烃产率大,异构化、氢转移反应很少,不饱和烃含量高,异构烃含量少,含硫、含氮等非烃化合物也多,安定性差。降烯烃辛烷值损失大,需加氢精制后调和。焦化柴油:安定性差,残碳高,石蜡基减压渣油为原料焦化柴油十六烷值相对高些,其它原料十六烷值都很低,也需加氢精制出厂。催化汽油:催化裂化反应有裂化、氢转移、异构化、芳构化。裂化反应产生烯烃多,目前采取多种将烯烃工艺能保证降烯烃后增加异构化反应减少辛烷值损失,催化汽油RON辛烷值90左右。催化柴油:因为催化裂化反应产生了大量烯烃、异构烃和芳烃,所以催化柴油十六烷值很低,安定性差,需要加氢精制再与直馏柴油调和。 直馏汽油:因为含直链烃,饱和烃比较多,所以辛烷值很低,需要调和才能使用。 直馏柴油:因为含直链烃饱和烃比较多,所以十六烷值高,一般做二次加工柴油的调和油。

催化裂化原料和产品:催化裂化以各种重质油(VGO、CGO、AR、VR等)为原料,在500℃左右、0.2~0.4MPa及催化剂的作用下,通过催化裂化反应得到气体(干气和LPG)、高辛烷值汽油、催化柴油(LCO)、油浆及焦炭。VGO:加压蜡油;CGO:焦化蜡油;VR:加压渣油;AR:常压渣油。

催化裂化工艺流程:包括反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统、再生烟气的能量回收系统和液化气、汽油的脱硫精制等

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反再型式(反应-再生系统型式):催化裂化的反应-再生系统有多种形式,如高低并列式、同轴式和等高并列催化裂化等

单体烃反应及机理以及对产品性质的影响:烷烃:烷烃主要发生分解反应,生成小分子的烷烃和烯烃,生成的烷烃还可以进一步分解成更小的分子。烷烃的分解多从中间的C-C键断裂,而且分子量越大越易断裂,反应速度也越快;异构烷烃的反应速度比正构烷烃快;在催化裂化条件下,烷烃分解时,分子中碳链两端的碳碳键很少发生分解。烯烃:烯烃发生的主要反应为分解反应,遵循以下规律(与烷烃相似):1)烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多;2)大分子的烯烃分解反应速度比小分子快;3)分子中碳链两端的碳碳键很少发生分解;4)异构烯烃的分解速度比正构烯烃快。除分解反应外,也发生异构化反应(分子骨架结构改变,正构烯烃变成异构烯烃;分子中的双键向中间方向移动;烯烃空间结构的变化。)、氢转移反应、环化反应、芳构化反应。环烷烃:环烷烃的环可以断裂成烯烃,烯烃再继续各种反应;环烷烃也可以通过氢转移反应转化成芳烃。芳香烃:连接在苯核上的烷基侧链易断裂成小分子的烯烃,而且断裂位置主要位于侧链同苯核连接的键上;多环芳烃的裂化反应速度很低,它们的主要反应是缩合成稠环芳烃,最后生成焦炭。 正碳离子学说被公认为是解释催化裂化反应机理的比较好的一种学说;所谓正碳离子是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离子,不能在溶液中离解出来自由存在;只能吸附在催化剂表面上参与化学反应。正碳离子是由一个烯烃分子获得一个氢离子H+而生成的。

为什么说富含芳烃的油品不宜做催化裂化原料?因为芳烃的裂化反应速度很低,主要是缩合反应生成稠环芳烃,变成焦炭,使装置的处理量下降。

与单体烃比较,石油馏分的催化裂化反应及其特点。并指出这些特点对指导实际生产有什么意义? 石油馏分是由各种单体烃所组成,因此,在石油馏分进行催化裂化反应时,各种单体烃的反应规律是石油馏分进行反应的根据。组成石油馏分的各种烃类之间又有相互影响。因此,石油馏分的催化裂化反应又有它自身的特点:1.各类烃的竞争吸附和对反应的阻滞作用2.复杂的平行—顺序反应(平行-顺序反应的重要特征:反应深度对产品产率分布有重要影响。)意义:选择合适的催化原料;对芳香基原料或催化裂化油浆则应选择合适的反应条件或者先通过预处理来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料。反应深度对产品产率分布有重要影响,通过改变提升管高度来控制产物的产率和转化率。

