延迟焦化反应部分 课件.ppt

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1、延迟焦化之反应部分第一节概述焦炭化(简称焦化)是深度热裂化过程，也是处理渣油的手段之一。它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，是任何其他过程所无法代替的。尤其是某些行业对优质石油焦的特殊需求，致使焦化过程在炼油工业中一直占据着重要地位。焦化工艺背景原油变重变稠变劣，原油中的硫、康氏残炭，密度都升高；我国进口劣质原油比例增加炼厂深度加工要求高，并且可以回炼炼厂污泥，使炼厂实现零排放柴油需要量日趋增加，柴／汽的要求高。焦化的柴／汽比＞1.9，最大可达2.3～2.4我国是发展中国家，资金仍紧张重质渣油燃料油需求下降焦化石脑油是良好的乙烯裂解原料延迟焦化工艺特点渣油加工主

2、要手段之一，技术成熟、对原料适应性强调节产品的灵活性较高投资较低，效益较高柴／汽比高组合工艺焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料，在高温(400~500℃)下进行深度热裂化反应。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品；由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。一方面由于原料重，含相当数量的芳烃，另一方面焦化的反应条件更加苛刻，因此缩合反应占很大比重，生成焦炭多。延迟焦化装置的作用：将重质油馏分经裂解，聚合，生成油气、轻质油，中间馏分油和焦炭。工作原理：由于重质油在管式炉中加热，采用高的流速(在炉管中注水)及高的热强度(炉出口

3、温度500℃)，使油品在加热炉中短时间内达到焦化反应所需的温度，然后迅速进入焦炭塔，使焦化反应不在加热炉中而延迟到焦炭塔中去进行，因此，称之为延迟焦化。延迟焦化约生产70%的液体产品，其中：汽油10%~20%；柴油25%~35%；裂化原料（蜡油）25%~35%；石油气6%~8%；焦炭15%~20%。焦化所得的气体烃和液体油品中含较多的烯烃，安定性较差，故往往作为其他装置的原料或经加氢精制等处理后成为产品。1.生焦周期？2.急冷油？3.循环比？4.甩油？生焦周期？指一台焦炭塔从开始生产到切换处理所用的时间。急冷油？用于控制焦炭塔顶油气温度的油品，一般选用焦化轻、

4、重蜡油作为焦炭塔急冷油。焦炭塔注急冷油可防止油气线结焦和焦炭塔泡沫层带入分馏塔。循环比？循环比是指循环油质量流量与新鲜原料质量流量之比。甩油？甩油是指焦炭塔正常预热过程中被冷凝下来的凝缩油，甩油冷却后可直接出装置或进入装置内污油罐，也可以不出装置进分馏塔或原料罐回炼。第二节工艺原理一、焦化反应化学原理焦化原料油所含烃类的分子很大，并有相当数量的芳烃。1.裂解反应：在高温(400~550℃)条件下，大分子烃类裂解生成小分子烃类，使渣油转化为气体烃和轻质油品；1.1烷烃烷烃在高温下主要发生裂解反应，实质是C—C链断裂，裂解产物是小分子的烷烃和烯烃。生成的小分子烃类

5、还可进一步反应，生成更小的烷烃和烯烃，甚至生成低分子气态烃。在相同的反应条件下，大分子烷烃比小分子烷烃更易裂解。温度和压力对烷烃的裂解反应有重大影响。温度在500℃以下、压力很高时，烷烃断链位置一般在碳链中央，这时气体产率低；反之，温度在500℃以上、压力较低时，断链位置移到碳链一端，此时气体产率增加。1.2环烷烃环烷烃热稳定性较高。2.缩合反应：烃类发生缩合反应，使渣油转化成焦炭。是指小分子烃类相互作用生成较大分子的化合物，同时还生成其它小分子的化合物。各种烃类在焦化过程中的反应是不相同的。烷烃在400~600℃下易裂解为小分子烷烃与烯烃。环烷烃可裂解成烯烃

6、或脱氢转化为芳烃。裂解反应示例如下：1.断链2.裂环3.脱氢缩合反应示例如下：芳香烃不易裂解，而易发生缩合反应，成为大分子的多环或稠环烃，并可与烯烃缩合生成石油焦。石油焦的组成和普通焦炭相似，也叫焦炭。请问烷烃、烯烃、环烷烃裂解难易顺序？环烷烃>烯烃>烷烃二、反应机理主要化学反应：一种是大分子转化成小分子的吸热反应，称作断裂，另一种是小分子转化成大分子的放热反应，称作缩合，总称为热转化。在延迟焦化反应过程中，烷烃及环烷烃主要发生裂解或裂解－脱氢反应，反应产物多为较小的烷烃和烯烃；芳烃是生焦的基础，原料的化学组成对生焦有很大影响，原料中芳烃及胶质含量越多越易生焦

7、。焦化过程进行的裂解为吸热反应，缩合为放热反应，总反应表现为吸热反应。焦化反应过程中，主要是自由基反应机理来解释断裂的化学现象，中间相成焦机理来阐明缩合的化学现象。1自由基反应机理烃类在热反应时，某些易反应分子首先在键能较弱的化学键上断裂成自由基。其中较小的自由基如H·、CH3·、C2H5·等能够在较短的时间内存在，可与别的分子碰撞，又生成新的自由基。较大的自由基较活泼而不稳定，只能瞬时存在，因而很快断裂成烯烃和小的自由基，这样就形成链式反应。故反应最终结果是生成比原料分子小的烯烃与烷烃，包括气体烃。(1)链的引发①烷烃烷烃的脱氢、断链都是强吸热反应。C－H键

8、能＞C－C键能，C－C键容易均裂；键中