石油炼制介绍.pptx

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1、会计学1石油石油(shyu)炼制介绍炼制介绍第一页，共96页。本章本章(bn zhn)内容和要求内容和要求 5.1 原油加工方法(fngf)及炼油厂类型 5.2 常减压蒸馏 5.3 催化裂化 5.4 催化重整 基本要求：了解原油的组成及加工方法(fngf)；熟悉石油的一次加工和二次加工的工艺和特点；掌握石油炼制的工艺过程第1页/共96页第二页，共96页。本章本章(bn zhn)重点和难点重点和难点n n本章(bn zhn)重点：常减压蒸馏、n n 催化裂化、n n 催化重整n n本章(bn zhn)难点：催化重整。第2页/共96页第三页，共96页。主要主要(zhyo)(zhyo)内容内容5.1

2、 原油原油(yunyu)加工方法及炼加工方法及炼油厂类型油厂类型5.2 常减压蒸馏常减压蒸馏5.3 催化裂化催化裂化5.4 催化重整催化重整第3页/共96页第四页，共96页。产品产品(chnpn)(chnpn)沸点范围沸点范围 碳数范围碳数范围石油气石油气 40 C14 350 C1624 350 C1624石蜡（轻石蜡（轻,重）重）350 C1828 350 C1828沥青沥青 350 C28 350 C28石油焦石油焦 350 C28 350 C285.1 原油加工方法原油加工方法(fngf)及炼油厂类型及及炼油厂类型及5.1.1 原油加工原油加工(ji gng)方法方法 产品（直接使用）

3、产品（直接使用）第4页/共96页第五页，共96页。（1）一次加工(ji gng)（物理过程）原油预处理常压蒸馏(zhngli)直馏汽油柴油(chiyu)煤油润滑油石油气减压蒸馏减一减二减三减四减压渣油5.1 原油加工方法及炼油厂类型原油加工方法及炼油厂类型第5页/共96页第六页，共96页。（2 2 2 2）二次加工）二次加工）二次加工）二次加工(ji gng)(ji gng)(ji gng)(ji gng)汽油(qyu)催化重整(cu hu zhn zhn)气体苯及其同系物高辛烷值汽油渣油焦化气体气油柴油焦炭加氢重整加氢5.1 原油加工方法及炼油厂类型原油加工方法及炼油厂类型第6页/共96页第

4、七页，共96页。蜡油催化裂化(cu hu li hu)加氢催化裂化(cu hu li hu)气体(qt)汽油柴油（要加氢改质再与直馏柴油 混合使用）气体石脑油（送化肥厂做化肥）煤油（与直馏煤油混合后加添加剂作航煤）柴油（与直馏柴油及催化裂化柴油混合）5.1 原油加工方法及炼油厂类型原油加工方法及炼油厂类型第7页/共96页第八页，共96页。（3）三次）三次(sn c)加工加工 利用石油烃烷基化、异构化及烯烃叠合将二次加工产生的各种气体进一步加工以生产(shngchn)高辛烷值汽油调合组分和各种化学品等 5.1 原油加工原油加工(ji gng)方法及炼方法及炼油厂类型油厂类型第8页/共96页第九页

5、，共96页。5.1.2 5.1.2 炼油厂类型炼油厂类型(lixng)(lixng)规划一个炼油厂应考虑如下因素：规划一个炼油厂应考虑如下因素：（1）待处理原油的性质、组成；）待处理原油的性质、组成；（2）对石油）对石油(shyu)产品的要求，包括产品种类、质量和数量；产品的要求，包括产品种类、质量和数量；（3）资源综合利用；）资源综合利用；（4）工艺装置对原料变更的适应性；）工艺装置对原料变更的适应性；（5）技术先进、能耗低、经济合理。）技术先进、能耗低、经济合理。第9页/共96页第十页，共96页。根据主要产品的类型，炼油厂可分为如下四种类型根据主要产品的类型，炼油厂可分为如下四种类型:（1

6、 1）燃料型炼油厂）燃料型炼油厂 以以生生产产汽汽油油、喷喷气气燃燃料料、柴柴油油和和燃燃料料油油，同同时时副副产产燃燃料料气气、芳芳烃烃和和石石油油焦焦等等。主主要要加加工工装装置置为为常常、减减压压蒸蒸馏馏、催催化化重重整整(cu(cu hu hu zhn zhn zhn)zhn)、催催化化裂裂化化、延延迟迟焦焦化化等等。其其特特点点是是通通过过一一次次加加工工尽尽可可能能将将石石油油中中轻轻质质油油品品抽抽出出，得得到到汽汽油油、煤煤油油、柴柴油油直直溜溜产产品品，并并利利用用二二次次加加工工工工艺艺将将原原油油中中的的重重质质油油和和石石油油气气转转化化为为轻轻质质燃燃料料油油。由由于