催化裂化过程都发生了哪些反应?分解反应、异构化反应、脱氢反应、氢转移反应、环化反应和芳构化反应。哪些是吸热反应?吸热:分解、脱氢;哪些是放热反应?放热:氢转移、缩合、异构化。总的热效应是吸热还是放热?催化裂化反应总是表现为吸热反应。哪些反应对提高汽油辛烷值有利?裂化反应和异构化反应。

催化裂化反应的热效应及其表示方法:强吸热反应:分解、脱氢反应,热效应很大。放热反应:氢转移、缩合、异构化等是放热反应,但其热效应很小。催化裂化反应总是表现为吸热反应。催化裂化的反应热大小与原料的组成、反应条件、转化深度和催化剂性能等密切相关。随着反应深度的增加,各种反应所占的比例有变化,其中放热反应所占的比例上升,总的热效应有所降低。

催化裂化分馏塔的特点:进料是带有催化剂粉尘的过热油气(设脱过热段和洗涤段);全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足。为了取走分馏塔的过剩热量,设有塔顶循环回流、一个至两个中段回流以及塔底油浆循环;塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。吸收稳定系统的作用:利用吸收、解吸和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气(≤C2) 、液化气(C3、C4)和蒸汽压合格的稳定汽油。各塔的进出物料分别是什么?吸收塔的进料为粗汽油,出料为贫气;解吸塔进料为凝缩油与解吸气,出料为脱乙烷汽油;再吸收塔进料为贫气,出料为干气与富吸收油;稳定塔进料为脱乙烷汽油,出料为干气与液化气。

几种计算催化裂化反应热的方法:①以生成的汽油量或“汽油+气体”(<205℃产物)为基准计算;

②以新鲜原料为基准,在一般工业条件下每反应掉1kg新鲜原料所需反应热为300~500kJ,这种方式没有考虑反应深度的影响,显然是比较粗糙的;③催化碳法:以催化反应生成的焦炭量(只计算其中的碳,不计其中的氢)为基准,一般采用每生成1kg催化碳所需吸收的热量为9127kJ (510℃)。如果反应温度不是510℃,则该值应乘以其它反应温度的校正系数K。K =-2.1818 +0.00624T催化碳的计算方法:催化碳=总碳-附加碳-可汽提碳

转化率:表示催化裂化反应中的反应深度,若以原料量为100,则:转化率,wt%=气体产率+汽油产率+焦炭产率。剂油比:催化剂循环量比总进料量(一般在5~10之间)。

油气停留时间:对提升管反应器:用油气停留时间来表示。

提升管反应器的体积V 停留时间??油气对数平均体积流量V

藏量:再生器、反应器中经常保持一定的催化剂量叫藏量。

回炼比:回炼油量(包括回炼油和回炼油浆等)比新鲜原料处理量。(0~1.0)。什么叫回炼操作?将原油中的重质馏分甚至渣

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油进行重新炼制的过程。回炼比=(总转化率\\单程转化率)回炼比大小对生产操作会带来哪些影响?回炼比越大,单程转化率就会降低,降低了催化裂化所生成的柴油的分压,进一步降低柴油的二次裂化的程度,同时原料预热炉负荷增大,反应器负荷增大,处理量降低。

空速:每小时进入反应器的进料量与反应器催化剂藏量的比值叫空速。

R对7

催化剂循环量:单位时间内进入反应器或离开反应器的催化剂量,用 t/hr表示。

影响催化裂化反应速度的因素:1.催化剂活性:①提高催化剂活性,反应速度提高。②活性和催化剂表面上的积炭有关。③剂油比,C/O;2.反应温度:①反应温度提高,在其他条件不变的情况下,转化率提高。②反应温度的改变可改变热裂化和催化裂化反应的比例。③反应温度对各类反应的影响不同(影响产品分布)3.原料性质;4.反应压力准确地说,是反应器中油气分压对反应速度的影响。油气分压升高,反应物浓度升高,反应速度加快,但同时生焦速度升高,而且对生焦的影响比较明显,因此在工业上一般不采用较高的反应压力,一般为1~4atm。

反应时间:对于提升管反应器, 反应时间是指油气在提升管中的停留时间。在提升管原料进口处以上的一定高度内, 原料转化率、汽油、柴油和焦炭产率随高度增加而增加,而催化剂活性下降;当上升到一定高度后, 或者反应1s以后, 转化率的增加缓慢; 沿着提升管继续上升, 会引起过多的二次反应, 使汽油和柴油的产率开始下降, 气体中丙烯和丁烯的含量下降。提升管反应器内进料的反应时间要根据原料油性质、催化剂性能和产品方案来确定,一般为1~4s

