催化裂化基礎(chǔ)知識介紹煤制氫課件

中國石化茂名分公司煉油分部聯(lián)合五車間周石磊2#催化裂化裝置介紹1MPCC一、2#催化裂化裝置簡介二、催化裂化原料的來源三、催化裂化的產(chǎn)物四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)五、催化裂化脫硫系統(tǒng)六、催化裂化能量回收系統(tǒng)七、MIP工藝簡介目錄2MPCC

2#催化裂化裝置1989年12月建成投產(chǎn)，是一套重油催化裂化裝置，設(shè)計處理能力80萬噸/年，按大慶常壓渣油設(shè)計。裝置原為兩器并列式內(nèi)提升管反應(yīng)器，2000年擴能改造為100萬噸/年，并采用由石科院研究開發(fā)的MGD工藝。2007年7月反應(yīng)系統(tǒng)采用石科院的MIP工藝技術(shù)進行改造，將原來的內(nèi)提升管反應(yīng)器改造為外提升管反應(yīng)器，加工能力仍為100萬噸/年。2010年10月參考外單位的一些成功經(jīng)驗，進行了一系列的節(jié)能改造，其中有低溫?zé)?高壓除氧器聯(lián)合技術(shù)、解析塔增設(shè)中部重沸器、氣壓機復(fù)水器循環(huán)水二次利用等。2#催化裂化裝置簡介3MPCC2#催化裂化裝置簡介4MPCC2#催化裂化裝置簡介5MPCC

工藝上，反應(yīng)器采用了MIP工藝，再生器帶前置燒焦罐，外取熱器為大肋片管束的取熱器。余熱鍋爐產(chǎn)生中壓蒸汽供中壓透平使用，煙氣經(jīng)煙機做功后進入鍋爐回收余熱。裝置主要有反應(yīng)再生、分餾、吸收穩(wěn)定、脫硫、能量回收、機組等六個系統(tǒng)構(gòu)成。

2#催化裂化裝置簡介6MPCC2#催化裂化裝置簡介能量回收系統(tǒng)：設(shè)置煙氣輪機回收煙氣的壓力能；設(shè)置外取熱器與余熱鍋爐一起產(chǎn)生中壓蒸汽，供背壓汽輪機做功；采用高壓除氧器對回收分餾系統(tǒng)低溫?zé)岬臒o鹽水進行除氧。機組系統(tǒng)：四機組（煙機、主風(fēng)機、中壓透平、電動/發(fā)電機）、氣壓機、備用主風(fēng)機。9MPCC2#催化裂化裝置--機組系統(tǒng)機組設(shè)備是催化裂化裝置的心臟，按照功能不同又分為主風(fēng)機組和氣壓機組。主風(fēng)機組我們就是我們俗稱的四機組，它是由電動/發(fā)電機、變速齒輪箱、中壓透平、軸流風(fēng)機、煙氣輪機組成。其中電動/發(fā)電機是上海電機廠生產(chǎn)；中壓透平和軸流風(fēng)機是西德GHH公司生產(chǎn)；煙機是成發(fā)集團科能公司生產(chǎn)。10MPCC2#催化裂化裝置--機組系統(tǒng)備用風(fēng)機由前蘇聯(lián)進口，電機是國內(nèi)南陽電機廠生產(chǎn)。氣壓機組中的壓縮機由沈陽鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)，低壓透平由杭州汽輪機廠生產(chǎn)。11MPCC2#催化裂化裝置---四機組12MPCC2#催化裂化裝置---富氣壓縮機13MPCC二、催化裂化原料的來源二催化裝置原料油主要為直餾蠟油、加氫蠟油、減壓渣油、常壓渣油，還有焦化蠟油、改質(zhì)汽油，摻煉部分含酸油（酸值≯1.5mgKOH/g，含硫≯1.5%）。14MPCC二、催化裂化原料的來源催化裂化原料的來源有：1．直餾減壓餾分油。減壓塔側(cè)線350~550℃餾出油（VGO）是最常用的原料。石蠟基原油的VGO較好，環(huán)烷基原油VGO較差。含硫原油的VGO通常先經(jīng)過加氫脫硫或緩和加氫裂化得到低硫且裂化性能好的VGO作為裂化原料。2．延遲焦化餾出油。焦化分餾塔側(cè)線的320~500℃餾出油（CGO）也以催化裂化為主要加工途徑。這種原料氮含量和芳烴含量高，不屬于理想的原料，通常其摻煉比例為5%~15%。有條件時宜經(jīng)過加氫處理，這樣不僅摻煉比例可以提高，而且產(chǎn)品收率和質(zhì)量能得到改善。3．常壓渣油。硫、重金屬含量和殘?zhí)康偷恼麴s裝置常壓塔底渣油（AR），可直接作為原料，如大慶原油、中原原油和東南亞地區(qū)一些原油的常壓渣油。反之，則需用經(jīng)過加氫脫硫得到的ARDS重油為原料，如中東地區(qū)多種原油。15MPCC