7、于国国内内燃燃料料产产品品占占石石油油产产品品总总量量的的一一半半以以上上，故故此此类类型型炼炼厂厂的的数量最多。数量最多。5.1 原油原油(yunyu)加工方法及加工方法及炼油厂类型炼油厂类型第10页/共96页第十一页，共96页。（2 2）燃料）燃料润滑油型炼油厂润滑油型炼油厂 在在生生产产各各种种燃燃料料油油的的同同时时，还还生生产产各各种种润润滑滑油油原原料料。通通过过各各种种润润滑滑油油生生产产工工艺艺制制得得润润滑滑油油组组分分，经经调调配配方方法法(fngf)(fngf)制得各种润滑油。制得各种润滑油。（3 3）燃料）燃料化工型炼油厂化工型炼油厂 在在生生产产各各种种燃燃料料油油的

8、的同同时时生生产产炼炼油油气气、液液化化石石油油气气和和芳芳烃烃等等石石油油化化工工原原料料。除除此此之之外外，随随着着对对石石油油化化工工产产品品需需求求的的不不断断增增长长，一一类类以以此此生生产产化化工工产产品品为为目目的的的的化化工工型型炼炼油油厂厂也也迅迅速发展起来。速发展起来。（4 4）燃料）燃料润滑油润滑油化工型炼油厂化工型炼油厂 此此类类炼炼油油厂厂既既生生产产燃燃料料、润润滑滑油油类类石石油油产产品品，又又生生产产石油化工原料。石油化工原料。第11页/共96页第十二页，共96页。常减压炼油厂燃料油系统炼油厂燃料油系统(xtng)(xtng)重整焦化加氢裂化催化加氢精制汽油(q

9、yu)柴油(chiyu)原油第12页/共96页第十三页，共96页。常减压糠醛酮苯白土蜡脱油蜡加氢蜡成型润滑油石蜡(sh l)原油(yunyu)炼油厂润滑油系统炼油厂润滑油系统(xtng)(xtng)第13页/共96页第十四页，共96页。5.2 常减压蒸馏常减压蒸馏原油是一种液态烃类混合物，其中各组分的沸点和挥发度不同。组分的沸点越低，挥发度越(d yu)大，在气相中的含量越高，而在液相中的含量就低。根据原油这种性质，利用常减压蒸馏把原油分成若干个沸点范围适于作不同燃料的馏分第14页/共96页第十五页，共96页。常减压蒸馏装置的作用：常减压蒸馏装置的作用：常减压蒸馏装置的作用：常减压蒸馏装置的作

10、用：原油加工的第一道工序原油加工的第一道工序原油加工的第一道工序原油加工的第一道工序将原油进行初步的处理将原油进行初步的处理将原油进行初步的处理将原油进行初步的处理(chl)(chl)(chl)(chl)、分离，为二次加工装置提供合、分离，为二次加工装置提供合、分离，为二次加工装置提供合、分离，为二次加工装置提供合格的原料格的原料格的原料格的原料 常减压蒸馏装置的构成：常减压蒸馏装置的构成：常减压蒸馏装置的构成：常减压蒸馏装置的构成：一般包括：电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分一般包括：电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分一般包括：电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分一般包括：电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏

11、三部分有些装置还有：航煤脱硫醇、初馏塔等部分有些装置还有：航煤脱硫醇、初馏塔等部分有些装置还有：航煤脱硫醇、初馏塔等部分有些装置还有：航煤脱硫醇、初馏塔等部分第15页/共96页第十六页，共96页。常常压压蒸蒸馏馏是是在在大大气气下下进进行行，在在此此条条件件下下仅仅能能分分离离出出沸沸点点较较低低的的馏馏分分，拔拔出出率率为为252530%30%。常常压压蒸蒸馏馏时时，利利用用不不同同抽抽出出侧侧线线(cxin)(cxin)，将原油分割为，将原油分割为:拔拔顶顶气气馏馏分分（C4 C4 及及C4C4以以下下轻轻质质烃）、烃）、直直馏馏汽汽油油、航航空空煤煤油油、煤煤油油、轻轻质油（沸点质油（沸

12、点250250300300）等，）等，大大于于350350馏馏分分由由塔塔底底引引出出进进入入减压蒸馏塔减压蒸馏塔第16页/共96页第十七页，共96页。n n减压蒸馏在真空情况（减压蒸馏在真空情况（8kPa8kPa）下进行，以防止烃类的裂解或下进行，以防止烃类的裂解或炭化。减压塔顶分离出柴油或炭化。减压塔顶分离出柴油或燃料油，塔中可截取不同粘度燃料油，塔中可截取不同粘度馏分，用以制造润滑油或作裂馏分，用以制造润滑油或作裂解原料，塔底减压渣油可作为解原料，塔底减压渣油可作为催化裂化催化裂化(cu hu li hu)(cu hu li hu)掺掺炼及制沥青原料等炼及制沥青原料等第17页/共96页第

