4催化裂解工艺技术.pptx

第4章 催化裂解本章主要内容催化裂解技术背景及特点催化裂解催化剂及工艺技术催化裂解反应规律烃类裂解性能的特征化研究催化裂解反应历程和机理催化裂解反应动力学一、催化裂解技术背景及特点低碳烯烃的市场需求1996-2001乙烯年均增长率4.0%丙烯年均增长率5.1%2002-2007乙烯年均增长率5.0%丙烯年均增长率5.2%目的产品：汽油和柴油改变工艺条件可以提高乙丙烯产率增幅有限乙烯丙烯95%66%32% 管式炉蒸汽裂解催化裂化对原料要求苛刻－轻烃、石脑油、柴油我国轻油资源匮乏，热裂解原料短缺技术背景原料范围宽乙丙烯产率高技术背景蒸汽裂解催化裂化反应深度催化剂催化裂解催化裂解的特点与催化裂化相比反应温度高，剂油比大，蒸汽量大主要产品是低碳烯烃而不是汽柴油与蒸汽裂解相比裂解过程有催化剂的存在反应温度低，产品可调节性大对重油裂解具有很强的竞争力催化裂解的特点催化裂解的优点拓宽裂解原料范围降低反应温度，减少能耗提高烯烃产率增加产品分布的灵活性经济效益好300kt/a乙烯能力的HCC装置的总投资与同等规模的轻油蒸汽热裂解制乙烯装置的总投资相当，但其裂解原料费用远小于蒸汽裂解原料费用。用中等质量的常压渣油为原料时，HCC工艺的乙烯生产成本仅为同等规模的石脑油热裂解制乙烯的76%；内部收益率为21.2%，远高于蒸汽裂解。 称香生．炼油设计，2000，30(6): 1-4 二、催化裂解催化剂及工艺技术金属氧化物型 一般是在氧化铝等载体上负载碱金属、碱土金属或稀土金属的氧化物，或者是几种氧化物的复合物此类催化剂的裂解温度一般较高 沸石分子筛型 一般用金属交换沸石分子筛作为裂解催化剂的活性组分，如丝光沸石、HASM-5沸石分子筛、HZSM-5沸石分子筛、ZRP沸石分子筛和ZSM-5沸石分子筛此类催化剂的裂解温度一般较低石油化工科学研究院洛阳石油化工工程公司中国石油集团公司催化裂解工艺技术国外催化－蒸汽裂解工艺——俄罗斯、欧美THR工艺 ——日本QC裂解技术——Stone ＆ Webster Superflex工艺——KBR公司国内DCC工艺 CPP工艺HCC工艺RSCC工艺催化裂解工艺技术DCC-- Deep Catalytic CrackingDCC-Ⅰ：最大量生产以丙烯为主的气体烯烃 DCC-Ⅱ ：最大量生产丙烯和异丁烯、异戊烯等气体烯烃，并同时兼产高辛烷值优质汽油CPP-- Catalytic Pyrolysis Process 采用提升管反应器，在比蒸汽裂解缓和的操作条件下生产乙烯和丙烯 乙烯方案、丙烯方案和中间方案三种操作方式HCC--Heavy-Oil Contact Cracking 以重油直接裂解制乙烯，并兼产丙烯、丁烯和轻芳烃的催化裂解工艺 乙烯产率远大于丙烯产率三、催化裂解反应规律大庆常渣在CPP及HCC催化剂上的裂解规律 加拿大SCO瓦斯油在CPP催化剂上的裂解规律汽柴油在CPP催化剂上的二次裂解规律C4烃在CPP催化剂上的裂解规律 C4烃在上海石化院催化剂上的裂解规律1. 大庆常渣在CPP上的裂解规律产物分布随反应温度的变化油气停留时间2.3 s，剂油比13.5，水油比0.70大庆常压渣油在CPP催化剂上具有良好的裂解性能总烯烃产率接近50 wt%2. 大庆常渣在HCC上的反应规律产物分布随反应温度的变化油气停留时间1.8 s，剂油比16，水油比0.67总烯烃产率可达45 wt%烯烃分布跟CPP催化剂差别很大大庆常渣催化裂解/热裂解对比反应温度660 ℃3. 加拿大HVGO在CPP上的裂解规律产物分布随反应温度的变化油气停留时间2.5 s，剂油比15.4，水油比0.55加拿大HVGO的裂解性能较差烯烃产率低，总烯烃产率最大值仅34 wt%大庆常渣与加拿大HVGO的裂解对比大庆常渣的裂解性能远优于加拿大HVGO前者的烯烃产率约为后者的2倍两种原料的性质对比对于高芳香分含量的裂解原料，需要开发专门的催化剂4. C4烃在CPP催化剂上的裂解规律 丁烷：26.2 wt% 丁烯：65.9 wt% C4烃催化裂解转化率随反应温度的变化丁烯的转化率远大于丁烷的转化率随反应温度的升高，丁烷与丁烯转化率的差距逐渐缩小C4烃在CPP催化剂上表现出良好的裂解性能乙丙烯产率较高，660℃时接近36 wt%5. C4烃在上海石化院催化剂上的裂解规律丁烷：17.7 wt%，丁烯：81.5 wt% C4烃催化裂解转化率随反应温度的变化丁烯的转化率远大于丁烷的转化率1-丁烯的转化率大于2-丁烯的转化率C4烃在上海石化院开发的催化剂上表现出很好的裂解性能乙丙烯产率很高， 650℃时接近50 wt%82%6. 汽柴油二次裂解反应规律研究意义汽柴油－重要产品－中间产物反映出芳香烃的催化裂解性能反应历程的探讨和动力学研究汽柴油原料烷基苯－43.74%烷基萘