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提升管反應器檢修鑒定

發布時間:2023-02-10 01:44:20

Ⅰ 催化裂化提升管反應器的提升管反應器

提升管上端出口處設有氣—固快速分離構件,其目的是使催化劑與油氣快速分離以抑制反應的繼續進行。快速分離構件有多種形式,比較簡單的有半圓帽形、T字形的構件,為了提高分離效率,近年來較多地採用初級旋風分離器。實際上油氣在沉降器及油氣轉移管線中仍有一段停留時間,從提升管出日到分餾塔約為10-20s。,而且溫度也較高一般為450-510℃。在此條件下還會有相當程度的二次反應發生,而且主要是熱裂化反應,造成於氣和焦炭產率增大。對重油催化裂化,此現象更為嚴重,有時甚至在沉降器、油氣管線及分餾塔底的器壁上結成焦塊。因此,縮短油氣在高溫下的停留時間是很有必要的。適當減小沉降器的稀相空間體積、縮短初級旋風分離器的升氣管出口與沉降器頂的旋風分離器入口之間的距離是減少二次反應的有效措施之一。據報道,採取此措施可以使油氣在沉降器內的停留時間縮短至3s,熱裂化反應明顯減少。
提升管下部進料段的油劑接觸狀況對重油催化裂化的反應有重要影響。對重油進料,要求迅速汽化、有盡可能高的汽化率,而且一與催化劑的接觸均勻。原料油霧化粒徑小可增人傳熱面積,而.只由於原料油分散程度高,油霧與催化劑的接觸機會較均等,從而提高了汽化速率。實驗及計算結果表明,霧滴初始粒徑越小則進料段內的汽化速率越高,兩者之間呈指數關系。實驗結果還表明,對重油催化裂化,提高進料段的汽化率能改善產品產率分布。因此,選用噴霧粒徑小,而且粒徑分布范圍較窄的高效霧化噴嘴對重油催化裂化是很重要的。模擬計算結果表明,當霧滴平均粒徑從60μm減小至50μm時,對重油催化裂化的反應結果仍有明.顯的效果。除了液霧的粒徑分布外,影響油霧與催化劑的接觸狀況的因素還有噴嘴的個數及位置、噴出液霧的形狀、從預提升管上升的催化劑的流動狀況等。在重油催化裂化時,對這些因素都應予以認真的研究。 中國石油大學成功開發的催化裂化汽油輔助反應器改質技術,以常規催化裂化催化劑和常規催化裂化工藝為基礎,依託原有催化裂化裝置,增設了一個單獨的提升管與湍動床層相組合的輔助反應器,利用這一單獨的改質反應器對催化裂化汽油進行進一步改質,促進了需要的氫轉移和異構化反應並抑制了不需要的裂化反應,實現了催化裂化汽油的良性定向催化轉化,從而達到了降低烯烴含量、維待辛烷值基本不變以生產清潔汽油的目的。其工藝流程如圖5所示。工業化應用結果表明,可使催化裂化汽油烯烴含量降到20%(體積分數)以下,且維持辛烷值不變,使催化裂化裝置直接生產出烯烴含量合格的高品質清潔汽油。改質過程損失小,只佔整個重油催化裂化裝置物料平衡的0.8%(質量分數),且操作與調變靈活,通過調整改質反應器操作,可提高丙烯產率3%左右。
除此之外,有研究報道,採用渣油單獨進料並選好其注人的位置會有利於改善反應狀況。對下行式鉀式反應器也有不少研究。從原理上分析,卜行式反應器可能有以下一些優點:油氣與催化劑一起從上而下流動,沒有固體顆粒的滑落間題,流型可接近平推流而很少返混;有可能與管式再生器結合而節約投資等。這種反應器型式可能對要求高溫、短接觸時間的反應更為適合。關於下行式反應器的研究已有一些專利,但尚未見有工業化的報道。