工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类:1.无定型硅酸铝:包括天然白土、合成低铝硅酸铝、合成高铝硅酸铝;2.结晶型硅铝酸盐:即分子筛催化剂(沸石)。

目前工业上裂化催化剂主要有四种: 1)以氢离子置换得到的 H-Y 型分子筛,置换的方法是先用 NH4+置换 Na+,然后加热除去 NH3 即剩下 H+; 2)用稀土金属离子(如铈、镧、镨等)置换得到的稀土-Y 型分子筛,因稀土元素可用符号 RE 表示,故可缩写成REY 型分子筛; 3)兼用氢离子和稀土元素离子置换得到的 RE-H-Y 型分子筛;4)由 H-Y 型分子筛经脱铝得到的具有更高硅铝比的超稳 Y型分子筛。

担体(载体或基质)的作用:1)起稀释作用;2)担体可以容纳分子筛中未除去的Na+;3)适当的担体可以增强催化剂的耐磨程度;4)起着储存和传递热量的作用;5)在重油催化裂化中,担体可以起到预裂化的作用;6)容纳进料中容易生焦的物质,如沥青质、胶质等,对分子筛起到保护作用;7)分子筛的价格高,采用担体可以降低催化剂的成本。

裂化催化剂的使用性能:密度(催化剂的堆积密度常用来计算催化剂的体积和重量,而催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有影响)、活性(活性是评价催化剂促进化学反应的能力大小的指标)、稳定性(稳定性指催化剂耐高温和水蒸汽老化的性能,由水热处理前后活性比较来评价,既催化剂在使用过程中保持活性的能力)、选择性(表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力)、抗金属污染性能(PI)、筛分组成和机械强度。

催化剂的失活:在反应—再生过程中,裂化催化剂的活性和选择性不断下降,此现象称为催化剂的失活。包括:水热失活、结焦失活、毒物引起的失活。

裂化催化剂的再生:通过再生只能恢复催化剂由于结焦而丧失的活性,但不能恢复由于结构变化及金属污染而引起的失活。 比较分子筛催化剂和无定形硅酸铝的优缺点,并从结构特点上说明原因。 与无定型硅酸铝相比,分子筛催化剂具有更高的选择性、活性和稳定性 ;具有稳定的、均一的微孔结构, 具有很大的内表面。无定型硅酸铝催化剂具有孔径大小不一的许多微孔,一般平均孔径4~7nm,新鲜硅酸铝催化剂的比表面积可达500~700m2/g ,孔容为0.4~0.7ml/g。两种催化剂表面均具有酸性,质子酸和非质子酸形成的酸性中心是其活性的主要来源,能引发正碳离子反应。按分子筛的组成和晶体结构不同分为A、X、Y型及光沸石等,其稳定性各不同。

影响烧焦速率的主要因素有:①再生温度;②氧分压—再生压力;③催化剂含碳量;④再生器催化剂藏量。

渣油(重油)与蜡油(瓦斯油)在性质和组成上的差异:①重油不仅分子量大,而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量高,残碳含量高、胶质和沥青质含量高;② Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高;③重油中含S、N的化合物较多;④馏程变重,粘度大,渣油的汽化性能下降,因此渣油催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程;⑤渣油中所含有的胶质、沥青质分子团直径(2.5~30nm)较大,而分子筛催化剂的微孔孔经只有0.8~0.9nm,需要在催化剂载体上进行预裂化。

以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难:①焦炭产率高;②金属污染催化剂;③产品质量差;④减压渣油的沸点高,有相当大的一部分难于汽化;⑤催化剂孔径为0.8~0.9nm,渣油大分子难于进入催化剂的微孔;⑥污染环境。 试分析哪些因素会影响催化裂化汽油的辛烷值?在实际生产操作中,常作为调节手段的是什么因素?原料组成、催化剂助剂、反应时间、反应温度、剂油比、回炼比。调节手段为添加辛烷值助剂,提升汽油的辛烷值。

第八章催化重整

催化重整的主要功能有哪些?催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯,简称 BTX )的重要石油加工过程,同时也生产相当数量的副产氢气。

催化重整原料:直馏汽油馏分(石脑油),目前为了扩大原料来源,也有用焦化汽油、加氢汽油和催化裂化石脑油。目的和产品:催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯,简称 BTX )的重要石油加工过程,同时也生产相当数量的副产氢气。

对重整原料提出的三个主要质量要求是什么?为什么要满足这些要求?