13、十八页，共96页。常减压蒸馏主要产品：常减压蒸馏主要产品：常减压蒸馏主要产品：常减压蒸馏主要产品：常压系统：石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品常压系统：石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品常压系统：石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品常压系统：石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品减压系统：润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦减压系统：润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦减压系统：润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦减压系统：润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦化化化化(jiohu)(jiohu)原料、沥青原料、燃料油等原料、沥青原料、燃料油等原料、沥青原料、燃料油等原料、沥青

14、原料、燃料油等 常减压装置的分类：常减压装置的分类：常减压装置的分类：常减压装置的分类：燃料型燃料型燃料型燃料型燃料燃料燃料燃料润滑油型润滑油型润滑油型润滑油型燃料燃料燃料燃料化工型化工型化工型化工型第18页/共96页第十九页，共96页。如何确定常减压装置的类型？如何确定常减压装置的类型？如何确定常减压装置的类型？如何确定常减压装置的类型？原油的类型原油的类型原油的类型原油的类型二次加工装置的构成二次加工装置的构成二次加工装置的构成二次加工装置的构成地区公司的结构情况地区公司的结构情况地区公司的结构情况地区公司的结构情况(qngkung)(qngkung)(qngkung)(qngkung)原

15、油的分类：原油的分类：原油的分类：原油的分类：化学分类：特性因数、关键馏分等化学分类：特性因数、关键馏分等化学分类：特性因数、关键馏分等化学分类：特性因数、关键馏分等工业分类：比重、硫含量、蜡含量等工业分类：比重、硫含量、蜡含量等工业分类：比重、硫含量、蜡含量等工业分类：比重、硫含量、蜡含量等第19页/共96页第二十页，共96页。按原油按原油(yunyu)(yunyu)的的含硫量：含硫量：低硫原油低硫原油(yunyu)(yunyu)0.5%(2%(2%(重重)按原油特性因按原油特性因素素(yn s)(K)：K大于大于12.1，石，石蜡基原油蜡基原油K为为11.512.1，中间基原油中间基原油K

16、为为10.511.5，环烷基原油环烷基原油第20页/共96页第二十一页，共96页。常减压蒸馏发展的趋势：常减压蒸馏发展的趋势：常减压蒸馏发展的趋势：常减压蒸馏发展的趋势：总体总体总体总体(z(z ngtngt)原油加工能力不会有大的增长原油加工能力不会有大的增长原油加工能力不会有大的增长原油加工能力不会有大的增长装置数目不断减少装置数目不断减少装置数目不断减少装置数目不断减少装置能力不断扩大装置能力不断扩大装置能力不断扩大装置能力不断扩大 第21页/共96页第二十二页，共96页。初馏塔常减压常减压(jin(jin y)y)装置装置常压塔减渣(催化(cu hu)、焦化)减压塔煤油(miyu)柴油

17、加氢裂化催化裂化原油加热炉加热炉根根据据原原油油中中各各组组份份的的沸沸点点不不同同，将将混混合合物物切切割割成成不不同同沸沸点点的的“馏份馏份”。根根据据压压力力越越低低油油品品沸沸点点就就越越低低的的特特性性，采采用用抽抽真真空空的的方方法法，使使加加热热后后的的常常压压重重油油在在负压条件下进行分馏。负压条件下进行分馏。第22页/共96页第二十三页，共96页。5.2.1 工艺流程工艺流程(n y li chn)第23页/共96页第二十四页，共96页。馏出位置馏分名称主要用途初馏塔、常压塔顶、减压塔顶初馏气体炼厂气加工原料初馏塔顶汽油馏分（石脑油）催化重整原料、石油化工原料汽油调和组分常压

18、塔顶汽油馏分（石脑油）常压塔侧一线煤油馏分喷气燃料、煤油常压塔侧二线柴油馏分轻柴油常压塔侧三线柴油馏分轻柴油、变压器油原料常压塔侧四线常压重馏分裂解原料常压塔底常压渣油减压蒸馏原料、催化裂化原料、燃料油减压塔顶柴油馏分轻柴油减压塔侧一至四线减压馏分油润滑油原料、裂化原料减压塔底减压渣油溶剂脱沥青原料、石油焦化原料、燃料油原油蒸馏馏分原油蒸馏馏分(lifn)分布及其用途分布及其用途 第24页/共96页第二十五页，共96页。原油原油(yunyu)(yunyu)预处理（脱盐、脱水、脱硫化物）预处理（脱盐、脱水、脱硫化物）（1 1）盐和水在原油中的状态）盐和水在原油中的状态 a a）一小部分以结晶状态