Ⅱ 催化裂化詳細資料大全

催化裂化是石油煉制過程之一,是在熱和催化劑的作用下使重質油發生裂化反應,轉變為裂化氣、汽油和柴油等的過程。

基本介紹

概念,類型,反應過程,沿革,反應機理,裝置類型,工藝流程,發展,其它資料,

概念

大分子烴類在熱作用下發生裂化和縮合。採用合成矽酸鋁催化劑:一種是無定形矽酸鋁型,另一種是沸石型。通常固定床催化裂化用的是低活性的。 是石油二次加工的主要方法之一。在高溫和催化劑的作用下使重質油發生裂化反應,轉變為裂化氣、汽油和柴油等的過程。主要反應有分解、異構化、氫轉移、芳構化、縮合、生焦等。與熱裂化相比,其輕質油產率高,汽油辛烷值高,柴油安定性較好,並副產富含烯烴的液化氣。近幾年來分子篩裂化催化劑採用矽溶膠或鋁溶膠等粘結劑,把分子篩、高嶺土粘結在一起,製成高密度、高強度的新一代半合成分子篩催化劑,所用分子篩除稀土-y型分子篩外,還有超穩氫-y型分子篩等。反應改在管式反應器中進行,稱為提升管催化裂化(riser catalytic cracking)。

類型

移動床催化裂化用的是小球矽酸鋁催化劑。流化床催化裂化用的是微球矽酸鋁催化劑。現代提升管催化裂化用的是微球分子篩催化裂化催化劑。控制短的接觸時間可以減少縮合反應,減少焦炭的生成。所用原料為減壓餾分油、焦化蠟油、脫瀝青油等餾分油者,稱餾分油催化裂化;所用原料為常壓渣油、減壓渣油或餾分油中摻入渣油,都稱渣油催化裂化。

反應過程

反應過程中生成的焦炭沉積於催化劑上,使催化劑失去活性。吹入空氣燒去焦炭可使催化劑再生,循環使用。熱的再生催化劑可以提供反應所需熱量。 催化裂化原料是原油通過原油蒸餾(或其他石油煉制過程)分餾所得的重質餾分油;或在重質餾分油中摻入少量渣油,或經溶劑脫瀝青後的脫瀝青渣油;或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應過程中由於不揮發的類碳物質沉積在催化劑上,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),以恢復催化活性,並提供裂化反應所需熱量。催化裂化是石油煉廠從重質油生產汽油的主要過程之一。所產汽油辛烷值高(馬達法80左右),裂化氣(一種煉廠氣)含丙烯、丁烯、異構烴多。 催化裂化裝置總貌圖

沿革

催化裂化技術由法國E.J.胡德利研究成功,於1936年由美國索康尼真空油公司和太陽石油公司合作實現工業化,當時採用固定床反應器,反應和催化劑再生交替進行。由於高壓縮比的汽油發動機需要較高辛烷值汽油,催化裂化向移動床(反應和催化劑再生在移動床反應器中進行)和流化床(反應和催化劑再生在流化床反應器中進行)兩個方向發展。移動床催化裂化因設備復雜逐漸被淘汰;流化床催化裂化設備較簡單、處理能力大、較易操作,得到較大發展。60年代,出現分子篩催化劑,因其活性高,裂化反應改在一個管式反應器(提升管反應器)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%。 催化裂化

反應機理

與按自由基反應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、異構化和芳構化反應,裂化產物比熱裂化具有更高的經濟價值,氣體中C3和C4較多,異構物多;汽油中異構烴多,二烯烴極少,芳烴較多。其主要反應包括:①分解,使重質烴轉變為輕質烴;②異構化;③氫轉移;④芳構化;⑤縮合反應、生焦反應。異構化和芳構化使低辛烷值的直鏈烴轉變為高辛烷值的異構烴和芳烴。

裝置類型

流化床催化裂化裝置有多種類型,按反應器(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反應器和再生器分開布置的並列式;②反應器和再生器架疊在一起的同軸式。並列式又由於反應器(或沉降器)和再生器位置高低的不同而分為同高並列式和高低並列式兩類。 同高並列式 主要特點是:①催化劑由U型管密相輸送;②反應器和再生器間的催化劑循環主要靠改變U型管兩端的催化劑密度來調節;③由反應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。 催化裂化 高低並列式 特點是反應時間短,減少了二次反應;催化劑循環採用滑閥控制,比較靈活。 同軸式 裝置形式特點是:①反應器和再生器之間的催化劑輸送採用塞閥控制;②採用垂直提升管和90°耐磨蝕的彎頭;③原料用多個噴嘴噴入提升管。