重整原料应符合三方面要求:合适的馏程范围、最佳族组成、杂质含量合格。合适的馏程范围和最佳族组成主要是为了保证催化重整的反应目的产品能得到最大的收率和产品质量的提高。杂质含量合格主要是为了保护催化重整所使用的贵金属催化剂不被污染而引起中毒,延长其使用寿命,降低生产成本。

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催化重整过程的工艺流程:以生产高辛烷值汽油为主要目的时,其工艺流程主要包括原料预处理和重整反应两大部分。 原料预处理包括:预分馏、预脱砷、预加氢。预处理的目的(为什么重整原料必须经过严格的预处理):馏分合格及杂质含量合乎原料要求

催化重整发生的主要反应:六元环烷烃脱氢反应;五元环烷烃的异构脱氢反应;烷烃的环化脱氢反应;异构化反应;加氢裂化反应。

这些反应哪些对生产芳烃和高辛烷值汽油是有利的:六元环烷脱氢反应、五元环烷的异构脱氢反应、烷烃的环化脱氢反应,3个脱氢反应都是生成芳烃的反应,芳烃有较高的辛烷值,故目的产品不论是高辛烷值汽油还是芳烃,这些反应都是有利的。 重整催化剂是一种双功能催化剂,即有金属功能,进行脱氢和环化等反应;又有酸性功能,进行异构化和加氢裂化反应。 评价原料反应性能的指标:芳烃潜含量

评价原料转化深度的指标:重整转化率(芳烃转化率)

请解释芳烃产率,芳烃转化率,芳烃潜含量,反应器平均温度的含意是什么? 用公式的形式说出各自的定义:芳烃产率 (m%)是指重整生成油中的芳烃量和生成油总量的质量百分数(m%)。芳烃转化率又叫重整转化率用来表征重整原料的转化深度和装置操作水平的高低。重整转化率 = 芳烃产率(m%)/芳烃潜含量(m%)。生产上通常用“芳烃潜含量”来表征重整原料的反应性能。芳烃潜含量(m%) = 苯潜含量+甲苯潜含量+C8芳烃潜含量,苯潜含量(m%) = C6环烷(m%)×78/84+苯(m%), 甲苯潜含量(m%)= C7环烷(m%)×92/98+甲苯(m%) ,C8芳烃潜含量(m%)= C8环烷(m%)×106/112+C8芳烃(m%)。催化重整常采用加权平均温度来表示反应温度:加权平均入口温度=C1T1,入 + C2T2,入 + C3T3,入;加权平均床层温度=0.5C2(T2,入+T2,出) +0.5C2(T2,入+T2,出) +0.5C3(T3,入+T3,出)

影响催化裂化反应转化率的主要因素有哪些?(1)催化剂活性(2)反应温度(3)原料性质(4)反应压力(5)反应时间 催化重整的主要操作参数有哪些?它们对重整过程的影响如何?(按每个参数进行总结)

影响重整反应的主要操作因素有:催化剂的性能、反应温度、反应压力、氢油比、空速等。

反应温度:无论从反应速度还是化学平衡来考虑,提高反应温度对催化重整都有利,有利于提高汽油辛烷值和芳烃产率。反应压力:提高反应压力对生成芳烃的环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢反应都不利,相反却有利于加氢裂化反应,从增加芳烃产率的角度来看,希望采用较低的反应压力;在较低的压力下可以得到较高的汽油产率和芳烃产率,氢气的产率和纯度也较高。进料空速:空速反映了反应时间的长短,对一定的反应器,空速越大,反应时间越短,处理能力就越大。空速的选择取决于催化剂的活性和原料组成;催化重整中各类反应的反应速度不同,因而空速的变化对各类反应的影响也不同;在一定范围内提高空速在保证环烷烃脱氢反应的同时减少加氢裂化反应可以得到较高的芳烃产率和液体收率。氢油比(H2/Oil) 在总压不变时,提高氢油比意味着提高氢分压,有利于抑制催化剂上积炭。但是提高氢油比使循环氢量增大,压缩机功率消耗增加。在氢油比过大时会由于减少了反应时间而降低了转化率;对稳定性较高的催化剂和生焦倾向小的原料,可采用较小的H/O,反之则采用较大的H/O。

