重质油的催化裂化
时间:2012-05-16 09:18:38,点击:0

 

重质油的催化裂化
催化裂化(Catalytic cracking)是在热和催化剂的作用下使重油转化为裂化气、辛烷值较高的汽油和柴油等产品的过程,主要原料是原油的减压馏分,所用的催化剂多为以无定形合成硅酸铝为基质并含有适量的结晶型硅酸盐的沸石分子筛,其过程是个脱碳过程,工艺装置必须包括反应和催化剂再生两个部分,现普遍采用提升管裂化。
1 概述
由于我国原油的重质油中硫和重金属的含量很低,是催化裂化的好原料。因而,它已发展成为我国重质油轻质化的主要途径。重质油催化裂化的原料包括常压渣油、减压渣油以及减压渣油的脱沥青油。
1.1 与减压馏份相比,重油催化裂化的原料油特点
(1)粘度大、沸点高
这就导致重质油在进入反应器时雾化和气化都比较困难,一部分原料仍以液态存在而吸附于催化剂表面,进而反应和生焦。所以重油催化裂化是气--固三相反应。
(2)多环的芳香性物质含量高
对于此类重质原油,一般是以其残碳值来衡量在催化剂上的生焦倾向。在反应条件相同时,残碳值越高的原料油,一般在催化裂化时生焦量也越多。工业上,一般认为重质油催化裂化原料油的残碳值不宜高于4%5%
(3)重金属含量高
由于镍、钒等重金属绝大部分集中在渣油中,在催化裂化反应时易沉积于催化剂表面并不断积累,使催化剂的活性和选择性逐渐下降。工业上一般认为重油催化裂化原料油的重金属含量不宜大于10μgg-1
(4)含硫、氮的化合物较多
原油中大部分的氮和相当部分的硫都集中在渣油中。在催化裂化时大部分的氮和一部分的硫进入焦炭,它们在再生的过程中会生成氧化物、氮化物,造成空气污染;有一部分则留在产物中,影响其质量。碱氮还可使催化剂中毒,影响其活性。
1.2 重油催化裂化的操作条件
为了降低焦炭产率,应采取如下措施:
(1)改善原料油的雾化和气化
在渣油的催化裂化反应过程中,渣油处于汽液混相状态,因此,它和炽热的催化剂颗粒接触前的雾化、蒸发过程对整个反应都起着十分重要的作用。为了减少催化剂上的结焦量,应尽可能地减少液相部分的比例,即强化前期的雾化和蒸发过程,提高汽化率,减少汽固反应。为此,进料系统需使用高效雾化喷嘴。
(2)较高的反应温度和较短的反应时间
当反应温度提高时,原料的裂化反应加快的较多,而生焦反应加快的较少。所以,当转化率相当时,采用较高的反应温度和较短的反应时间可以降低焦炭产率。为此,必须在重质油催化裂化提升管反应器出口使催化剂快速分离以终止反应,有时还可在提升管反应器出口或在适当的位置注入终止剂以减少二次反应。
1.3 重油催化裂化的产物
(1)气体组成的变化
由于重油催化裂化的同时还会发生热裂化反应,与馏分油相比,其热反应的份额有所增强。
(2)汽油性质的变化
随着原料中渣油掺入量的增加,重油催化裂化汽油的密度和辛烷值稍有增大,其它理论指标均无明显变化。
(3)柴油性质的变化
渣油催化裂化的柴油馏分中,硫、氮和胶质的含量增加,颜色变深,安定性变差。与馏分油催化裂化柴油相比,其十六烷值较低。