温度提高10℃,烧炭速度可提高15~20%。但提高温度受催化剂稳定性和设备材料的限制
②氧分压—再生压力
碳的燃烧速度与氧分压成正比:
a.提高再生器压力就可以提高氧分压,从而加快燃烧速度 b.提高过剩氧浓度
③催化剂含碳量
催化剂的含碳量越高,烧焦速度越快,但再生的目的就是降低再生催化剂的含碳量,所以操作上不可能用提高再生剂含碳量的方法来加快烧焦速度
④再生器催化剂藏量
再生器催化剂藏量W增加,则停留时间t增加,烧焦程度深,但要求再生器尺寸增大,限制了烧焦能力
4.我国以常压重油为裂化原料具有哪些有利条件?
①我国常压重油饱和烃含量高,胶质含量较多,而芳烃和沥青质则较少,具体反映在H/C较高,残炭值较低,有利于提高轻质油收率,降低焦炭产率;
②重金属如镍和钒的含量较低,特别是钒含量很少,有利于减轻催化剂的污染; ③硫含量较低,有利于提高产品质量 5.原油与瓦斯油作为催化裂化原料有哪些差异?
①重油不仅分子量大,而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量高,胶质和沥青质含量高; ②Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高; ③重油中含S、N的化合物较多;
④馏程变重,粘度大,原料的汽化性能下降,且稠环芳烃的裂解能力低
6.石油馏分催化裂化的特点是什么?这些特点对我们在工业上指导生产有什么实际意义? 答:石油馏分催化裂化的特点主要有两个:各烃类之间的竞争吸附和对反应的阻滞作用;复杂的平行-顺序反应。
根据石油馏分催化裂化的这两个特点,要求我们在生产中根据不同的原料制定不同的生产方案和操作条件,以降低竞争吸附作用的负面影响,同时选择合适的反应条件,以尽最大努力得到较多的目的产品。
7.石油馏分催化裂化的特点是什么?这些特点对我们在工业上指导生产有什么实际意义? 某催化裂化装置原是加工减压蜡油(VGO),现为了扩大原料范围,改为掺炼减压渣油。请分析回答以下问题:
①掺炼减压渣油后,原料的性质和组成有何变化? ②掺炼减压渣油后,会遇到那些技术困难?
答:(1)掺炼减压渣油后,原料的性质和组成变化如下:(6分)
⑥ 渣油分子量大,多环芳烃和稠环芳烃含量高,胶质和沥青质几乎全部集中在渣油中,
使得催化原料的残碳值高;
⑦ 掺炼减压渣油后,使得催化原料中的重金属含量高; ⑧ 掺炼减压渣油后,使得催化原料中S、N等杂原子含量偏高; ⑨ 掺炼减压渣油后,使得催化原料的沸点升高,粘度增加;
⑩ 掺炼减压渣油后,使得催化原料的分子直径变大,难以进入裂化催化剂的孔道内。 (2)掺炼减压渣油后,会遇到下列技术困难:(4分)
⑥ 渣油的裂化性能差,焦炭产率高,轻质油收率低,再生器烧焦负荷增加,反应再生系
统热量过剩; ⑦ 裂化催化剂污染严重; ③ 产品质量差。
8.比较催化裂化和热裂化反应的不同。 裂化类型 反应机理 催化裂化 正碳离子机理 热裂化 自由基机理 ①异构烷烃的反应速度比正构烷烃快的不多; ②产物中C1、C2多,异构物少,≥C4的分子中含α-烯多。 ①反应速度与烷烃相似; ②氢转移很少,产物的不饱和度较高。 ①异构烷烃的反应速度比正构烷烃 高得多; 烷烃 ②产物中C3、C4多,异构物多, ≥C4的分子中含α-烯少。 ①反应速度比烷烃快得多; 烯烃 ②氢转移显著,产物中烯烃、尤其 是二烯烃较少。 ①反应速度与异构烷烃相似; 环烷烃 ②氢转移显著,同时生成芳烃。 带烷基侧①反应速度比烷烃快得多; ①反应速度比正构烷烃还要低; ②氢转移反应不显著。 ①反应速度比烷烃慢; 链(≥C3)②在烷基侧链与苯环连接的键上断 ②烷基侧链断裂时,苯环上留有1~2个 的芳烃 裂。 碳的短侧链。