19、悬浮）一小部分以结晶状态悬浮(xunf)(xunf)在油中；在油中；b b）大部分溶于水并以微粒状态分散在油中形成稳定的）大部分溶于水并以微粒状态分散在油中形成稳定的W/OW/O乳化液。乳化液。（2 2）盐和水的危害）盐和水的危害(wihi)(wihi)a）油中含水会产生液泛，并且由于水的潜热油，消耗能量b）盐水解会产生酸腐蚀设备c）盐加热易结垢，使热阻增大，传热系数小d）影响二次加工的产品质量第25页/共96页第二十六页，共96页。（3 3）脱水）脱水）脱水）脱水(tu shu)(tu shu)脱盐方法脱盐方法脱盐方法脱盐方法沉降(chnjing)分离第一(dy)电脱盐罐第二电脱盐罐沉降分离

20、原油破乳剂盐水含盐3mg/l含水358，为了(wi le)不使油品在高温下热分解而造成管道内结焦，使产品质量原油拔出率第28页/共96页第二十九页，共96页。5.2 常减压蒸馏常减压蒸馏5.2.2 工艺操作工艺操作(cozu)条件条件（1）操作）操作(cozu)压力压力 常压塔的塔顶压力主要(zhyo)有塔顶冷凝系统压力决定，由于塔顶汽油馏分蒸汽在40左右即可冷凝，故在常压下操作，一般在140170kPa。塔内其它各层压力取决于蒸汽通过塔盘时的压力降，油汽由下而上流动，故塔内压力由下而上逐渐降低第29页/共96页第三十页，共96页。n n（2）操作温度）操作温度n n 加热炉出口的应保证油料不

21、至加热炉出口的应保证油料不至于发生显著的热裂解反应于发生显著的热裂解反应(fnyng)。对于常压加热炉，。对于常压加热炉，生产航空煤油时的最高温度为生产航空煤油时的最高温度为360365，生产一般产品，生产一般产品为为370；对于减压加热炉，生；对于减压加热炉，生产润滑油型为产润滑油型为400，生产染料，生产染料型为型为410n n加热炉出口的加热炉出口的Tax应保证油料不应保证油料不至于发生显著的热裂解反应至于发生显著的热裂解反应(fnyng)。塔汽化段温度就是。塔汽化段温度就是进料的绝热闪蒸温度。塔顶温进料的绝热闪蒸温度。塔顶温度是塔顶产品在其分压下的露度是塔顶产品在其分压下的露点温度。侧

22、线温度是未经汽提点温度。侧线温度是未经汽提的侧线产品在该处油气分压下的侧线产品在该处油气分压下的泡点温度的泡点温度第30页/共96页第三十一页，共96页。5.2 常减压蒸馏常减压蒸馏 （3）回流）回流(hu li)比比 a）取走全部剩余热量，使全塔进出热量平衡 b）不仅使塔内各段的内回流量大于各段产品分馏需要的最小回流量，而且要使各段塔板上的汽、液负荷(fh)处于各塔板的适宜操作范围，以保证操作平稳第31页/共96页第三十二页，共96页。5.2 常减压蒸馏常减压蒸馏5.2.3 5.2.3 常减压蒸馏设备常减压蒸馏设备(shbi)(shbi)（1 1）蒸馏塔）蒸馏塔 常压塔的内部结构一般分为塔顶

23、冷凝换热段、分馏段、中段回流换热段和进料以下的提馏段。减压塔则多一个或两个洗涤段。减压塔馏分一般作为催化裂化或加氢裂化的原料，对相邻侧线馏分分离精度要求不高，故侧线、中段回流以及全塔塔板数少于常压塔 原油蒸馏塔常采用浮阀塔板（V4型、条型、船型），泡帽塔板（圆型、伞型），浮动舌型塔板及网孔塔板等。减压塔除采用以上塔板外，近年来还采用环矩鞍型、阶梯环型及栅格型填料，它们在传热和传质方面都表现出良好(lingho)的性能 第32页/共96页第三十三页，共96页。5.2 常减压蒸馏常减压蒸馏（2 2）加热炉）加热炉 我国绝大多数炼油厂采用管式加热炉。根据加热炉的外形及炉内管子的排列方式，可分成(fn

24、 chn)圆 筒 炉、卧管立式炉和立管箱式炉。第33页/共96页第三十四页，共96页。原料原料(yunlio)(yunlio)：减减压压侧侧线线内内（343565343565；300550300550）C18C18的的烷烷烃烃、环环烷烃和芳烃的混合物。可混入少量焦化蜡油和渣油。烷烃和芳烃的混合物。可混入少量焦化蜡油和渣油。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)目的目的(md)：提高原油中汽、煤、柴油的收率和质量。提高原油中汽、煤、柴油的收率和质量。催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺，催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺，肩负着我国肩负着我国80%以上汽油与以上汽油与30%以上