重整催化剂由金属活性组分、酸性组分和载体(担体)组成。分别是什么?金属组分(以贵金属为主):铂(Pt)、铱(Ir)、铑(Ra)、钯(Pd)。酸性组分:为促进异构化等正碳离子反应,重整催化剂必须具有酸性中心,用添加卤族元素氯或氟来实现。在卤素使用上通常有氯-氟型和全氯型两种。担体:重整催化剂的担体,通常是γ-Al2O3,目前重整催化剂几乎都是采用γ-Al2O3作为担体。

重整催化剂为什么必须具有双功能的性质,是指哪些功能?重整催化剂作用于脱氢和加氢反应,异构化、裂化反应这两类反应,所以具有金属催化功能和酸性功能这两个功能性质。

重整催化剂的失活:积炭失活;水、氯含量的变化;中毒(永久性毒物、非永久性毒物);金属铂晶粒聚集。催化剂的再生:重整催化剂的再生过程包括烧焦、氯化更新和干燥三个工序。一般来说,经再生后,重整催化剂的活性基本上可以完全恢复。 催化剂的还原和硫化:新鲜催化剂中的铂(或铂铼)是以氧化态的形式存在的,在重整反应器装填催化剂后,应先进行还原,使铂铼的氧化态还原成金属态,还原过程是将催化剂上的氧化态金属用H2还原成具有更高活性的金属态。还原过程是在480℃左右及氢气气氛下进行。还原过程中有水生成,应注意控制系统中的含水量。铂铼催化剂和某些多金属催化剂在刚开始进油时可能表现出强烈的氢解性能和深度脱氢性能,前者导致催化剂床层产生剧烈的温升,严重时可能损坏催化剂和反应器;后者导致催化剂迅速积碳,使其活性、选择性和稳定性变差。因此在进原料油以前须对催化剂进行预硫化以抑制其氢解活性和深度脱氢活性。铂锡催化剂不需预硫化,因为锡能起到与硫相当的抑制作用。预硫化时采用硫醇或二硫化碳作硫化剂,用予加氢精制油稀释后经加热进入反应系统。硫化剂的用量一般为百万分之几。预硫化的温度为350~390℃,压力为0.4~0.8MPa。 重整反应器的类型与特点(轴向和径向,差别或特征):从反应器的结构来看,工业用重整反应器主要有轴向式反应器和径向式反应器两种结构型式。径向式反应器的主要特点:气流以较低的流速径向通过催化剂床层,因此床层压降较低。 以生产高辛烷值汽油为主要目的和以生产芳烃为主要目的的重整装置在工艺流程上有哪些不同?

以生产高辛烷值汽油为主要目的时,其工艺流程主要包括原料预处理和重整反应两大部分。 以生产轻芳烃为主要目的时,其工艺流程主要包括原料预处理、重整反应和芳烃分离三大部分。芳烃分离包括反应产物后加氢以使其中的烯烃饱和、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精馏分离等几个单元过程。

若重整装置反应系统有三个反应器,各反应器中主要进行哪些化学反应?这些反应对生产芳烃及高辛烷值汽油分别起什么作

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用?加氢反应,重整反应和催化剂连续再生。通过加氢脱出原料油中的S、N、O、重金属、水等有害杂质提供符合要求的重整进料。重整是将芳烃含量较少的重石脑油经过环烷脱氢、烷烃环化脱氢等反应后转化成芳烃或者辛烷含量高的生成油,同时产生加氢反应所需的氢气。催化剂连续再生利用一系列的反应使之恢复活性。

某炼厂重整装置,采用双金属催化剂,测得反应系统的芳烃转化率为120%。有人认为,重整原料中的环烷烃100%反应生成芳烃了,其余的20%是由烷烃反应生成的,你认为这种解释对吗?并说明理由。对,重整转化率也称为芳烃转化率。在铂重整中,原料的烷烃极少转化为芳烃,而且环烷烃也不会全部转化为芳烃,故重整转化率一般小于100%。但在铂铼重整及其他双金属或多金属重整中,由于促进了烷烃的环化脱氢反应,使得重整转化率经常大于100%。