4．減壓渣油。除某些原油外，常減壓蒸餾裝置減壓塔底渣油（VR）一般不單獨作為原料，而是與餾分油摻合在一起或者經(jīng)過加氫脫硫（VRDS）方能作為進料。后者適用于含硫原油如孤島油或中東地區(qū)的多種原油。

5．脫瀝青油。為滿足原油深度加工的要求并避免直接加工AR或VR帶來的不利因素，采用丙烷或丁烷的溶劑脫瀝青工藝，從減壓渣油中提取60%以上的脫瀝青油（DAO）作用原料，已成為煉油廠加工流程的一個組成部分。DAO的重金屬含量和瀝青質(zhì)含量遠(yuǎn)低于VR，改善了原料質(zhì)量。含硫原油的DAO最好經(jīng)過加氫脫硫（可與VGO合并處理）。我國還成功開發(fā)了溶劑脫瀝青-催化裂化組合工藝。將催化裂化油漿也作為脫瀝青原料，可回收其中的飽和烴，獲得較高的產(chǎn)品收率。

6．其他。我國開發(fā)成功的芳烴抽提-催化裂化組合工藝，把催化裂化裝置產(chǎn)生的重循環(huán)油經(jīng)過雙溶劑抽提除去重芳烴后返回做回?zé)捰?，可明顯提高輕質(zhì)油產(chǎn)率和裝置處理。必要時回?zé)捨塾汀⒏馁|(zhì)汽油、不合格汽油。二、催化裂化原料的來源16MPCC三、催化裂化的產(chǎn)物催化裂化原料（重質(zhì)餾分油）

0.18～0.2MPa,480-530℃

有催化劑存在下

產(chǎn)品(氣體、液化氣、汽油、柴油、焦炭)流化催化裂化：FluidCatalyticCracking(FCC)17MPCC催化裂化產(chǎn)物干氣C1~C3C3≯3.5%液化氣C2~C5C2≯2%C5≯2%

