催化重整教学文案.ppt
《催化重整教学文案.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《催化重整教学文案.ppt(73页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、催化重整催化重整一、催化重整的原料和产品一、催化重整的原料和产品“重整重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构是指烃类分子重新排列成新的分子结构 目目的的:催催化化重重整整是是生生产产高高辛辛烷烷值值汽汽油油及及轻轻芳芳烃烃(苯苯、甲甲苯苯、二二甲甲苯苯,简简称称 BTX)的的重重要要石石油油加加工工过过程程,同同时时也也生生产产相相当当数量的数量的副产氢气副产氢气催催化化重重整整原原料料:直直直直馏馏馏馏汽汽汽汽油油油油馏馏馏馏分分分分(石石石石脑脑脑脑油油油油)、目目目目前前前前为为为为了了了了扩扩扩扩大大大大原原原原料来源,也有用焦化汽油、加氢汽油料来源,也有用焦化汽油、加氢汽油料来源,
2、也有用焦化汽油、加氢汽油料来源,也有用焦化汽油、加氢汽油产品:产品:产品:产品:高辛烷值高辛烷值汽油汽油、轻芳烃轻芳烃(BTX)、副产、副产氢气氢气和液化气和液化气对原料要求:对原料要求:1.合适的馏程范围;合适的馏程范围;2.合适的族组成(芳潜要高);合适的族组成(芳潜要高);3.杂质含量合格杂质含量合格BTX-Benzene Toluene Xylene2022/11/182石油加工工程催催化化重重整整的的原原料料主主要要是是直直馏馏汽汽油油馏馏分分,即即石石脑脑油油(Naphtha)。根根据据生生产产任任务务的的不不同同,所所用用原原料的馏程也不同:料的馏程也不同:在在生生产产高高辛辛烷
3、烷值值汽汽油油时时,一一般般用用80180的的 馏分馏分(宽馏分);宽馏分);当当以以生生产产BTX为为主主时时,则则宜宜用用60145的的馏馏分分作作原原料料(窄窄馏馏分分)。生生产产实实际际中中常常用用60130馏分作原料馏分作原料对原料要求:对原料要求:馏分过高:催化剂容易结焦,造成失活快,运转周期缩短馏分过高:催化剂容易结焦,造成失活快,运转周期缩短馏馏分分过过轻轻:本本身身的的ON较较高高;沸沸点点低低于于80 的的C6环环烷烷烃烃的的调和调和ON值已高于反应产物苯的值已高于反应产物苯的调和调和ON值。值。2022/11/183石油加工工程 单体烃单体烃 沸点,沸点,实测辛烷值实测辛
4、烷值 RON MON 调和辛烷值调和辛烷值 RON MON 正己烷正己烷 68.7 26 26 19 22 异己烷异己烷 60.3 73.4 73.5 甲基环戊烷甲基环戊烷 71.8 91 80 107 99 环己烷环己烷 80.8 83 77 110 97 苯苯 80.1 100 100 98 91 正庚烷正庚烷 98.8 0 0 0 0 2-甲基己烷甲基己烷 90.1 42 46 41 42 甲基环己烷甲基环己烷 100.9 74.8 71.1 104 甲苯甲苯 110.6 100 100 124 112 正辛烷正辛烷 125.7 -19 -17 2,2,4-三甲基戊烷三甲基戊烷 (异辛烷
5、)(异辛烷)99.2 100 100 100 100 乙基环己烷乙基环己烷 103.0 67 61 75 67 乙苯乙苯 136.5 100 98 124 107 对二甲苯对二甲苯 138.5 100 100 146 1272022/11/184石油加工工程二、催化重整技术发展二、催化重整技术发展其发展大体可以分为三个阶段:其发展大体可以分为三个阶段:从从1940年年至至1949年年为为第第一一阶阶段段。这这个个时时期期是是以以氧氧化化钼钼/氧氧化化铝铝和和氧氧化化铬铬/氧氧化化铝铝为为催催化化剂剂的的重重整整过过程程,亦亦称称为为临氢重整过程,生产临氢重整过程,生产ON值达值达80左右的汽油
