石油催化裂化的催化劑有哪些種類
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-18分類:催化劑及助劑瀏覽:170
一般工業(yè)上用的催化裂化催化劑種類很多,且各個裝置都不一樣,根據(jù)生產(chǎn)要求而定,但是從分類來說無非就是無定型硅酸鋁催化劑,和結(jié)晶型硅酸鋁鹽也就是分子篩催化劑
硅酸鋁,浮石,硅溶膠,鋁溶膠等。
石油加工所使用的催化劑功能有哪些?
石油煉制過程之一,是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹狻⑵秃筒裼偷鹊倪^程。原料采用原油蒸餾(或其他石油煉制過程)所得的重質(zhì)餾分油;或重質(zhì)餾分油中混入少量渣油,經(jīng)溶劑脫瀝青后的脫瀝青渣油;或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應(yīng)過程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上,縮合為焦炭,使催化劑活性下降,需要用空氣燒去(見催化劑再生),以恢復(fù)催化活性,并提供裂化反應(yīng)所需熱量。催化裂化是石油煉廠從重質(zhì)油生產(chǎn)汽油的主要過程之一。所產(chǎn)汽油辛烷值高(馬達法80左右),安定性好,裂化氣(一種煉廠氣)含丙烯、丁烯、異構(gòu)烴多。沿革 催化裂化技術(shù)由法國E.J.胡德利研究成功,于1936年由美國索康尼真空油公司和太陽石油公司合作實現(xiàn)工業(yè)化,當(dāng)時采用固定床反應(yīng)器,反慶和催化劑再生交替進行。由于高壓縮比的汽油發(fā)動機需要較高辛烷值汽油,催化裂化向移動床(反應(yīng)和催化劑再生在移動床反應(yīng)器中進行)和流化床(反應(yīng)和催化劑再生在流化床反應(yīng)器中進行)兩個方向發(fā)展。移動床催化裂化因設(shè)備復(fù)雜逐漸被淘汰;流化床催化裂化設(shè)備較簡單、處理能力大、較易操作,得到較大發(fā)展。60年代,出現(xiàn)分子篩催化劑,因其活性高,裂化反應(yīng)改在一個管式反應(yīng)器(提升管反應(yīng)器)中進行,稱為提升管催化裂化。 中國1958年在蘭州建成移動床催化裂化裝置,1965年在撫順建成流化床催化裂化裝置,1974年在玉門建成提升管催化裂化裝置。1984年,中國催化裂化裝置共39套,占原油加工能力23%。 石油煉制過程之一,是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹狻⑵秃筒裼偷鹊倪^程。原料采用原油蒸餾(或其他石油煉制過程)所得的重質(zhì)餾分油;或重質(zhì)餾分油中混入少量渣油,經(jīng)溶劑脫瀝青后的脫瀝青渣油;或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應(yīng)過程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上,縮合為焦炭,使催化劑活性下降,需要用空氣燒去(見催化劑再生),以恢復(fù)催化活性,并提供裂化反應(yīng)所需熱量。催化裂化是石油煉廠從重質(zhì)油生產(chǎn)汽油的主要過程之一。所產(chǎn)汽油辛烷值高(馬達法80左右),安定性好,裂化氣(一種煉廠氣)含丙烯、丁烯、異構(gòu)烴多。沿革 催化裂化技術(shù)由法國E.J.胡德利研究成功,于1936年由美國索康尼真空油公司和太陽石油公司合作實現(xiàn)工業(yè)化,當(dāng)時采用固定床反應(yīng)器,反慶和催化劑再生交替進行。由于高壓縮比的汽油發(fā)動機需要較高辛烷值汽油,催化裂化向移動床(反應(yīng)和催化劑再生在移動床反應(yīng)器中進行)和流化床(反應(yīng)和催化劑再生在流化床反應(yīng)器中進行)兩個方向發(fā)展。移動床催化裂化因設(shè)備復(fù)雜逐漸被淘汰;流化床催化裂化設(shè)備較簡單、處理能力大、較易操作,得到較大發(fā)展。60年代,出現(xiàn)分子篩催化劑,因其活性高,裂化反應(yīng)改在一個管式反應(yīng)器(提升管反應(yīng)器)中進行,稱為提升管催化裂化。