工藝流程

催化裂化的流程主要包括三個部分:①原料油催化裂化;②催化劑再生;③產物分離。原料噴入提升管反應器下部,在此處與高溫催化劑混合、氣化並發生反應。反應溫度480~530℃,壓力0.14~0.2MPa(表壓)。反應油氣與催化劑在沉降器和旋風分離器(簡稱旋分器),分離後,進入分餾塔分出汽油、柴油和重質回煉油。裂化氣經壓縮後 去氣體分離系統 。結焦的催化劑在再生器用空氣燒去焦炭後循環使用,再生溫度為600~730℃。 5.1反應部分 原料經換熱後與回煉油混合經對稱分布物料噴嘴進入提升管,並噴入燃油加熱,上升過程中開始在高溫和催化劑的作用下反應分解,進入沉降器下段的氣提段,經汽提蒸汽提升進入沉降器上段反應分解後反應油氣和催化劑的混合物進入沉降器頂部的旋風分離器(一般為多組),經兩級分離後,油氣進入集氣室,並經油氣管道輸送至分餾塔底部進行分餾,分離出的催化劑則從旋分底部的翼閥排出,到達沉降器底部經待生斜管進入再生器底部的燒焦罐。 5.2再生部分 再生器階段,催化劑因在反應過程中表面會附著油焦而活性降低,所以必須進行再生處理,首先主風機將壓縮空氣送入輔助燃燒室進行高溫加熱,經輔助煙道通過主風分布管進入再生器燒焦罐底部,從反應器過來的催化劑在高溫大流量主風的作用下被加熱上升,同時通過器壁分布的燃油噴嘴噴入燃油調節反應溫度,這樣催化劑表面附著的油焦在高溫下燃燒分解為煙氣,煙氣和催化劑的混合物繼續上升進入再生器繼續反應,油焦未能充分反應的催化劑經循環斜管會重新進入燒焦罐再次處理。最後煙氣及處理後的催化劑進入再生器頂部的旋風分離器進行氣固分離,煙氣進入集氣室匯合後排入煙道,催化劑進入再生斜管送至提升管。 5.3煙氣利用 再生器排除的煙氣一般還要經三級旋風分離器再次分離回收催化劑,高溫高速的煙氣主要有兩種路徑,一、進入煙機,推動煙機旋轉帶動發電機或鼓風機;二、進入余熱鍋爐進行余熱回收,最後廢氣經工業煙囪排放。 催化裂化的相關書籍:催化裂化 工藝與工程

發展

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)含量一般均小於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處理,除去其中大部分鎳、釩等金屬和瀝青質。70年代以來,由於節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普遍。主要措施是:採用抗重金屬中毒催化劑;在原料中加入鈍化劑等。

其它資料

催化劑 主要成分為矽酸鋁,起催化作用的是其中的酸性活性中心(見固體酸催化劑)。移動床催化裂化採用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、穩定性和流化性能較差。40年代起,開發了微球形(40~80μm)矽鋁催化劑,並在制備工藝上作了改進,70年代初期,開發了高活性含稀土元素的 X型分子篩矽鋁微球催化劑。70 年代起, 又開發了活性更高的Y型分子篩微球催化劑(見石油煉制催化劑)。 矽酸鋁管 使用分子篩催化劑時,為了使煉廠產品方案有一定的靈活性,可根據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。