6、左右的汽油;1949年年美美国国环环球球油油公公司司(UOP)开开发发出出了了铂铂重重整整催催化化剂剂,Pt/Al2O3催催化化剂剂的的活活性性高高,稳稳定定性性、选选择择性性好好,液液体体产物收率和产物收率和ON值较高值较高;1967年年雪雪弗弗隆隆研研究究公公司司研研究究成成功功Pt-RE/Al2O3双双金金属属重整催化剂并投入工业应用,称为重整催化剂并投入工业应用,称为铂铼重整铂铼重整2022/11/185石油加工工程三、催化重整工艺流程三、催化重整工艺流程 原料预处理原料预处理以以高辛烷值汽油高辛烷值汽油为主为主 重整反应重整反应 原料预处理原料预处理重整反应系统重整反应系统重整原料重
7、整原料拔头油拔头油副产氢气副产氢气燃料气燃料气高辛烷值高辛烷值汽油组分汽油组分重整循环氢重整循环氢2022/11/186石油加工工程 原料预处理原料预处理以生产以生产芳烃芳烃为主为主 重整反应重整反应 芳烃抽提和分离部分芳烃抽提和分离部分 2022/11/187石油加工工程原料预处理原料预处理预分馏预分馏切取合适沸程切取合适沸程的重整原料的重整原料预脱砷预脱砷含砷量降到含砷量降到100ppb以下以下预加氢预加氢除去原料油中除去原料油中的能使催化剂的能使催化剂中毒的毒物中毒的毒物1、原料预处理部分原料预处理部分目的:馏分合目的:馏分合格及杂质含量格及杂质含量合乎原料要求合乎原料要求2022/11
8、/188石油加工工程q原原料料的的预预处处理理包包括括原原料料的的预预分分馏馏、预预脱脱砷砷、预预加加氢氢三三部部分分,其其目目的的是是得得到到馏馏分分范范围围、杂杂质质含含量量都都合合乎乎要要求求的的重重整整原原料料。为为了了保保护护价价格格昂昂贵贵的的重重整整催催化剂,对原料中的杂质含量有严格的限制。化剂,对原料中的杂质含量有严格的限制。q预预分分馏馏:切切取取合合适适沸沸程程的的重重整整原原料料。在在多多数数情情况况下下,进进入入重重整整装装置置的的原原料料是是原原油油常常压压塔塔顶顶180(生生产产高高辛辛烷烷值值汽汽油油时时)或或130(生生产产轻轻芳芳烃烃时时)汽汽油油馏馏分分。在
9、在预预分分馏馏塔塔,切切去去80或或60的的轻馏分轻馏分。2022/11/189石油加工工程q预预加加氢氢:脱脱除除原原料料油油中中对对催催化化剂剂有有害害的的杂杂质质,使使杂杂质质含含量量达达到到限限制制要要求求。同同时时使使烯烯烃烃饱饱和和以以减减少少催化剂的积炭,延长运转周期。催化剂的积炭,延长运转周期。q预预加加氢氢催催化化剂剂一一般般采采用用钼钼酸酸钴钴、钼钼酸酸镍镍催催化化剂剂,也有用复合催化剂。也有用复合催化剂。q脱脱水水塔塔进进行行脱脱水水。重重整整原原料料油油要要求求的的含含水水量量很很低低,一一般般的的汽汽提提塔塔难难以以达达到到要要求求,故故采采用用蒸蒸馏馏脱脱水水法法。
10、脱脱水水塔塔实实质质上上是是一一个个蒸蒸馏馏塔塔。塔塔顶顶产产物物是是水水和和少少量量轻轻烃烃的的混混合合物物,经经冷冷凝凝冷冷却却后后在在分分离离器器中中油油水水分层,再分别引出。分层,再分别引出。对原料杂质要求:对原料杂质要求:S:0.150.5 g/g As:g/kg Pb:10 g/g N:0.5 g/g Cu:10 g/g H2O:2.0 g/g 2022/11/1810石油加工工程2重整反应部分重整反应部分q重重整整反反应应是是强强吸吸热热反反应应,为为了了维维持持较较高高的的反反应应温温度度和和反反应应速速度度,一一般般采采用用三三至至四四个个反反应应器器串串联联,反反应应器器间