25、柴油的生产任务。以上柴油的生产任务。分类：分类：热裂化、热裂化、催化裂化、加氢裂化催化裂化、加氢裂化第34页/共96页第三十五页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)热热裂裂化化是是在在热热作作用用(zuyng)下下裂裂化化重重质质油油，生生产产轻轻质质油油品品，直直至至60年年代代中中期期一一直直是是我我国国炼炼油油厂厂生生产产轻轻质质油油品品的的主主要要手手段段。但但热热裂裂化化汽汽油和柴油的质量差，安定性不好。油和柴油的质量差，安定性不好。催催化化裂裂化化是是在在热热和和催催化化剂剂作作用用下下裂裂解解重重质质油油，产产生生裂裂解解气气、汽汽油油和和柴柴油油等等轻

26、轻质质馏馏分分。此此过过程程使使汽汽油油的的生生产产在在质质量量(zhling)与与产产率率方方面面均均优优于于热热裂化。裂化。加加氢氢裂裂化化采用具有裂化和加氢两种作用的双功能催化剂，加入纯净氢气后，使重质油进行催化裂化及加氢反应，具有所用原料范围广及可以灵活调整产品品种、数量等优点。但是加氢裂化必须在高温、高压下进行，设备需要较多的合金钢。第35页/共96页第三十六页，共96页。换热系统(xtng)加氢裂化、加氢精制装置加氢裂化、加氢精制装置(zhungzh)(zhungzh)反应器煤油(miyu)柴油原料低分高分分馏塔氢气汽油去重整尾油加热炉加加氢氢裂裂化化原原理理：在在催催化化剂剂作作

27、用用下下，烃烃类类和和非非烃烃化化合合物物加加氢氢转转化化。烷烷烃烃、烯烯烃烃进进行行裂裂化化、异异构构化化和和少少量量环环化化反反应应；多多环环化物最终转化为单环化物。化物最终转化为单环化物。加氢精制原理：对馏份油进行脱硫、脱氮、脱氧、加氢精制原理：对馏份油进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属和沥青等杂质及对烯烃、芳烃的加氢饱和，脱金属和沥青等杂质及对烯烃、芳烃的加氢饱和，从而来改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品从而来改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品的质量。的质量。第36页/共96页第三十七页，共96页。反应器分馏(fnli)系统稳定(wndng)系统取热器催化裂化催化裂化(cu(cu h

28、u li hu)hu li hu)装装置置液化气汽油柴油去加氢精制油浆(焦化)原料主风烟机在催化剂的作用下，大分子变成小分子，一部分缩合成焦炭。催化剂上的焦炭经烧焦恢复活性，在系统内循环使用。在催化剂的作用下，大分子变成小分子，一部分缩合成焦炭。催化剂上的焦炭经烧焦恢复活性，在系统内循环使用。再生器第37页/共96页第三十八页，共96页。第38页/共96页第三十九页，共96页。催化裂化装置与其它催化裂化装置与其它(qt)(qt)装置装置的区别的区别 1 1、催化裂化装置反再系统、催化裂化装置反再系统(xtng)(xtng)的催化剂的催化剂床层为流化床。固体催化剂流化控制难度大。床层为流化床。固

29、体催化剂流化控制难度大。2 2、反再系统、反再系统(xtng)(xtng)的操作参数影响因素多。的操作参数影响因素多。3 3、特殊设备多。、特殊设备多。4 4、原料变重后结焦趋势增加，长周期运行受、原料变重后结焦趋势增加，长周期运行受到较大的影响。到较大的影响。第39页/共96页第四十页，共96页。催化裂化技术的变化催化裂化技术的变化(binhu)(binhu)和未来趋势和未来趋势 五十年代引进前苏联移动床催化裂化五十年代引进前苏联移动床催化裂化五十年代引进前苏联移动床催化裂化五十年代引进前苏联移动床催化裂化 （小球催化剂）（小球催化剂）（小球催化剂）（小球催化剂）1965 1965 1965

30、 1965年五朵金花之一流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投产。年五朵金花之一流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投产。年五朵金花之一流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投产。年五朵金花之一流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、微球五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、微球五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、微球五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、微球催化剂与添加剂催化剂与添加剂催化剂与添加剂催化剂与添加剂 七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提升管催化裂化技术七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提升管催化裂化技术七十年代分子

