催化裂化工艺主要操作条件分析

第五节催化裂化工艺主要操作条件分析一．几个基本概念①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：%100100100未转化的原料量转化率%100100焦炭汽油气体转化率返回本章单程转化率：指总进料(包括新鲜原料、回炼油、回炼油浆)一次通过反应器的转化率总转化率：以新鲜原料为基准不考虑回炼油和回炼油浆%100总进料焦炭汽油气体单程转化率%100新鲜原料焦炭汽油气体总转化率单程转化率直接反映了反应速度与反应时间，因此考察动力学时总是用单程转化率反映了反应条件的苛刻程度反映了新鲜原料最终转化程度②空速和反应时间再生器、反应器中经常保持一定的催化剂量叫藏量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★重量空速：进料量和催化剂藏量都以重量单位计，总进料量(T/h)/藏量(T)(h-1)★体积空速：进料量和催化剂藏量都以体积单位计，总进料量(m3/h)/藏量(m3)(h-1)★计算体积空速时，进料量的体积是按20℃的液体体积计假反应时间空速/1对油气对数平均体积流量提升管反应器的体积停留时间VVR)/ln(进出进出对VVVVV空速倒数不是真正的反应时间，只是相对的反映反应时间的长短，故称为假反应时间假反应时间越长，则反应时间越长对提升管反应器：二、影响催化裂化反应速度的主要因素•(1)反应温度•(2)原料性质•(3)反应压力•(4)剂油比（C/O）（一）反应温度一方面，反应温度高则反应速度增大。当反应温度升高时，热裂化反应的速度提高比较快，当温度高于500℃时，热裂化趋于重要，产品中出现热裂化产品的特征（气体中C1、C2多，产品的不饱和度上升）。但是，即使这样高的温度，催化裂化的反应仍占主导地位。另一方面，反应温度可以通过对各类反应速率大小来影响产品的分布和质量。温度升高汽油的辛烷值上升，但汽油产率下降，气体产率上升，产品的产量和质量对温度的要求产生矛盾，必须适当选取温度。在我国要求多产柴油时，可采用较低的反应温度（460～470℃），在低转化率下进行大回炼操作；当要求多产汽油时，可采用较高的反应温度（500～510℃），在高转化率下进行小回炼操作或单程操作；多产气体时，反应温度则更高。（二）反应压力反应压力是指反应器内的油气分压，油气分压提高意味着反应物浓度提高，因而反应速度加快，同时生焦的反应速度也相应提高。虽然压力对反应速度影响较大，但是在操作中压力一般是固定不变的，因而压力不作为调节操作的变量，工业装置中一般采用不太高的压力（约0.1～0.3Mpa）。应当指出，催化裂化装置的操作压力主要不是由反应系统决定的，而是由反应器与再生器之间的压力平衡决定的。（三）剂油比（C/O）)/()/(/hthtOC总进料量催化剂循环量剂油比C/O反映了单位催化剂上有多少原料进行了反应并在其上沉积焦炭C/O上升，单位催化剂上积炭下降，催化剂活性下降慢C/O大，原料与催化剂接触更充分，有利于提高反应速度（四）原料的性质•沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化•K＞12的原料属高裂化性能的烷烃类；•K=11.3～12.0的原料，属中等裂化性能的环烷烃类；•K＜11.3的原料，则属难裂化的芳烃类•碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降。裂化原料中的含硫化合物对催化裂化反应速度影响不大工业装置上常用回炼操作来提高轻质油的收率新鲜原料量回炼油量回炼比/回炼比与转化率的关系：1)/(单程转化率总转化率回炼比回炼比调节原则在操作条件和原料性质大体相同情况下，增加回炼比则转化率上升，汽油、气体和焦调节原则炭产率上升，但处理能力下降。在转化率大体相同的情况下，若增加回炼比，则单程转化率下降，轻柴油产率有所增加，反应深度变浅。反之，回炼比太低，虽处理能力较高，但轻质油总产率仍不高。因此，增加回炼比，降低单程转化率是增产柴油的一项措施。但是，增加回炼比后，反应所需的热量大大增加，原料预热炉的负荷、反应器和分馏塔的负荷会随之增加，能耗也会增加。因此，回炼比的选取要根据生产实际综合选定。（五）空速和反应时间•反应时间短，转化率低；反应时间长，转化率提高。•过长的反应时间会使转化率过高，汽、柴油收率反而下降，液态烃中烯烃饱和。（六）再生催化剂含碳量再生催化剂含碳量是指经再生后的催化剂上残留的焦炭含量。对分子筛催化剂来说，裂化反应生成的焦炭主要沉积在分子筛催化剂的活性中心上，再生催化剂含碳过高，相当于减少了催化剂中分子筛的含量，催化剂的活性和选择性都会下降，因而转化率大大下降，汽油产率下降，溴价上升，诱导期下降。