11、间有有加加热热炉炉加加热热原原料料至至所所需需的的反反应应温温度度,通通常常在在四四个个反反应应器器中中加加入入的的催催化化剂剂量量之之比比为为 1:1.5:2.5:5,反反应应器器的的入入口口温温度度一般为一般为480520 2022/11/1811石油加工工程q生生产产芳芳烃烃和和生生产产高高辛辛烷烷值值汽汽油油时时,其其原原料料预预处处理理和和重重整整反反应应两部分的工艺流程基本相同,不同之处在:两部分的工艺流程基本相同,不同之处在:因因存存在在裂裂解解反反应应,重重整整生生成成油油中中含含有有少少量量烯烯烃烃,在在芳芳烃烃抽抽提提时时,烯烯烃烃会会混混入入芳芳烃烃而而影影响响芳芳烃烃纯
12、纯度度,因因此此要要经经过过后后加加氢氢使这些烯烃饱和使这些烯烃饱和 分分离离出出富富氢氢气气体体后后的的重重整整生生成成油油进进入入脱脱戊戊烷烷塔塔,塔塔顶顶分分出出C5 的轻组分的轻组分,塔底为,塔底为脱戊烷油脱戊烷油,即,即芳烃抽提芳烃抽提的进料的进料2022/11/1812石油加工工程q以以生生产产芳芳烃烃产产品品为为目目的的时时,重重整整反反应应产产物物脱脱戊戊烷烷油油中中一一般般含含芳芳烃烃3060,其其余余是是非非芳芳烃烃。这这一一混混合合物物中中,芳芳烃烃和和非非芳芳烃烃的的沸沸点点相相近近或或有有共共沸沸现现象象一一般般用用精精馏馏的的方方法法很很难难将将它它们们分分开开,通
13、通常常采采用用液液-液液抽抽提提的的方方法法,先先分分出出混混合合芳芳烃烃,然然后后进进行行芳烃精馏芳烃精馏。q芳芳烃烃液液-液液抽抽提提的的原原理理是是根根据据芳芳烃烃在在溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度不同,使芳烃和非芳烃得到分离。不同,使芳烃和非芳烃得到分离。2022/11/1813石油加工工程q重重整整反反应应产产物物经经过过抽抽提提后后得得到到的的是是苯苯、甲甲苯苯、二二甲甲苯苯和和重重芳芳烃烃的的混混合合物物,芳芳烃烃精精馏馏的的目目的的就就是是将将它们分离成单体芳烃。它们分离成单体芳烃。n目目前前我我国国芳芳烃烃精精馏馏的的工工艺艺流流程程有有两两种种类类型型:一一种种是是三三塔塔流
14、流程程,用用来来生生产产苯苯、甲甲苯苯、混混合合二二甲甲苯苯和和重重芳芳烃烃;另另一一种种是是五五塔塔流流程程,用用来来生生产产苯苯、甲甲苯苯、邻二甲苯、间对二甲苯、乙基苯和重芳烃。邻二甲苯、间对二甲苯、乙基苯和重芳烃。2022/11/1814石油加工工程q目前工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分两大类:目前工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分两大类:固定床反应器半再生式工艺流程固定床反应器半再生式工艺流程 移动床反应器连续再生式工艺流程移动床反应器连续再生式工艺流程q固固定定床床:主主要要特特征征是是采采用用34个个固固定定床床反反应应器器串串联联,每每0.5la 停止过油,全部催化剂就
15、地再生一次;停止过油,全部催化剂就地再生一次;q移移动动床床:主主要要特特征征是是设设有有专专门门的的再再生生器器,反反应应器器和和再再生生器器都都是是采采用用移移动动床床反反应应器器,催催化化剂剂在在反反应应器器和和再再生生器器之之间间不不断断地地进进行行循循环环反反应应和和再再生生,一一般般每每 37d 全全部部催催化化剂再生一遍。剂再生一遍。2022/11/1815石油加工工程q移移动动床床反反应应器器连连续续再再生生式式重重整整反反应应系系统统,有有美美国国UOP和和法法国国IFP的专利技术,是目前世界上工业应用主要的两家技术。的专利技术,是目前世界上工业应用主要的两家技术。qUOP和