31、筛催化剂的出现，带动了提升管催化裂化技术七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提升管催化裂化技术(jsh)(jsh)(jsh)(jsh)的发展。的发展。的发展。的发展。1984 1984 1984 1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化的工业运行，翻开了年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化的工业运行，翻开了年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化的工业运行，翻开了年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化的工业运行，翻开了我国重油催化裂化的新篇章。我国重油催化裂化的新篇章。我国重油催化裂化的新篇章。我国重油催化裂化的新篇章。九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油全减压渣油催化裂化；九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油全

32、减压渣油催化裂化；九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油全减压渣油催化裂化；九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油全减压渣油催化裂化；1998199819981998年大庆全减渣在燕化炼油厂实行了工业化。年大庆全减渣在燕化炼油厂实行了工业化。年大庆全减渣在燕化炼油厂实行了工业化。年大庆全减渣在燕化炼油厂实行了工业化。第40页/共96页第四十一页，共96页。九十年代，生产低烯烃成为催化裂化技术的新领域。九十年代，生产低烯烃成为催化裂化技术的新领域。九十年代，生产低烯烃成为催化裂化技术的新领域。九十年代，生产低烯烃成为催化裂化技术的新领域。DCC DCC DCC DCC（CRP-1CRP-1CRP-1

33、CRP-1）最大量生产丙烯，丙烯）最大量生产丙烯，丙烯）最大量生产丙烯，丙烯）最大量生产丙烯，丙烯12-18%12-18%12-18%12-18%；丁烯；丁烯；丁烯；丁烯11-14%11-14%11-14%11-14%。MGG MGG MGG MGG（ARGGARGGARGGARGG）最大量生产）最大量生产）最大量生产）最大量生产LPGLPGLPGLPG与优质汽油。丙烯、丁烯与优质汽油。丙烯、丁烯与优质汽油。丙烯、丁烯与优质汽油。丙烯、丁烯10-11%10-11%10-11%10-11%；汽油；汽油；汽油；汽油49-50%49-50%49-50%49-50%。MIO MIO MIO MIO最大

34、量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油。最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油。最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油。最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油。HCC HCC HCC HCC、CPPCPPCPPCPP最大量生产乙烯最大量生产乙烯最大量生产乙烯最大量生产乙烯(y x)(y x)(y x)(y x)。新世纪初，两段提升管催化裂化技术工业化，是提升管催化裂化技术新世纪初，两段提升管催化裂化技术工业化，是提升管催化裂化技术新世纪初，两段提升管催化裂化技术工业化，是提升管催化裂化技术新世纪初，两段提升管催化裂化技术工业化，是提升管催化裂化技术的又一新里程碑的又一新里程碑的又一新里程碑的又一新里程碑 多种汽油

35、降烯烃技术与催化剂的开发，提高了产品质多种汽油降烯烃技术与催化剂的开发，提高了产品质多种汽油降烯烃技术与催化剂的开发，提高了产品质多种汽油降烯烃技术与催化剂的开发，提高了产品质量，满足环保法规要求。量，满足环保法规要求。量，满足环保法规要求。量，满足环保法规要求。MGD MGD MGD MGD、MIPMIPMIPMIP、FDFCCFDFCCFDFCCFDFCC、ARFCC(ARFCC(ARFCC(ARFCC(辅助提升管辅助提升管辅助提升管辅助提升管)DOCO DOCO DOCO DOCO、LBOLBOLBOLBO、GORGORGORGOR等系列降烯烃催化剂等系列降烯烃催化剂等系列降烯烃催化剂等

36、系列降烯烃催化剂第41页/共96页第四十二页，共96页。大连西太平洋石化公司大连西太平洋石化公司大连西太平洋石化公司大连西太平洋石化公司RFCC 3.00Mt/aRFCC 3.00Mt/aRFCC 3.00Mt/aRFCC 3.00Mt/a大连石化公司大连石化公司大连石化公司大连石化公司RFCC 3.50Mt/aRFCC 3.50Mt/aRFCC 3.50Mt/aRFCC 3.50Mt/a兰州石化公司兰州石化公司兰州石化公司兰州石化公司RFCC 3.00Mt/aRFCC 3.00Mt/aRFCC 3.00Mt/aRFCC 3.00Mt/a镇海炼化公司镇海炼化公司镇海炼化公司镇海炼化公司 3.0

37、0Mt/a 3.00Mt/a 3.00Mt/a 3.00Mt/a大庆大庆大庆大庆(dqng)(dqng)(dqng)(dqng)炼化公司炼化公司炼化公司炼化公司ARGG 2.40Mt/aARGG 2.40Mt/aARGG 2.40Mt/aARGG 2.40Mt/a燕山石化公司燕山石化公司燕山石化公司燕山石化公司 2.00Mt/a 2.00Mt/a 2.00Mt/a 2.00Mt/a洛阳石化公司洛阳石化公司洛阳石化公司洛阳石化公司RFCC 2.00Mt/aRFCC 2.00Mt/aRFCC 2.00Mt/aRFCC 2.00Mt/a我国近几年新建和改造我国近几年新建和改造我国近几年新建和改造我国