Ⅲ 楊朝合的研究工作

楊朝合教授主要從事化學工藝方面的教學和研究工作,先後主講《儲運油料學》、《催化原理》、《石油煉制工程》、《化工系統工程》和《化學反應工程》等課程。主要研究領域為石油加工工、過程優化、以及石油轉化過程的傳遞和反應動力學,主持或參加完成重要科研課題30多項,多次參加國際學術會議,公開發表論文150多篇,其中50多篇被SCI和EI收錄,參編教材2部,合作申請專利22項,獲省部級科技獎勵10次,並於2000年獲中國科學技術發展基金會侯祥麟基金獎。
楊朝合參與研發的「兩段提升管催化裂化技術」,2004年獲得中國石油與化工協會技術發明一等獎、中國石油天然氣集團公司技術創新一等獎,2005年獲教育部技術發明一等獎,2010年獲得國家科技進步二等獎。「新型催化裂化增產丙烯助劑和催化劑」成功實現工業化推廣,獲得中國石油與化工協會科技進步一等獎。「兩段提升管催化裂解多產丙烯兼顧輕油生產技術」順利完成工業試驗,並於2009年通過專家鑒定,技術水平達到國際領先,獲得中國石油與化工協會科技進步一等獎,中國石油天然氣集團公司科技進步一等獎。目前承擔有國家自然科學基金重大項目子課題「催化裂化提升管反應器的時空多尺度結構研究」、973項目子課題「重油臨氫與非臨氫轉化技術集成過程的化學」,山東省重點科研項目「重質油高效加工新技術開發研究」。此外,「渣油加氫轉化催化劑焦炭沉積的動態平衡機理研究」,「催化裂化過程中的氫轉移和異構化反應規律研究」,「新型催化裂化反應歷程的研究」,「FCC汽油制低碳烯烴催化劑的研製」,「兩段提升管催化裂化技術數學模型開發」等課題均得到中國石油、中國石化和教育部的資金支持。

Ⅳ 提升管反應器的工作原理是什麼

沉降器與再生器之間怎麼循環的?催化劑沉降器里的催化劑怎麼運動,待再生催化劑去再生器,再生後催化劑去提升管,裡面是怎麼個運動狀態,還請高人指點!

Ⅳ 管式反應器的原理

管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器,屬於平推流反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。管式反應器返混小,因而容積效率(單位容積生產能力)高,對要求轉化率較高或有串聯副反應的場合尤為適用。
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。反應器的結構可以是單管,也可以是多管並聯;可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應,如列管式固定床反應器。通常,反應物流處於湍流狀態時,空管的長徑比大於50;填充段長與粒徑之比大於100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流。

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管式反應器

科普中國 | 本詞條由「科普中國」科學網路詞條編寫與應用工作項目審核
審閱專家趙陽國
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器,屬於平推流反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。管式反應器返混小,因而容積效率(單位容積生產能力)高,對要求轉化率較高或有串聯副反應的場合尤為適用。

中文名
管式反應器
外文名
Tubular reactor
快速
導航
主要類型

工業應用

特點
基本結構
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。反應器的結構可以是單管,也可以是多管並聯;可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應,如列管式固定床反應器。通常,反應物流處於湍流狀態時,空管的長徑比大於50;填充段長與粒徑之比大於100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流。[1]
主要類型
水平管式反應器
水平管式反應器是進行氣相或均液相反應常用的一種管式反應器,由無縫管與U形管連接而成。這種結構易於加工製造和檢修。
共4張
主要類型
立管式反應器
立管式反應器包括單程式立管式反應器、中心插入管式立管式反應器、夾套式立管式反應器,其特點是將一束立管安裝在一個加熱套筒內,以節省地面。立管式反應器被應用於液相氨化反應、液相加氫反應、液相氧化反應工藝中。
盤管式反應器
將管式反應器做成盤管的形式,設備緊湊,節省空間,但檢修和清刷管道比較麻煩。反應器一般由許多水平盤管上下重疊串聯而成。每一個盤管由許多半徑不同的半圓形管子相連接成螺旋形式,螺旋中央留出只φ400的空間,便於安裝和檢修。
U形管式反應器
U形管式反應器的管內設有擋板或攪拌裝置,以強化傳熱與傳質過程。U形管的直徑大,物料停留時間長,可以應用於反應速率較慢的反應。例如帶多孔擋板的U形管式反應器,被應用於己內洗胺的聚合反應。帶攪拌裝置的U形管式反應器適用於非均均液相物料或液固相懸浮物料,如甲苯的連續硝化、蔥的連續磺化等反應。