16、和IFP连连续续重重整整采采用用的的反反应应条条件件基基本本相相似似,都都用用铂铂锡锡催催化剂化剂。UOP连续重整的三个反应器是连续重整的三个反应器是叠置叠置的。的。IFP连续重整的三个反应器则是连续重整的三个反应器则是并行排列并行排列。胜炼。胜炼q连连续续重重整整技技术术提提供供了了更更为为适适宜宜的的反反应应条条件件,取取得得了了较较高高的的芳芳烃烃产产率率、较较高高的的液液体体收收率率和和氢氢气气产产率率,突突出出的的优优点点是是改改善善了了烷烃芳构化反应的条件烷烃芳构化反应的条件q规模小的装置来用连续重整是不经济的规模小的装置来用连续重整是不经济的2022/11/1816石油加工工程2
17、022/11/1817石油加工工程2022/11/1818石油加工工程2022/11/1819石油加工工程2022/11/1820石油加工工程q 铂铼重整(固定床)的其他操作条件如下:铂铼重整(固定床)的其他操作条件如下:空速:空速:1.52h-1氢油比:氢油比:1200:1(体体);510:1(分子比分子比)压力:压力:1.52.0MPa反应温度:反应温度:480520q 连续重整装置的反应条件一般如下:连续重整装置的反应条件一般如下:反应压力:反应压力:0.350.8 MPa氢油分子比:氢油分子比:1.54反应温度:反应温度:5005302022/11/1821石油加工工程第二节第二节 催
18、化重整的化学反应催化重整的化学反应2022/11/1822石油加工工程一、催化重整的化学反应一、催化重整的化学反应催催化化重重整整是是以以C6C11的的石石脑脑油油作作原原料料,在在一一定定操操作作条条件件和和催催化化剂剂作作用用下下,烃烃分分子子发发生生重重新新排排列列,使使环环烷烷烃烃和和烷烷烃烃转化成转化成芳烃芳烃和和异构烷烃异构烷烃,同时产生,同时产生氢气氢气的过程的过程重重整整催催化化剂剂是是一一种种双双功功能能催催化化剂剂,即即有有金金属属功功能能,进进行行脱脱氢氢和和环环化化等等反反应应;又又有有酸酸性性功功能能,进进行行异异构构化化和和加加氢氢裂裂化化反应反应 1六员环的脱氢反
19、应六员环的脱氢反应2022/11/1823石油加工工程2五员环烷烃的异构脱氢反应五员环烷烃的异构脱氢反应3直链烷烃的异构化反应直链烷烃的异构化反应2022/11/1824石油加工工程4烷烃的环化脱氢反应烷烃的环化脱氢反应烷烃的环化脱氢反应是提高重整转化率的重要措施之一烷烃的环化脱氢反应是提高重整转化率的重要措施之一2022/11/1825石油加工工程5加氢裂化反应加氢裂化反应 6芳烃脱烷基反应(不是主要反应)芳烃脱烷基反应(不是主要反应)2022/11/1826石油加工工程7烯烃的饱和反应(不是主要反应)烯烃的饱和反应(不是主要反应)8积炭反应(不是主要反应)积炭反应(不是主要反应)q烃烃类类
20、的的深深度度脱脱氢氢,生生成成烯烯烃烃和和二二烯烯烃烃,烯烯烃烃进进一一步步聚聚合合及及环环化化,形形成成稠稠环环芳芳香香烃烃,并并吸吸附附在在催催化化剂剂上上,最最终终转转化成焦炭而使催化剂失活化成焦炭而使催化剂失活 2022/11/1827石油加工工程脱氢反应脱氢反应六员环烷烃六员环烷烃芳香烃芳香烃五员环烷烃五员环烷烃芳香烃芳香烃烷烃烷烃芳香烃芳香烃最主要反应最主要反应非常重要的反应非常重要的反应几乎可完全几乎可完全转化转化有一部分会发生有一部分会发生副反应副反应与催化剂性能有关与催化剂性能有关2022/11/1828石油加工工程q以以上上3个个反反应应都都是是生生成成芳芳烃烃的的反反应应