38、近几年新建和改造(gizo)(gizo)(gizo)(gizo)的几套大型的几套大型的几套大型的几套大型FCCUFCCUFCCUFCCU第42页/共96页第四十三页，共96页。炼厂数炼厂数 原油原油 催化裂化催化裂化 催化裂化催化裂化 Mt/a Mt/a Mt/a Mt/a 占原油占原油%美国美国 132 834.91 281.89 33.76 132 834.91 281.89 33.76中国中国(zhn(zhn u)95 289.51 102.8 36.50u)95 289.51 102.8 36.50俄罗斯俄罗斯 42 271.77 16.54 6.09 42 271.77 16.54

39、6.09日本日本 33 235.15 43.8 18.63 33 235.15 43.8 18.63韩国韩国 6 127.20 8.94 7.03 6 127.20 8.94 7.03委内瑞拉委内瑞拉 5 64.11 11.59 18.08 5 64.11 11.59 18.082003年几个国家原油(yunyu)与催化裂化加工能力第43页/共96页第四十四页，共96页。世界催化裂化(cu hu li hu)加工能力增加情况，Mt/a世界世界中国中国美国美国日本日本加拿大加拿大巴西巴西19951995年年616.2955.95266.2236.3919.9516.5620022002年年693

40、.23102.8280.4440.9724.4121.22增加率，增加率，12.583.745.3412.5922.3327.38第44页/共96页第四十五页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)5.3.1 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)反应反应 催化裂化反应是按正碳离子(lz)机理进行的，它包括异构化、裂化、环化、烷基化、氢转移和缩合等反应。（1）异异构构化化：通过氢原子和碳原子的变位而发生的重排反应。氢原子的变位导致烯烃的双键异构化，氢变位加上甲基变位产生骨架异构化。烯烃双键异构化反应：第45页/共96页第四十六页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(c

41、u hu li hu)烯烃骨架(gji)异构化反应：第46页/共96页第四十七页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)（2）裂化：直链的仲正碳离子在位断裂(dun li)生成一个烯烃和一个伯正碳离子。由于仲正碳离子(lz)比伯正碳离子(lz)更稳定，生成的伯正碳离子(lz)很快发生氢转移而生成仲正碳离子(lz)：第47页/共96页第四十八页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)（3）环化：烯烃(xtng)正碳离子按下列路线转化成环状正碳离子。生成的环状正碳离子(lz)能获取一个阴离子(lz)生成环烷烃，或失去质子生成环烯烃。环烯烃还可继续失去阴氢

42、离子(lz)和质子，直至生成芳烃。第48页/共96页第四十九页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)（4）烷基化：正碳离子(lz)可与烯烃或芳烃进行烷基化反应。第49页/共96页第五十页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)（5）氢转移：烯烃能接受一个质子酸中心形成正碳离子，此正碳离子又从“供氢”分子(fnz)中获取一个阴氢离子生成烷烃，“供氢”分子(fnz)则形成新的正碳离子，并可继续反应下去。（6）缩合：缩合是新的CC键生成及分子量增加的反应(fnyng)，叠合也是一种缩合反应(fnyng)。焦炭生成就是一种缩合反应(fnyng)。单烯烃生成

43、焦炭的途径是经环化、脱氢生成芳烃，芳烃再和其它芳烃缩合成焦炭。第50页/共96页第五十一页，共96页。5.3.2 催化剂催化剂（1）无定形硅酸铝催化剂（普通硅铝催化剂）催化裂化早期催化剂为处理过的天然活性白土，其主要成分为硅酸铝。而人工合成的硅酸铝具有(jyu)较高的稳定性，其主要成分为氧化硅和氧化铝。氧化铝含量为1013%的为低铝催化剂，氧化铝含量为2225%的高铝催化剂。高铝催化剂活性较高。每克新鲜催化剂表面积（比表面积）达500700m2。流化床反应器所用催化剂的粒径为20100m。第51页/共96页第五十二页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)（2）结晶型硅铝

44、盐催化剂（分子筛催化剂）分子筛催化剂是60年代开发的一种(y zhn)新型催化剂，它比普通硅铝催化剂的活性和选择性高、稳定性好，抗毒能力强，再生性能好，是现代炼油厂广泛采用的一种(y zhn)催化剂。分子筛催化剂一般含分子筛515%，其余为担体，一般为低铝硅酸铝和高铝硅酸铝。目前(mqin)工业所用的分子筛主要为X和Y型及ZSM-5沸石分子筛。第52页/共96页第五十三页，共96页。5.3.3 5.3.3 工艺流程工艺流程(n y(n y li chn)li chn)第53页/共96页第五十四页，共96页。（1 1）催化剂活性及类型）催化剂活性及类型催化剂活性的影响催化剂活性的影响（原料：直馏