汽油C5~C11干點≯203℃柴油C10~C2095%餾出溫度351~363℃油漿焦炭

三、催化裂化的產(chǎn)物18MPCC氣體（干氣、液化氣）1催化裂化氣體原先只是生產(chǎn)汽油過程中的副產(chǎn)物，其中的C3、C4餾分（液態(tài)烴）占絕大部分，主要作家用液化氣和烷基化的原料。近幾年開發(fā)的DCC、MGG、MIO等過程，將氣體也作為目的產(chǎn)物之一，其產(chǎn)率明顯較高，氣體中的丙烯和異丁烯、異戊烯是合成高分子聚合物和高辛烷值組分的原料。三、催化裂化的產(chǎn)物19MPCC汽油餾分2三、催化裂化的產(chǎn)物催化裂化汽油產(chǎn)率一般約為40~60%，含有較多的烯烴、異構(gòu)烷烴和芳烴，所以辛烷值較高，一般為90左右（MON）。目前，二催化裝置汽油辛烷值在90~92（MON）之間。20MPCC柴油餾分3三、催化裂化的產(chǎn)物催化裂化柴油餾分只是柴油的質(zhì)量最差的組分，在最大輕質(zhì)油產(chǎn)率的條件下，柴油的產(chǎn)率只有20~30%，當(dāng)按多產(chǎn)柴油方案生產(chǎn)時，可提高至35%左右。柴油其中含有40~50%的芳烴，十六烷值較直餾柴油低得多，通常只有35左右而且硫含量偏高，需要進行加氫精制再與直餾柴油等調(diào)和后才能作為柴油發(fā)動機燃料使用。21MPCC油漿餾分3三、催化裂化的產(chǎn)物催化裂化油漿餾分中含有少量的催化劑細(xì)粉，一般不作為產(chǎn)品，可油漿回?zé)挕Ｒ部缮a(chǎn)部分澄清油（閃蒸柴油）。催化油漿含有較多的重芳烴和膠質(zhì)，其粘度低，經(jīng)脫除固體顆粒物后，適合作燃料油或船用燃料油調(diào)和組分。焦炭4焦炭是催化裂化的產(chǎn)物，沉積在催化劑上，但不能作為產(chǎn)品。22MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)1、吸收吸收是一種氣體分離方法，利用氣體混合物的各組分在某溶劑中的溶解度的不同，通過使氣液兩相充分接觸，易溶氣體進入溶劑中。吸收有物理吸收和化學(xué)吸收兩種。2、解吸解吸也稱脫吸，指吸收質(zhì)由溶劑中分離出來，轉(zhuǎn)移入氣相的過程。解吸與吸收是一個相反的過程?；靖拍?3MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)3、蒸餾蒸餾是把完全互溶而沸點不同的液體混合物分離開的一種物理過程。或者說，利用汽液相中各組分相對揮發(fā)度的不同進行分離，分離的精度較低。4、精餾蒸餾與精餾都能分離混合物，精餾是經(jīng)過多次汽化和多次冷凝，使混合物得到較高純度的分離。基本概念24MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)催化裂化吸收解吸均屬于物理過程。催化裂化吸收過程是在吸收塔中用粗汽油及穩(wěn)定汽油（補充吸收劑）作為吸收劑，吸收富氣中的氣態(tài)烴的過程。低溫高壓對于吸收過程有利。在實際操作過程中降低吸收劑的溫度、提高吸收塔壓力及適當(dāng)調(diào)整液氣比都可提高吸收效果。25MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)催化裂化解吸過程是在解吸塔中將凝縮油及吸收過度的飽和汽油中C2解吸出來。由于相平衡關(guān)系勢必有一定量的C3、C4也被同時解吸出來，因此，解吸氣被送到氣液分離罐，再進入吸收塔回收。高溫低壓對于解吸過程有利。在實際操作過程中，主要是提高解吸塔底溫度、改變進料溫度或適當(dāng)降低解吸塔壓力，改善解吸效果。26MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定塔是典型的油品精餾塔，是在一定壓力下多組分的精餾過程，可分離液化石油氣和穩(wěn)定汽油。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的任務(wù)是把壓縮富氣分離成干氣、液化石油氣，并回收壓縮富氣中的汽油組分，將粗汽油進一步處理成蒸汽壓、腐蝕合格的穩(wěn)定汽油。27MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)從容-201頂出來的富氣經(jīng)氣體壓縮機（機-301/1.2）壓縮至1.6MPa(絕)，壓縮后的氣體經(jīng)空冷器（冷-301/1.2）、水冷器（冷-302/1.2）冷凝冷卻到40℃，進入油氣分離器（容-301），分離出壓縮富氣和凝縮油。為了防止設(shè)備腐蝕，在冷-301/1.2前和冷-302/1.2后注入凝結(jié)水洗滌，洗滌水從容-301底排至含硫污水罐（容-211），用泵-214/1.2加壓后送至污水汽提裝置進行處理。具體流程介紹28MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)吸收塔（塔-301）位于脫吸塔（塔-302）上部，操作壓力為1.2MPa(表)，平均溫度為42℃。從容-301來的壓縮富氣進入吸收塔下部，從分餾來的粗汽油以及從泵-304/1.2來的補充吸收劑分別打入吸收塔的第19層和第26層，與氣體進行逆流接觸。為取出吸收過程放出的熱量，吸收塔設(shè)有兩個中段回流，分別從第9層和第17層抽出，用泵-302/1.2和泵-303加壓后與水冷器（冷-303、冷304）冷卻，然后分別返回到塔的第8層和第16層上方。從塔302頂出來的脫吸氣與氣壓機出口的壓縮富氣混合進入空冷器（冷-301/1.2）進行冷凝冷卻后與從吸收塔底的飽和吸收油一同進水冷器（冷-302/1.2）冷凝冷卻，再進入容-301進行氣-液分離，容-301相平衡后的不凝氣和凝縮油分別去吸收塔和脫吸塔。具體流程介紹29MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)從吸收塔頂出來的貧氣進入再吸收塔（塔-303），與作為再吸收劑的輕柴油逆流接觸，以吸收貧氣中攜帶的汽油組分。從再吸收塔頂出來的干氣送往塔402進行脫硫，塔底富吸收油與輕柴油換熱（換-205/1.2）到123℃返回到分餾塔的第20層或18層塔盤。自容-301出來的凝縮油經(jīng)泵-301/1.2加壓后與穩(wěn)定汽油換熱（換-301）到70-80℃，進入塔-302上部，塔底部溫度控110-125℃，塔底重沸器由分餾塔一中段回流提供熱量。具體流程介紹30MPCC四、催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)塔-302底的脫乙烷汽油與穩(wěn)定汽油換熱（換303/1.2）至140-150℃進入穩(wěn)定塔(塔-304)，塔-304的操作壓力為1.1MPa（表），塔頂溫度為60℃左右，塔底溫度約160℃，塔底重沸器由分餾二中回流提供熱源，C4及C4以下輕組分從塔頂餾出，經(jīng)水冷器（冷-305/1-8）冷凝冷卻到40℃，進入回流罐（容-302），液化氣從容-302底部抽出，用泵-305/1.2加壓后,一部分作為穩(wěn)定塔頂內(nèi)回流；另一部分作為產(chǎn)品送往塔401進行脫硫，塔底的穩(wěn)定汽油分別與脫乙烷汽油、凝縮油換熱后，再經(jīng)水冷器（冷-306/1.2）冷卻到40℃，一部分作為補充吸收劑用泵-304/1.2打入塔-301第26層；另一部分作為產(chǎn)品送出裝置。具體流程介紹31MPCC五、催化裂化脫硫系統(tǒng)自穩(wěn)定系統(tǒng)來的液化氣，進入液化氣脫硫塔（塔-401）下部，塔內(nèi)為不銹鋼規(guī)整填料。系統(tǒng)送來的脫硫劑（貧液）先進入容402，然后用泵402抽出，從塔-401頂部進入，與液化氣逆向流動進行液-液抽提，脫硫后的液化氣從塔頂流出，經(jīng)容-403沉降罐分離出來夾帶的溶劑后，作為產(chǎn)品送出裝置，塔底溶劑（富液）進容409閃蒸后，用泵403送去聯(lián)合三集中再生。自再吸收塔塔頂出來的干氣，先經(jīng)容-404分去凝液，然后進入干氣脫硫塔（塔-402）下部，塔內(nèi)設(shè)有20層浮閥塔盤，系統(tǒng)送來的脫硫劑（貧液）先進入容402，然后用泵402抽出，從塔402頂部進入，與干氣逆流接觸，脫硫后的干氣從塔頂流出至容-405分液，凈化干氣從容-405頂出來再經(jīng)容406分液后，送去干氣提濃乙烯裝置作為原料氣；塔底溶劑（富液）進容409閃蒸后，用泵403送去聯(lián)合三集中再生。