第九章催化加氢

催化加氢:是指石油馏分(包括渣油)在氢气存在下的催化加工过程的通称。

加氢过程按生产目的不同可划分为:加氢精制、加氢裂化、渣油加氢处理、临氢降凝和润滑油加氢等。(加氢精制:主要用于油品精制,目的是除去油品中的硫、氮、氧等杂原子及金属杂质,并对部分芳烃或烯烃加氢饱和,改善油品的使用性能和质量要求,加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、柴油、各种中间馏分油、重油及渣油。 加氢裂化:实质上是催化加氢和催化裂化这两种反应的有机结合。按加工原料可分为馏分油加氢裂化和渣油加氢裂化两种。在化学原理上与催化裂化有许多共同之处,但又有自己的特点。临氢降凝又称临氢催化脱蜡或临氢择形裂化:主要用于生产低凝柴油和航空煤油,采用具有选择性的分子筛催化剂 (ZSM-5系列),能有选择性地使长链的正构烷烃或少侧链的烷烃发生裂化反应,而保留芳烃、环烷烃和侧链烷烃,从而降低馏分油的凝点。 润滑油加氢:使润滑油的组分发生加氢精制和加氢裂化等反应,使一些非理想组分结构发生变化,以脱除杂原子和改善润滑油的使用性能。)

加氢精制的反应:加氢脱硫反应、加氢脱氮反应、含氧化合物的氢解反应、加氢脱金属反应

加氢精制催化剂:工业上常用的加氢精制催化剂是以钼或钨的硫化物(VIB族)为主催化剂,以钴或镍的硫化物(VⅢ族)为助催化剂所组成的。

热效应:各种类型硫化物的氢解反应都是放热反应。

加氢精制工艺流程中注冷氢和洗涤水的目的:注高压洗涤水:在反应产物进入冷却器前溶解吸收氨溶和部分硫化氢随后在高压分离器中分出,防止氨、硫化氢降低反应系统中的氢分压,及在较低温度下还能与水生成水合物(结晶)而堵塞管线和换热器管束。注冷氢:控制反应温度。

加氢精制工艺流程包括三部分:反应系统;生成油换热、冷却、分离系统;循环氢系统。

加氢精制的主要操作条件:石油馏分的加氢精制操作条件因原料不同而异。直馏馏分加氢精制操作条件比较缓和,重馏分和二次加工产品则要求比较苛刻的操作条件:温度:280~380℃;压力:3.0~7.0MPa; 空速:1.0~7.0hr-1; H2/Oil: 100~800:1 加氢裂化反应:烷烃的加氢裂化反应、环烷烃的反应、芳香烃的反应。

加氢裂化催化剂组成:加氢裂化催化剂是由金属加氢组分(ⅥB族:W、Mo ;Ⅷ族:Fe、Co、Ni、Pt、Pd(钯))和酸性担体(无定型硅酸铝、硅酸镁;分子筛:Y型、USY、丝光沸石、ZSM-5,8等)组成的双功能催化剂。

加氢裂化的工艺流程:根据原料性质、产品要求和处理量大小,加氢裂化装置基本上按两种流程操作:①一段加氢裂化:用于由粗汽油生产液化气,由减压蜡油、脱沥青油生产航煤和柴油。是生产中间馏分油的首选工艺,该工艺还包括单段两个反应器串联流程。②两段加氢裂化:对原料的适应性比较大,操作灵活性大;宜于处理高硫、高氮减压蜡油,催化裂化循环油,焦化蜡油,或这些油的混合油。操作条件:1)加氢裂化操作条件也因原料、催化剂性能、产品方案及收率不同可能有很大差别;2)大多数加氢裂化装置设计操作压力在 10.5~19.5MPa之间,原料含氮越多、馏分越重、密度越大,压力越高;3)一般加氢裂化反应温度在 260~450℃之间。原料油含氮量越高,催化剂活性越低,因此达到同样转化率,要求反应温度相应提高;4)空速:0.5~5.0hr-1; H2/Oil=1000~2000:1。

加氢催化剂为什么要进行预硫化处理?预硫化处理目的:提高催化剂的活性。预硫化的主要作用就是使催化剂的活性组分在一定温度下与 H2S 作用,由氧化物 转变成硫化物。

加氢精制催化剂与加氢裂化催化剂在功能和化学组成上有什么区别?加氢精制催化剂特点是都是具有未填满 d 电子层的过渡元素,同时它们都具有体心立方晶格(W、Mo、Fe、Cr等)或面心立方晶格(Pt、Co、Ni等)或六角对称晶格(MoS2、WS2等)。 加氢裂化催化剂是由金属加氢组分和酸性担体组成的双功能催化剂,在功能上具有加氢活性与裂解级异构化活性。

常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和加氢裂化都可以生产汽油,那么这些汽油在组成和使用性能上有什么差别?如何从工艺特点去分析?

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