45、馏分油，（原料：直馏馏分油，K=11.84K=11.84，操作条件，操作条件(tiojin)(tiojin)相同）相同）催化剂无定型铝硅 低活性沸石 中等活性沸石 高活性沸石原料转化率，v%63.067.976.578.9汽油产率，v%45.151.655.457.6研究法辛烷值93.392.692.392.35.3.4 工艺工艺(gngy)参数参数第54页/共96页第五十五页，共96页。（2）反应）反应(fnyng)温度温度 基本上为不可逆反应基本上为不可逆反应(kn-fnyng)(kn-fnyng)反应温度只影响反应速度，反应温度只影响反应速度，由由 知：知：ET ET对对K K影响影响

46、即：即：TKTK转化速度转化速度（反应时间一定为前提）（反应时间一定为前提）第55页/共96页第五十六页，共96页。（3 3）反应时间和空速）反应时间和空速）反应时间和空速）反应时间和空速(kn s)(kn s)空速空速(kn s)(kn s)是停留时间的倒是停留时间的倒数。数。重时空速重时空速(kn s)=(kn s)=第56页/共96页第五十七页，共96页。（4 4 4 4）反应）反应）反应）反应(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)压力压力压力压力pp不能克服烟气能量回收设备的阻力不能克服烟气能量回收设备的阻力p p 反应时间反应时间 转化率转化率 但如果但如果p p

47、焦炭焦炭 汽油汽油(qyu)(qyu)、烯烃产率、烯烃产率 结合原料油的生焦趋势和烟气能量回收装置的设施结合原料油的生焦趋势和烟气能量回收装置的设施（5）剂油比）剂油比剂油比=T一定：剂油比相当于反应时间，一般剂油比受装置(zhungzh)总热平衡特别是反应温度所控制。生产装置(zhungzh)上，T不变时，剂油比也不变第57页/共96页第五十八页，共96页。5.3.5 5.3.5 装置装置(zhungzh)(zhungzh)型式型式 流化床催化裂化装置可分为两大类：流化床催化裂化装置可分为两大类：（1 1）床层裂化反应装置）床层裂化反应装置 早早期期(zoq)(zoq)我我国国采采用用的的流

48、流化化催催化化装装置置型型式式都都是是流流化化床床反反应应器器和和再再生生器器成成通通告告并并列列式式。催催化化剂剂为为无无定定形形硅硅酸酸铝微球催化剂，采用铝微球催化剂，采用U U型管密相输送。型管密相输送。（2 2）提升管裂化反应装置）提升管裂化反应装置 a a）高低并列式）高低并列式 b b）同轴式）同轴式 c c）同高并列式改造成的提升管反应装置）同高并列式改造成的提升管反应装置第58页/共96页第五十九页，共96页。5.3 催化裂化催化裂化(cu hu li hu)同轴式提升管催化裂化(cu hu li hu)反应器和再生器简图 同高并列式催化裂化床层反应器改成(i chn)提升管反

49、应器的两器示意图 第59页/共96页第六十页，共96页。催催化化重重整整是是以以C6-C11石石脑脑油油馏馏分分（或或轻轻汽汽油油）为为原原料料，在在加加热热和和催催化化剂剂、氢氢气气作作用用(zuyng)下下，烃烃分分子子发发生生重重排排，转转变变为为芳芳烃烃和和异异构构烷烃的一种工艺过程。烷烃的一种工艺过程。催催化化重重整整用用来来生生产产高高辛辛烷烷值值汽汽油油和和芳芳烃烃（苯苯、甲甲苯苯、二二甲甲苯苯，简简称称BTX），同同时时副副产产氢氢气气和和液液化化气气，氢气可作为加氢装置的原料。氢气可作为加氢装置的原料。5.4 催化重整催化重整(cu hu zhn zhn)第60页/共96页第

50、六十一页，共96页。芳烃来源芳烃来源芳烃来源芳烃来源(liyun)(liyun)构成构成构成构成分 布石 油煤焦化催化重整油裂解汽油美国西欧日本79.6%49.4%37.8%19.1%44.8%52.2%4.0%5.9%10.0%第61页/共96页第六十二页，共96页。5.4.1 催化重整催化重整(cu hu zhn zhn)反应反应（1）环烷烃脱氢芳构化反应(fnyng)为重整反应(fnyng)的最基本反应(fnyng)热效应kJ/mol平衡常数500K，大气压反应速度的相对比较强吸热，2216105最快第62页/共96页第六十三页，共96页。（2）烷烃脱氢环化反应）烷烃脱氢环化反应(fny