具體流程介紹32MPCC六、催化裂化能量回收系統(tǒng)能量回收部分的主要任務(wù)是回收催化裂化裝置的再生過剩熱、煙氣的顯熱以及裝置的其它余熱。來自再生器頂壓力為0.21MPa（表）、溫度為650-700℃夾帶有催化劑的煙氣，先進入多管式三級旋分器（塔-104），再經(jīng)過四級旋風(fēng)分離器，分離出大于10u以上的大部分催化劑，使分離后的煙氣中催化劑含量降到0.2克/標(biāo)準(zhǔn)立方米以下，大于10微米的催化劑顆料基本被除去，以保證煙氣輪機的葉片長周期運轉(zhuǎn)。凈化了的煙氣從三級旋風(fēng)分離器頂出來，經(jīng)高溫平板閘閥和調(diào)節(jié)蝶閥，軸向進入煙氣輪機膨脹作功以回收煙氣的壓力能和部分顯熱，來驅(qū)動四機組，煙氣壓力由0.18MPa降至0.005MPa，溫度下降160℃左右。煙氣經(jīng)煙氣輪機膨脹作功后，豎向排出，經(jīng)水封罐（容-117）后與從雙動滑閥旁路來的煙氣和從臨界噴嘴來的煙氣一起進入余熱鍋爐以回收煙氣的顯熱，產(chǎn)生3.5MPa、420℃左右的蒸汽。煙氣經(jīng)余熱鍋爐后溫度降至180℃左右，最后排入煙囪。33MPCC六、催化裂化能量回收系統(tǒng)由于裝置原料的殘?zhí)恐岛椭亟饘俸慷急容^高，因此裂化過程產(chǎn)生的焦炭燃燒放出的熱量除供給反應(yīng)需要的熱量外，尚有剩余的熱量，為此設(shè)置外取熱器將再生系統(tǒng)剩余的熱量取出，由再生器二密床來的高溫催化劑，通過外取熱器上滑閥進入外取熱器，催化劑從取熱列管外壁自上而下流動，取熱管浸沒于流化床內(nèi)，管內(nèi)走水，取熱器底部通入流化風(fēng)，以維持床層的良好流化和傳熱，使床層催化劑對直立浸沒管的傳熱良好，經(jīng)過換熱后的催化劑溫降為100-150℃左右，再通過外取熱器下滑閥返回到再生器的燒焦罐底部。裝置外送來的無鹽水經(jīng)容-511高壓熱力除氧后，由泵503抽出，經(jīng)余熱鍋爐省煤段加熱后進入容501，由泵501抽出分三路，一路進入外取熱器，一路進入換209/1、2與油漿換熱，第三進入爐501過熱器蒸發(fā)段，水汽都返回到容-501進行汽-液分離。容501頂部蒸汽分兩路，一路進入余熱鍋爐過熱段過熱，另一路進入燒焦罐過熱，水則在鍋爐系統(tǒng)用泵501強制水循環(huán)。34MPCC六、催化裂化能量回收系統(tǒng)再生器壓力設(shè)計由三旋出口煙氣管道上的雙動滑閥和煙機入口蝶閥分程控制。當(dāng)再生器壓力等于給定值時，由煙機入口蝶閥控制。當(dāng)煙機入口蝶閥開至給定值后，由雙動滑閥控制。為減少煙氣放空特別是不開煙機時煙氣對雙動滑閥的摩擦和噪聲，在雙動滑閥后設(shè)有5塊蝶形降壓孔板。裝置外取熱器和油漿換熱器（換-209/1、2）產(chǎn)生的飽和蒸汽分兩路，一路進入再生器燒焦罐內(nèi)取熱器過熱至450℃，一路經(jīng)余熱鍋爐過熱段過熱至420℃左右，兩路蒸汽在中壓汽并網(wǎng)閥前匯合送至中壓蒸汽總管，進入蒸汽輪機作功，汽輪機背壓排出的蒸汽并入裝置1.0MPa蒸汽的管網(wǎng)，正常操作時，煙氣輪機回收的功率和汽輪機回收的功率合計超過主風(fēng)機所需的功率，剩余的能量通過發(fā)電機以電能的形式送往110KV變電站。35MPCC七、MIP工藝技術(shù)簡介多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝（MIP–MaximizingIso-Paraffins）是中國石化北京石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的一項催化裂化新工藝。該工藝技術(shù)設(shè)置兩個反應(yīng)區(qū)，采用串聯(lián)式提升管反應(yīng)器和適宜的工藝條件，在不同的反應(yīng)區(qū)實現(xiàn)裂化、氫轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化及芳構(gòu)化反應(yīng)以達到降低汽油烯烴含量的目的。在降低催化汽油烯烴含量的同