催化裂化工艺化学工程论文(共1761字).doc

催化裂化工艺化学工程论文(共 1761 字) 1 引言催化裂化具体的工艺过程是为实现特定的操作条件服务的。在一定程度上也限定了操作条件的调整范围。但就反再系统来说,操作条件就包括诸多方面,如温度、剂油比、停留时间、催化剂的预提升与预提升介质、油气与催化剂的接触、两者的混合与流动、两者的分离、反应的终止、催化剂中油气的汽提、催化剂的性能以及催化剂的再生条件等。尽管操作参数众多,但平时可调整的却屈指可数,有些参数, 反再系统工艺路线已经确定, 也就基本确定下来, 不能再调整或无法调整了。 2 操作条件的影响催化裂化在接近常压的低压下操作,在这个压力范围内压力对热力学的影响微乎其微。较低的烃分压有利于裂化,不利于生焦,因而是有利的。最小总压取决于后续分离系统, 目前在 300l(Pa 以下。烃分压可以通过喷入水蒸汽的方法来降低( 一般喷入水蒸汽的量占进料的 1~5%), 也可以将一部分轻烃气体打循环,但循环量需要根据具体的经济性来确定。 3 焦炭燃烧动力学催化裂化焦炭的收率一般在 4~8 %之间。在再生器的典型温度条件下, 富氢化合物要么挥发, 要么裂化成可挥发性组分和焦炭。催化剂再生所需要的时间主要由焦炭的较慢的燃烧速率决定。焦炭燃烧的活化能约为 147kJ/mol 。催化剂焦炭含量为 1 %、燃烧后烟气中的氧含量为 1 %催化剂焦炭含量为 1 %、燃烧后烟气中的氧含量为 1 %,烧焦时间与温度之阃的函数关系如图 1 所示。该函数关系非常重要, 因为它确定了催化剡的总量与再生器的大小。减小再生器的大小与催化剂的总量很重要,原因有两个: FCC 再生器在整个装置的造价中占有很大的比重, 减小其大小有利于降低装置的投资; 减少催化剂总量, 不仅有利于减少操作费用, 而且还有利于根据原料与产品的变化迅速改变催化剂。 FCC 装置是一个“热平衡体系”,热催化剂为裂化反应提供了部分热量。 FCC 装置的热平衡与催化剂的活性、原料性质、原料的预热和反应温度有关。此外, 热平衡还与再生烟气 CO2 / CO 的理想比例有关。焦炭燃烧的一次产物有 CO、 CO2 和 H2O , CO与 CO2 之比是温度的函数。 CO与 O2 反应生成 CO2 是自由基反应, 在有固体存在的条件下反应速率会减慢。如果烟气中含有过量的空气, 则只要一没有固体就会燃烧。到目前为止一直是这样。为了促进 CO 的燃烧, 现在都加含有 Pt 等贵金属的助燃剂。使 CO 转化成 CO2 也可以通过提高反应温度来实现。 CO 均相燃烧生成 C02 的活化能较高, 约为 293kJ / mol , 在空气充足的情况下,在 7000C 以上 CO 可以完全转化。从热平衡的角度, 达到 7000C 以上的再生温度毫无问题, 但是再生器的材质和催化剂限定了最大再生温度。催化剂在高温条件下容易烧结, 也易于水热失活。当然, 如今的催化剂可以保证在高达 850 ℃的高温条件下不会造成烧结