Ⅵ 原料油經加熱後與來自再生器的催化劑混合後,由水蒸氣攜帶送入提升管反應器裂。。。。。。。。 請分析可

原因主要有:
1、進入提升管的原料油量偏小,反應物料減小,沉降器頂部的油氣量過小。
2、再回生滑閥開度不夠大。答再生滑閥開度小,導致催化劑循環量小,與油氣接觸的催化劑量小,原料油沒有徹底反應,沉降器頂部的油氣量較小。
3、再生器溫度低。再生器密相溫度低,催化劑循環量降低,反應深度減小,也會導致沉降器中油氣量減小。

Ⅶ 催化裂化裝置吸收穩定系統的原理是什麼

催化裂化生產過程的主要產品是氣體、汽油和柴油,其中氣體產品包括干氣和液化石油氣,干氣作為本裝置燃料氣燒掉,液化石油氣是寶貴的石油化工原料和民用燃料。

所謂吸收穩定,目的在於將來自分餾部分的催化富氣中C2以下組分與C3以上組分分離以便分別利用,同時將混入汽油中的少量氣體烴分出,以降低汽油的蒸氣壓,保證符合商品規格。

吸收-穩定系統包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、穩定塔以及相應的冷換設備。

由分餾系統油氣分離器出來的富氣經氣體壓縮機升壓後,冷卻並分出凝縮油,壓縮富氣進入吸收塔底部,粗汽油和穩定汽油作為吸收劑由塔頂進入,吸收了C3、C4(及部分C2)的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔頂部。

吸收塔設有一個中段迴流以維持塔內較低的溫度,吸收塔頂出來的貧氣中尚夾帶少量汽油,經再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分後成為干氣送燃料氣管網。吸收了汽油的輕柴油由再吸收塔底抽出返回分餾塔。

解吸塔的作用是通過加熱將富吸收油中C2組分解吸出來,由塔頂引出進入中間平衡罐,塔底為脫乙烷汽油被送至穩定塔。穩定塔的目的是將汽油中C4以下的輕烴脫除,在塔頂得到液化石油氣〈簡稱液化氣〉,塔底得到合格的汽油——穩定汽油。

吸收解吸系統有兩種流程,上面介紹的是吸收塔和解吸塔分開的所謂雙塔流程;還有一種單塔流程,即一個塔同時完成吸收和解吸的任務。雙塔流程優於單塔流程,它能同時滿足高吸收率和高解吸率的要求。

Ⅷ 石化廠的DCC裝置是什麼

DCC工藝是中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院(石科院)開發的DCC工藝通過高選擇性的催化劑把重質原料裂解為低碳烯烴。該項技術包括Ⅰ型催化裂解工藝(DCC-Ⅰ)和Ⅱ型催化裂解工藝(DCC-Ⅱ),對應的催化劑分別為CHP-1催化劑及CIP催化劑。
拓展資料:
1、催化裂解是在催化劑作用下將烴類轉化為低碳烯烴的一種技術,由於其可加工的原料種類豐富,涉及C4烴、庚烷、石腦油、催化裂化汽油、柴油、減壓瓦斯油等,且可以重質油為原料直接製取低碳烯烴。
2、催化裂解是石油烴類在酸性沸石催化劑和高溫蒸汽的協同作用下轉化為乙烯和丙烯等低碳氣體烯烴的過程。酸性催化劑和高溫的存在決定了催化裂解反應機理是一個正碳離子機理和自由基機理共存的局面,催化裂解過程實際上是催化裂解反應和熱裂解反應共存的過程,具有雙反應機理。
3、DCC-Ⅰ的工藝特點是反應條件較為苛刻,使用提升管加床層式反應器,可Z大化生產以丙烯為主的氣體烯烴。DCC-Ⅱ的工藝特點是反應條件較為緩和,使用提升管反應器,可Z大化生產異戊烯和異丁烯,兼顧丙烯和優質汽油的生產。
4、石科院以DCC技術為基礎,開發出了由重油直接製取乙烯、丙烯的催化熱裂解(CPP)工藝。該工藝主要特點有:一是原料為重油,拓寬了乙烯原料來源;二是操作方式靈活,可根據需要調整產品結構;三是把催化反應和熱裂化反應相結合,使用具有正碳離子和自由基雙重反應活性的催化劑。
採用質量分數45%石蠟油摻55%的減壓渣油為原料,在兼顧乙烯和丙烯生產的操作條件下進行工業化試驗,乙烯產率為13.71%,丙烯為21.45%。世界首套將CPP催化熱裂解工藝工業化的裝置是沈陽化工集團50萬噸/年催化熱裂解(CPP)制乙烯項目。