中國1958年在蘭州建成移動床催化裂化裝置,1965年在撫順建成流化床催化裂化裝置,1974年在玉門建成提升管催化裂化裝置。1984年,中國催化裂化裝置共39套,占原油加工能力23%。催化劑 主要成分為硅酸鋁,起催化作用的是其中的酸性活性中心(見固體酸催化劑)。移動床催化裂化采用3~5mm小球形催化劑。流化床催化裂化早期所用的是粉狀催化劑,活性、穩(wěn)定性和流化性能較差。40年代起,開發(fā)了微球形(40~80μm)硅鋁催化劑,并在制備工藝上作了改進,活院脫≡裥遠急冉蝦謾?0年代初期,開發(fā)了高活性含稀土元素的 X型分子篩硅鋁微球催化劑。70 年代起, 又開發(fā)了活性更高的Y型分子篩微球催化劑(見石油煉制催化劑)。化學(xué)反應(yīng) 與按自由基反應(yīng)機理進行的熱裂化不同,催化裂化是按碳正離子機理進行的,催化劑促進了裂化、異構(gòu)化和芳構(gòu)化反應(yīng),裂化產(chǎn)物比熱裂化具有更高的經(jīng)濟價值,氣體中C3和C4較多,異構(gòu)物多;汽油中異構(gòu)烴多,二烯烴極少,芳烴較多。其主要反應(yīng)包括:①分解,使重質(zhì)烴轉(zhuǎn)變?yōu)檩p質(zhì)烴;②異構(gòu)化;③氫轉(zhuǎn)移;④芳構(gòu)化;⑤縮合、生焦反應(yīng)。異構(gòu)化和芳構(gòu)化使低辛烷值的直鏈烴轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝镣橹档漠悩?gòu)烴和芳烴。工藝過程 催化裂化的流程包括三個部分:①原料油催化裂化;②催化劑再生;③產(chǎn)物分離。原料經(jīng)換熱后與回?zé)捰突旌蠂娙胩嵘芊磻?yīng)器下部,在此處與高溫催化劑混合、氣化并發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)溫度480~530℃,壓力0.14MPa(表壓)。反應(yīng)油氣與催化劑在沉降器和旋風(fēng)分離器(簡稱旋分器)分離后,進入分餾塔分出汽油、柴油和重質(zhì)回?zé)捰汀A鸦瘹饨?jīng)壓縮后去氣體分離系統(tǒng)。結(jié)焦的催化劑在再生器用空氣燒去焦炭后循環(huán)使用,再生溫度為600~730℃。使用分子篩催化劑時,為了使煉廠產(chǎn)品方案有一定的靈活性,可根據(jù)市場需要改變操作條件以得到最大量的汽油、柴油或液化氣。裝置類型 流化床催化裂化裝置有多種類型,按反應(yīng)器(或沉降器)和再生器布置的相對位置的不同可分為兩大類:①反應(yīng)器和再生器分開布置的并列式;②反應(yīng)器和再生器架疊在一起的同軸式。并列式又由于反應(yīng)器(或沉降器)和再生器位置高低的不同而分為同高并列式和高低并列式兩類。 同高并列式 要特點是:①催化劑由U型管密相輸送;②反應(yīng)器和再生器間的催化劑循環(huán)主要靠改變U型管兩端的催化劑密度來調(diào)節(jié);③由反應(yīng)器輸送到再生器的催化劑,不通過再生器的分布板,直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以減少分布板的磨蝕。 高低并列式特點是反應(yīng)時間短,減少了二次反應(yīng);催化劑循環(huán)采用滑閥控制,比較靈活。 同軸式裝置形式特點是:①反應(yīng)器和再生器之間的催化劑輸送采用塞閥控制;②采用垂直提升管和90°耐磨蝕的彎頭;③原料用多個噴嘴噴入提升管。發(fā)展 長期以來,流化床催化裂化原料主要為原油蒸餾的餾出油(柴油、減壓餾出油等)和熱加工餾出油,原料中鎳、釩(會使催化劑中毒)含量一般均小于0.5ppm。在以減壓渣油作催化裂化原料時,通常要在進入催化裂化裝置前,用各種方法進行原料預(yù)處理,除去其中大部分鎳、釩等金屬和瀝青質(zhì)。70年代以來,由于節(jié)約石油資源引起商品渣油需求下降。因此,流化床催化裂化裝置摻煉減壓渣油或直接加工常壓渣油已相當(dāng)普遍。主要措施是:采用抗重金屬中毒催化劑;在原料中加入鈍化劑等。
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