9. 催化裂化反应中,停留时间是一个重要的操作参数,一般随着停留时间的延长,转化率增加,气体和焦炭的产率增加,汽油和柴油的产率先增加后减少,但二者的最高产率点不同。 10. ①水热失活
表面结构发生变化,比表面积减小、孔容减小、分子筛的晶体结构破坏
②结焦失活
催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上,覆盖催化剂表面的活性中心,使催化剂的活性和选择性下降
③毒物引起的失活
裂化催化剂的毒物主要是某些金属(铁、镍、铜、钒等重金属及钠)和碱性氮化物。 四.名词解释 (见课本) 五.计算题
1.解法见课本各概念的定义式 2.解法见课件中例题
第十章 催化加氢
一.判断题 1.× 2.√ 3.× 4.×
二.填空题
1.加氢精制、加氢裂化、临氢降凝,润滑油加氢 2.加氢,裂化 3.中性担体,酸性担体
4.反应系统;生成油换热、冷却、分离系统;循环氢系统 5.结构性助剂,调变性助剂 6.氮气,水蒸汽
7.固定床,移动床,膨胀床,悬浮床 三.简答题
1.一段加氢裂化和二段加氢裂化选择催化剂的原则?
答:一段加氢裂化:目的是生产中间馏分,为催化裂化提供原料,对催化剂的要求主要是对多环芳烃有较高的加氢活性,对含硫、氮化物具有较高的脱除能力和中等裂解活性;
二段加氢裂化:处理较重的和含硫、氮较多的原料,目的是最大限度地制取汽油、石脑油(乙烯原料)或中间馏分。第一段加氢是为第二段加氢裂化提供原料。要求第一段加氢催化剂具有较好的脱硫、氮活性和中等裂解活性;第二段催化剂为酸性载体的裂解活性和异构化活性都较强的催化剂
2.加氢裂化催化剂担体的作用?
答:加氢裂化催化剂的担体有酸性和弱酸性两种 酸性担体的作用有:
①增加有效表面和提供合适的孔结构; ②提供酸性中心; ③提高催化剂的机械强度; ④提高催化剂的热稳定性; ⑤增加催化剂的抗毒能力; ⑥节省金属组分用量、降低成本 3.简述加氢过程的影响因素。
影响加氢反应过程的因素有:原料性质、催化剂性能、氢气纯度、反应温度、反应压力、空速和氢油比等。当原料性质,催化剂和氢气来源确定以后,加氢反应过程则主要受反应温度、反应压力、空速和氢油比四个因素的影响。
反应温度:提高反应温度会提高加氢精制和加氢裂化反应的速度。对加氢精制而言,提高反应温度可以提高精制深度,但温度过高(>420℃)容易产生过多的加氢裂化反应和脱氢反应,增加催化剂的积碳,同时降低液体产品的收率。另一方面,若温度低于290℃,则反应速度变慢,达不到精制效果。因此,必须根据原料性质和产品要求等条件来选择适宜的反应温度。对加氢裂化而言,由于加氢裂化反应的活化能较高,因此,它的反应速度会随温度升高而提高的快一些。因此,提高反应温度,裂化反应速度加快,反应产物中低沸点组分的含量会增多。一般加氢裂化反应所选用的温度范围较宽,为260~400℃,这要根据原料性质、催化剂性能和产品要求来确定。
反应压力:反应压力不仅指系统压力,而且主要是氢气的分压。因此,系统中氢分压将决定于操作压力、氢油比、循环氢纯度及原料的汽化率。对加氢精制而言,提高反
应压力有几点好处:一是对加氢反应有利,可提高精制深度,改善产品质量;二是可抑制缩合反应,