Ⅸ 烴類熱裂解制烯烴的技術趨勢是什麼

按反應進行的先後順序,可以將反應劃分為一次反應和二次反應。
一次反應即由原料烴類熱裂解生成乙烯和丙烯等低級烯烴的反應。
二次反應主要是指由一次反應生成的低級烴進一步反應生成多種產物,直至最後生成焦或碳的反應。顯然,二次反應不僅降低低級烯烴的收率,而且生成的碳和焦會堵塞管道和設備,是不希望發生的反應。
烴類裂解反應機理和動力學:
(1)鏈引發——這是裂解反應的開始,烷烴引發主要是斷裂C-C鍵,而對C-H鍵的引發較小。
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(2)鏈的增長反應一一可分為兩種反應,即自由基的分解反應和自由基的奪氫反應。
(3)鏈終止反應—一自由基與自由基結合成分子的反應。
乙烯的生產主要採用蒸汽裂解法,其產量超過總產量的90%,因而,對其新工藝、新設備的研究、新材料的應用、過程的優化配置等方面倍受關注,不斷推出原料適應性強、乙烯收率和熱效率高的新型蒸汽裂解爐。目前,石腦油裂解溫度已提高到840~860℃,單程小直徑爐管裂解溫度巳提高到900℃,石腦油裂解單程乙烯收率提高到28%~35%。
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由於蒸汽裂解法技術已日臻完善,可改進的餘地並不大,加上該法反應溫度高、所用耐高溫合金材料昂貴、耗能高、易結焦、以及原料要求苛刻(輕質原料油),所以近年來,催化工作者將更多的注意力轉向用其他新技術生產乙烯的研究,包括催化裂解制乙烯技術、甲烷氧化偶聯技術、乙烷氧化脫氫技術、煉廠干氣選擇氧化技術、天然氣經甲醇或二甲醚制低碳烯烴技術等。這些技術的目的在於優化乙烯原料資源配置,從天然氣到重油(渣油)各種烴類都得到充分利用,並節能降耗,降低乙烯成本,提高乙烯收率。
催化裂解制乙烯是在高溫蒸汽和酸性催
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化劑存在下,烴類裂解生成乙烯等低碳烯烴的技術。該過程是以自由基反應為主,伴隨著碳正離子反應,因而比蒸汽裂解反應溫度低。通過對固體酸催化劑的改性,可選擇性地裂解生成以乙烯為主的低碳烯烴,收率在50%以上,從而突破傳統的催化裂化生產液相產品為主的技術路線。
催化裂解製取低碳烯烴的研究始於上世紀60年代,到80年代僅有前蘇聯半工業化生產試驗的報道,以及2000年日本工業化報道。石油化工科學研究院從80年代中期開始了重油催化裂解制丙烯技術,近年來又開始研究重油催化裂解制乙烯技術,也有相當的進展。洛陽石油
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化工工程公司煉制研究所於80年代末開展了對重油直接催化裂化制乙烯工藝和催化劑的研究工作,現已進入工業化試驗階段。
烴類催化裂解制輕烯烴是一種有吸引力的技術,到目前為止,國內外已發表了許多研究結果和專利,其研究的目標如下:
(1)提高烯烴的選擇性以減少原料消耗;
(2)降低反應溫度,降低烯烴生產的能耗;
(3)增加裂解反應產品分布的靈活性,不但可提高乙烯收率,亦可增加丙烯收率;
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(4)提高乙烯裝置對原料的適應性,提供能加工重質烴類餾分生產輕烯烴的技術,因為重烴直接用於管式爐熱裂解是很困難的。
催化裂解主要致力於催化劑的開發,此類催化劑應具有高活性和選擇性以及低的氫轉移活性,既要保證比熱裂解過程中的乙烯等低級不飽和化合物收率更高,甲烷和液體產物更低,同時還要具有高穩定性和強度,而且應結焦少,以保證長周期運轉。國外催化裂解制乙烯專利中申請的催化劑大致可分為三大類:
(1)無定性和結晶型硅鋁酸鹽類常規裂解催化劑;
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(2)鹼或鹼土金屬鋁酸鹽化合物;
(3)在不同載體上載有不同金屬氧化物的催化劑,載體有氧化鋁、浮石及無定性和結晶型(沸石)硅酸鋁等。
烴類裂解制乙烯非酸性催化劑
烴類裂解制乙烯研究工作始於二十世紀60年代,研究核心是開發合適的催化劑,揭示非均相裂解機理及載體與催化劑之間的相互影響。各種催化劑在700~750℃間可獲得高乙烯收率,重點是解決催化劑的穩定性和結焦後催化劑的再生問題。
有文獻報道,以釩酸鉀為催化劑,比表
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面積小(<1m2/g)、氧化硼改性的α—氧化鋁大孔陶瓷(孔徑10、15μm)為載體,所用的原料為沸程42~180℃的直餾汽油、汽油—催化重整抽余油(40~150℃)和寬餾份輕烴,進行了半工業試驗研究。結果表明:
(1)該催化劑適用於各種餾分和組成的氣體和裂解原料。
(2)催化劑加速了烴類裂解,提高了乙烯選擇性,與熱裂解相比活化能降低60~80kJ/mol。
(3)催化裂解按自由基機理和按均相—非均相機理進行,一次斷裂鍵為均相和非均相,二次轉化主要為非均相反應。
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(4)汽油在空速3~3.5h-1、稀釋蒸汽(質量分數)60%~75%條件裂解時,適宜的裂解溫度為780~785℃,丙烯在760℃達到峰值;停留時間為0.1~0.2s時乙烯、丙烯收率最高。可見,其最佳裂解溫度比熱裂解要低30~60℃。
(5)汽油裂解運行2000h,焦炭為12%(以催化劑計),此結焦量可與熱裂解過程的結焦情況相比擬。
(6)催化劑在最佳條件下運行5000h,未發現催化劑活性下降,可見穩定性很好。
(7)催化劑總使用壽命為3年,再生周期為1500~2000h,可用含少量氧的蒸汽—
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空氣再生,再生時間為24~30h。
前蘇聯古比雪夫合成醇廠將原處理量為4t汽油/h的高溫熱裂解爐改為催化裂解爐後,裂解溫度由830℃降為780~790℃,停留時間從O.6~0.7s縮短至0.1~0.2s,而乙烯收率從26%提高到34.5%,丙烯收率從14.6%增加到17.5%。
HCC工藝借鑒了成熟的重油催化裂化工藝技術,採用提升管反應器(或下行管式反應器)來實現高溫(660~700℃)、短接觸時間(<2s)的工藝要求,所用的催化劑可選自SiO2、Al203、MgO、CaO、BaO、ZrO2、MnO2、TiO2化合
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物及其混合物。也可採用經鹼性或鹼土金屬氧化物改性的硅酸鋁(天然的或人工的)。此外,還可以加入部分八面沸石或經Ⅷ族、ⅦB族、ⅥB族金屬離子交換的八面沸石。為了滿足HCC工藝的要求,該催化劑必須具有較好的裂化活性、裂解選擇性和焦炭選擇性,適當的孔體積、孔徑分布和比表面積及較強的抗重金屬污染的能力,良好的機械強度、水熱穩定性和流態化性能。
在中型提升管試驗裝置上,用LCM-5放大樣品考察四種重質原料油的裂解性能。在優化工藝條件下的裂解試驗結果表明,三種渣油中,ATB-1的裂解性能最好,在相對緩和的工藝條件下,乙烯
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產率25.95%,丙烯產率14.09%,C2~C4總烯烴產率達到46.64%。另外兩種渣油的裂解性能略差。試驗選用的直餾餾分油的乙烯和丙烯產率分別達到27.74%和15.77%,C2~C4總烯烴產率達到53.63%。對照原料油性質可知,重油裂解與輕質油裂解相似,也存在原料油性質的影響,隨著原料油BMCI值的增加,乙烯及總烯烴產率呈下降趨勢。
烴類裂解制乙烯酸性催化劑研究
最近,日本材料與化學研究所和日本國家石油化學公司用負載於沸石上的鑭催化劑,小試乙烯和丙烯的總收率達到61
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%,在3000t/a裝置上的裂解條件為650℃和0.1~0.2MPa,裂解溫度比傳統熱裂解的820℃低,能耗降低20%。有文獻將具有ZSM-5結構的沸石催化劑應用於催化裂解制乙烯工藝,並在此方面獲得了有吸引力的較系統的研究結果。由此看來,在催化劑中適當增加合適種類的沸石,再輔以金屬或金屬氧化物改性,是催化裂解制乙烯催化劑的發展方向。
有文獻還報道說,進一步選用了具有MFI結構的五元環高硅沸石ZRP(具有與ZSM-5相同的結構)作為催化裂解催化劑的活性組分。ZRP-1是一種含稀土的五元環沸石,已被成功應用在催化裂解
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制丙烯的DCC工藝中,ZRP-3是一種含稀土且硅鋁比比ZBP-1高1倍左右的五元環沸石。在小型固定流化床反應裝置上,採用大慶蠟油為原料,在反應溫度680℃、劑油比10、質量空速10h-1操作條件下,進行了含ZRP-3和ZRP-1催化劑的對比試驗。結果顯示,含ZRP-3催化劑的乙烯產率、乙烯選擇性和乙烯/丙烯比都明顯高於ZRP-1對比劑。這是由於ZRP-3沸石不含稀土,進一步降低了催化劑的氫轉移反應活性,提高了催化劑的烯烴選擇性。因此,ZRP-3沸石適合作為催化熱裂解催化劑的基礎活性組分。

