1、2023-1-28炼油工艺学1第五节第五节 渣油催化裂化渣油催化裂化2023-1-28炼油工艺学2我国以常压重油为裂化原料具有以下有利条件我国以常压重油为裂化原料具有以下有利条件 我国常压重油饱和烃含量高，胶质含量较多，而我国常压重油饱和烃含量高，胶质含量较多，而芳烃和沥青质则较少，具体反映在芳烃和沥青质则较少，具体反映在H/CH/C较高，残炭较高，残炭值较低，有利于提高轻质油收率，降低焦炭产率；值较低，有利于提高轻质油收率，降低焦炭产率；重金属如镍和钒的含量较低，特别是钒含量很少，重金属如镍和钒的含量较低，特别是钒含量很少，有利于减轻催化剂的污染；有利于减轻催化剂的污染；硫含量较低，有利于提
2、高产品质量硫含量较低，有利于提高产品质量2023-1-28炼油工艺学3一、渣油催化裂化的主要技术困难一、渣油催化裂化的主要技术困难1 1原料与瓦斯油的差异原料与瓦斯油的差异 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量重油不仅分子量大，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；高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高；Ni Ni、V V、FeFe、CuCu等重金属含量高；等重金属含量高；重油中含重油中含S S、N N的化合物较多；的化合物较多；馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽催化裂化是一个汽-液液-
3、固三相催化反应过程固三相催化反应过程 作为微孔孔经只有作为微孔孔经只有8 89 9埃的分子筛来说，渣油中所含埃的分子筛来说，渣油中所含有的胶质、沥青质分子团有的胶质、沥青质分子团(25(25300300埃埃)是不可能进入是不可能进入分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要在分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要在催化剂载体上预裂化催化剂载体上预裂化2023-1-28炼油工艺学4渣油和瓦斯油组成对比渣油和瓦斯油组成对比大庆胜利减压瓦斯油残炭值，w%0.230.29含镍量，ppm0.020.20.4常压重油残炭值，w%4.78.5含镍量，ppm4.839.22023-1-28炼油工艺学5
4、2.2.以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难 焦炭产率高焦炭产率高 原因是：原因是：a.a.重油的重油的H/CH/C比较低，含稠环芳烃多，比较低，含稠环芳烃多，胶质沥青质含量高；胶质沥青质含量高；b.b.原料在反应器中只能部分汽化，有相原料在反应器中只能部分汽化，有相 当一部分不能汽化当一部分不能汽化,以液相吸附在催化以液相吸附在催化剂上剂上 b.b.重金属污染催化剂。重金属污染催化剂。引起一系列的问题，主要有：引起一系列的问题，主要有：a.a.再生器烧焦负荷大再生器烧焦负荷大 b.b.焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡
5、 c.c.装置能耗增大。装置能耗增大。技术关键之一：减少生焦，提技术关键之一：减少生焦，提高再生效率高再生效率2023-1-28炼油工艺学8二、重油催化裂化技术的进展二、重油催化裂化技术的进展 1 1重油裂化催化剂的开发重油裂化催化剂的开发 面临的挑战：面临的挑战：金属量金属量(Ni(Ni、V)V)的增加；的增加；高积炭导致高再生温度；高积炭导致高再生温度；高沸点大分子组分的转化；高沸点大分子组分的转化；大量增加的大量增加的NONOX X、SOSOX X对环境造成的污染对环境造成的污染2023-1-28炼油工艺学9对重油裂化催化剂应有如下几条要求：对重油裂化催化剂应有如下几条要求：能抵制金属毒
6、物能抵制金属毒物NiNi、V V等；等；高温再生温度下的水热稳定性好；高温再生温度下的水热稳定性好；高金属含量条件下，选择性好；高金属含量条件下，选择性好；对大分子组分有高的裂化活性；对大分子组分有高的裂化活性；成本要低成本要低2023-1-28炼油工艺学10 降低分子筛内扩散限制，提高大分子组分降低分子筛内扩散限制，提高大分子组分裂化活性的措施裂化活性的措施:减小催化剂颗粒直径，增加外表面积减小催化剂颗粒直径，增加外表面积 将具有一定活性的大孔径担体和分子筛联将具有一定活性的大孔径担体和分子筛联合使用合使用 2023-1-28炼油工艺学11 对重油裂化的抗金属污染催化剂，具有下列共同特征对重