21、,芳芳烃烃有有较较高高的的辛辛烷烷值值,故故目目的的产产品品不不论论是是高高辛辛烷烷值值汽汽油油还还是是芳芳烃烃,这这些些反反应应都都是是有利的。但这三种反应的反应深度是不一样的:有利的。但这三种反应的反应深度是不一样的:六六员员环环的的脱脱氢氢反反应应最最快快,而而且且转转化化充充分分,是是催催化化重重整整的的 基基本反应本反应;五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多,但大部分转化;五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多,但大部分转化;烷烃脱氢环化反应速度很慢,转化率较低烷烃脱氢环化反应速度很慢,转化率较低 2022/11/1829石油加工工程异构化反应:异构化反应:五五员环异构生成六员环员环异构生
22、成六员环正构烷烃异构生成异构烷烃正构烷烃异构生成异构烷烃虽虽不不能能直直接接生生成成芳芳烃烃,但但能能对对生生成成芳芳烃烃和和提提高高汽油汽油辛烷值辛烷值有利有利2022/11/1830石油加工工程q加加氢氢裂裂化化生生成成小小分分子子的的烃烃类类,而而且且在在催催化化重重整整条条件件下下,加加氢氢裂裂化化还还包包含含有有异异构构化化反反应应,因因此此,加加氢氢裂裂化化反反应应有有利利于于提提高高辛辛烷烷值值,但但过过多多的的加加氢氢裂裂化化会会使使液液体体收收率率降降低低,所所以以,对对加加氢氢裂裂化化反应要反应要适当控制适当控制2022/11/1831石油加工工程q生生产产上上通通常常用用
23、“芳芳烃烃潜潜含含量量”来来表表征征重重整整原原料料的的反反应应性性能能,即即当当原原料料中中的的环环烷烷烃烃全全部部转转化化成成芳芳烃烃时时所所能能得得到到的的芳烃量。其计算方法如下芳烃量。其计算方法如下(含量皆为质量分数含量皆为质量分数)2022/11/1832石油加工工程芳烃潜含量芳烃潜含量定义:定义:指指 重整原料中重整原料中C6C8的环烷烃全部转化成的环烷烃全部转化成芳烃芳烃,再加上原料中本身含有的再加上原料中本身含有的C6C8芳烃芳烃,二者总二者总共共占原料油的质量百分数(占原料油的质量百分数(%)实质:实质:原料中的原料中的C6C8环烷烃环烷烃全部转化全部转化成芳烃时成芳烃时所所
24、能得到能得到的芳烃量的芳烃量2022/11/1833石油加工工程q芳烃潜含量芳烃潜含量只是说明生产芳烃的可能性(潜在能力),只是说明生产芳烃的可能性(潜在能力),并不是最高能力,原料中芳烃潜含量越高,重整后得到并不是最高能力,原料中芳烃潜含量越高,重整后得到的芳烃产率就越高的芳烃产率就越高q用用“芳烃转化率芳烃转化率”或或“重整转化率重整转化率”来表征重整原料的来表征重整原料的转化深度和操作水平高低转化深度和操作水平高低q在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率2022/11/1834石油加工工程二、催化重整的主要操作因素二、催化重整的主要操
25、作因素 1反应温度反应温度q无无论论从从反反应应速速度度还还是是化化学学平平衡衡来来考考虑虑,提提高高反反应应温温度度对催化重整都有利,但反应温度还受以下因素的限制:对催化重整都有利,但反应温度还受以下因素的限制:设备材质;设备材质;催化剂的耐热稳定性和容碳能力等;催化剂的耐热稳定性和容碳能力等;非非理理想想的的副副反反应应。提提高高反反应应温温度度则则加加氢氢裂裂化化反反应应加加剧剧,催化剂积炭加快,液体产率下降催化剂积炭加快,液体产率下降q目目前前国国内内各各重重整整装装置置的的反反应应器器入入口口温温度度多多在在480530之间之间 2022/11/1835石油加工工程q 催化重整常采用
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 催化重整 教学 文案
限制150内