Ⅹ MIP-CGP是什麼意思

MIP-CGP:即增產丙烯、多產異構化烷烴的清潔汽油生產技術,該技術是中國石化石油化工科學院(石科院)在多產異構烷烴的催化裂化技術基礎上開發出來的一種生產汽油組成滿足歐ⅲ排放標准並增產丙烯的催化裂化工藝。該工藝技術以重質油為原料,採用由串聯提升管反應器構成的新型反應系統,在不同的反應區內設計與烴類反應相適應的工藝條件並充分利用專用催化劑結構和活性組元。烴類在新型反應區內可選擇性地轉化,生成富含異構烷烴的汽油和丙烯,在生產清潔汽油的同時為石油化工裝置提供更多的丙烯原料。
該工藝具有以下特點:①採用串聯提升管反應器形式的反應系統,優化催化裂化的一次反應和二次反應,從而減少干氣和焦炭產率,有利於產物分布的改善;②設計兩個反應區,第一反應區以裂化反應為主;第二反應區以氫轉移反應和異構化反應為主,適度二次裂化;③第一反應區反應溫度更高,反應時間更短;第二反應區反應溫度略低,主要以延長反應時間來促進二次反應,在二次裂化反應和氫轉移反應的雙重作用下,汽油從烯烴轉化為丙烯和異構烷烴,汽油中的烯烴含量大幅度下降,同時汽油的辛烷值保持不變或略有增加;④專用催化劑具有強化不同反應區反應的功能,更好地滿足該工藝生產方案的要求;⑤調變催化劑的裂化反應活性和氫轉移反應活性以增加液化氣的產率和液化氣中的丙烯含量,從而提高丙烯產率和降低汽油烯烴含量。基於上述特點,原料油在第一反應區內一次裂化反應深度增加,從而生成更多的富含烯烴的汽油和富含丙烯的液化氣;在第二反應區內,汽油中的烯烴發生氫轉移、異構化反應和二次裂化反應,從而降低汽油中的烯烴含量和增加液化氣產率和丙烯產率。

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