7、油裂化的抗金属污染催化剂，具有下列共同特征:微孔孔径大，孔体积和比表面积小。微孔孔径大，孔体积和比表面积小。水热稳定性好，催化剂中分子筛含量较高，而且有些水热稳定性好，催化剂中分子筛含量较高，而且有些还用了还用了H-YH-Y型超稳分子筛。型超稳分子筛。有些牌号的催化剂含有有些牌号的催化剂含有1 12%2%的的TiOTiO2 2，但它们所起的作，但它们所起的作用尚不十分清楚。用尚不十分清楚。针对硫含量高发展了有硫转移作用的催化剂针对硫含量高发展了有硫转移作用的催化剂 2023-1-28炼油工艺学122 2金属钝化剂金属钝化剂 主要有锑、硼、锡、铋、铟等元素的主要有锑、硼、锡、铋、铟等元素的化合物
8、，但锑的毒性很大化合物，但锑的毒性很大 使用金属钝化剂可以降低焦炭产率使用金属钝化剂可以降低焦炭产率 2023-1-28炼油工艺学13 3 3工艺技术工艺技术（1 1）组合工艺）组合工艺（2 2）与减压瓦斯油催化裂化工艺相似，主要使用改进的）与减压瓦斯油催化裂化工艺相似，主要使用改进的催化剂催化剂 （3 3）采用新的设计思路（喷嘴、汽提段等）；）采用新的设计思路（喷嘴、汽提段等）；（4 4）采用两段裂化技术）采用两段裂化技术 （5 5）还有强化再生效率的技术，再生器内取热和外取热）还有强化再生效率的技术，再生器内取热和外取热技术等技术等 2023-1-28炼油工艺学14 4 4重油催化裂化重油
9、催化裂化(RFCC)(RFCC)操作的主要技术措施操作的主要技术措施 (1).(1).快速终止二次反应的技术快速终止二次反应的技术 (2).(2).原料高度雾化技术原料高度雾化技术 (4).(4).采用新型高效的旋风分离器采用新型高效的旋风分离器 (5).(5).气体预提升技术气体预提升技术 (7).(7).2023-1-28炼油工艺学15小小 结结n催化裂化装置的原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分催化裂化装置的原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分油，焦化重馏分油；还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、油，焦化重馏分油；还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等加氢处理重油等 n催化裂化的产品
10、特点：气体、汽油、柴油、焦炭催化裂化的产品特点：气体、汽油、柴油、焦炭n催化裂化的主要反应（分解、氢转移、异构化、芳构化、催化裂化的主要反应（分解、氢转移、异构化、芳构化、脱氢缩合等）、石油馏分催化裂化反应的特点（脱氢缩合等）、石油馏分催化裂化反应的特点（2 2条）条）n影响催化裂化反应速度的主要因素：原料性质、反应温度、影响催化裂化反应速度的主要因素：原料性质、反应温度、反应压力、反应时间、回炼比、催化剂活性和剂油比等反应压力、反应时间、回炼比、催化剂活性和剂油比等2023-1-28炼油工艺学16小小 结结n催化裂化装置的工艺流程包括反应再生系统、分馏系统、催化裂化装置的工艺流程包括反应再生
11、系统、分馏系统、吸收稳定系统和再生烟气的能量回收系统吸收稳定系统和再生烟气的能量回收系统n提升管催化裂化装置的类型：提升管催化裂化装置的类型：高低并列式、同轴式、同高低并列式、同轴式、同高并列式。高并列式。n反再流程、保证反再系统正常操作的技术关键反再流程、保证反再系统正常操作的技术关键n几个基本概念：单程转化率和总转化率、剂油比、空速、几个基本概念：单程转化率和总转化率、剂油比、空速、回炼比、藏量、停留时间等回炼比、藏量、停留时间等2023-1-28炼油工艺学17小小 结结n催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热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，分馏塔底部设有脱
12、过热段。全塔剩余热量较多，油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多，一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。环回流而不用冷回流。n吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（粗汽油分离成干气（CC2 2）、液化气（、液化气（C C3 3、C C4 4）和蒸汽）和蒸汽压合格的稳定汽油。压合格的稳定汽油。2023-1-28炼油工艺学18小小 结结n催化裂化的催化剂：组成、类型、特征、物性表征、催催化裂化的催化剂：组成、类型、特征、物性表征、催化性能表征（活性、稳定性、选择性、污染性能等）。化性能表征（活性、稳定性、选择性、污染性能等）。n催化剂的失活原因（水热、结焦、污染等）催化剂的失活原因（水热、结焦、污染等）n影响催化剂再生反应速度的主要因素（再生温度、再生影响催化剂再生反应速度的主要因素（再生温度、再生压力、催化剂含碳量和类型等）。压力、催化剂含碳量和类型等）。n渣油催化裂化的特点、技术困难和措施渣油催化裂化的特点、技术困难和措施
