Химическая промышленность
<<  Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов  >>
Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных
Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных
Каталитический крекинг
Каталитический крекинг
Основное целевое назначение
Основное целевое назначение
Сырье каталитического крекинга
Сырье каталитического крекинга
Сырье каталитического крекинга
Сырье каталитического крекинга
Требования к сырью
Требования к сырью
Требования к сырью
Требования к сырью
Требования к сырью
Требования к сырью
Определение коксуемости по Конрадсону
Определение коксуемости по Конрадсону
Облагораживание сырья каталитического крекинга
Облагораживание сырья каталитического крекинга
Катализаторы крекинга
Катализаторы крекинга
Матрица катализаторов крекинга
Матрица катализаторов крекинга
Активный компонент - цеолит
Активный компонент - цеолит
Зарубежная классификация цеолитов
Зарубежная классификация цеолитов
Вспомогательные добавки
Вспомогательные добавки
Эффект пассивации
Эффект пассивации
Вспомогательные добавки
Вспомогательные добавки
Промышленные катализаторы крекинга
Промышленные катализаторы крекинга
Химизм процесса
Химизм процесса
Химизм процесса
Химизм процесса
Химизм процесса
Химизм процесса
Стабильность карбкатионов
Стабильность карбкатионов
Схема реакций каталитического крекинга нефтяных фракций
Схема реакций каталитического крекинга нефтяных фракций
Кинетика процесса
Кинетика процесса
Природа кокса при каталитическом крекинге:
Природа кокса при каталитическом крекинге:
Технологические параметры
Технологические параметры
Технологическое оформление
Технологическое оформление
Технологические параметры
Технологические параметры
Типы реакторов
Типы реакторов
Эволюция процесса каталитического крекинга
Эволюция процесса каталитического крекинга

Презентация на тему: «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов». Автор: men. Файл: «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов.ppt». Размер zip-архива: 1554 КБ.

Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов

содержание презентации «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов.ppt»
СлайдТекст
1 Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных

Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных

материалов

Лекция № 10

Каталитический крекинг

2 Каталитический крекинг

Каталитический крекинг

Один из наиболее распространенных крупнотоннажных процессов углубленной переработки нефти

3 Основное целевое назначение

Основное целевое назначение

Производство с максимальным выходом (до 50 % и более) высокооктанового бензина ценных сжиженных газов – сырья для последующих производств алкилата и метил-трет-бутилового эфира; получение легкого газойля, используемого в качестве компонента дизельного топлива; получение тяжелого газойля как сырья для производства технического кокса и электродного кокса

4 Сырье каталитического крекинга

Сырье каталитического крекинга

Вакуумный дистиллят (газойль) широкого фракционного состава (350-500 град. С) Газойлевые фракции термодеструктивных процессов, гидрокрекинга, рафинаты процессов деасфальтизации мазутов и гудронов, полупродукты масляного производства Современная тенденция: утяжеление сырья

5 Сырье каталитического крекинга

Сырье каталитического крекинга

Глубоковакуумные газойли с температурой конца кипения 540-620 град. С Остаточное сырье: мазуты, гудроны, их смеси с дистиллятным сырьем без или после предварительного облагораживания гидроочисткой, деасфальтизацией или деметаллизацией

6 Требования к сырью

Требования к сырью

Фракционный состав: Отсутствие бензино-лигроиновых фракций (нерационально загружают реакционный аппарат, отрицательно влияют на ОЧ) Ограниченное (до 10%) содержание фракций, выкипающих до 350 град. С Ограниченная температура к.к. (500-620 град. С), ввиду концентрации в них коксогенных компонетов, металлов, гетероорганических соединений

7 Требования к сырью

Требования к сырью

Групповой химический состав значительно влияет на выход и качество продуктов крекинга

Выход продуктов крекинга, % об.

Выход продуктов крекинга, % об.

Сырье

Сырье

Сырье

Сухой газ (С1-С2+Н2), % об.

2,6

3,2

3,4

Сжиженный газ С3-С4

34,5

27,5

24,3

Бензин С3-221 град. С

73

70

54,2

Легкий газойль

5

10

20

Тяжелый газойль

2

5

10

Кокс, % мас.

4,8

5,4

6,3

Парафиновое

Нафтеновое

Ароматическое

8 Требования к сырью

Требования к сырью

Наилучшим сырьем для каталитического крекинга по выходу целевых продуктов является сырье с преобладанием парафиновых и нафтеновых углеводородов Полициклические ароматические углеводороды, смолы, асфальтены, азотистые соединения сырья – компоненты, обратимо дезактивирующие катализаторы крекинга Содержание металлов в сырье - не более 2г/т

Коксуемость сырья не более 0,3-0,5 %

9 Определение коксуемости по Конрадсону

Определение коксуемости по Конрадсону

Взвешенное количество образца помещают в тигель и выдерживают при высокой температуре в течение установленного периода времени. Затем тигель с коксовым остатком охлаждают в эксикаторе и взвешивают. За результат принимают оставшийся остаток в процентах. Остаток рассчитывают в процентах от первоначального количества образца. В комплект входят: фарфоровый тигель, тигель Скидмора с монелевым покрытием, монелевый тигель с крышкой, монелевый колпак с перемычкой, устройство извлечения тигля.

Где m1 – масса пустого тигля с двумя стеклянными шариками, г m2 –масса тигля с образцом, г m3 – масса тигля с двумя стеклянными шариками и остатком, г

10 Облагораживание сырья каталитического крекинга

Облагораживание сырья каталитического крекинга

Каталитическая гидроочистка вакуумных газойлей Достоинства комбинированной переработки с предварительной гидроочисткой сырья: Существенное снижение содержания сернистых, азотистых соединений во всех жидких продуктах Полициклические арены и смолы подвергаются частичному гидрокрекингу, снижается коксообразование Существенно снижается содержание металлов, что снижает расход катализаторов Увеличивается выход целевых (более высокого качества) продуктов и снижается выход газойлей и кокса

11 Катализаторы крекинга

Катализаторы крекинга

Матрица (носитель) Активный компонент (цеолит) Вспомогательные активные и неактивные добавки

12 Матрица катализаторов крекинга

Матрица катализаторов крекинга

Выполняет функции носителя – поверхности, на которой диспергируют основной активный компонент – цеолит и вспомогательные добавки, а также функцию слабого кислотного катализатора первичного крекирования (синтетический аморфный алюмосиликат) Общая формула Na2O(Al2O3·xSiO2)

13 Активный компонент - цеолит

Активный компонент - цеолит

Цеолиты – алюмосиликаты с трехмерной кристаллической структурой следующей общей формулы:

Me2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O

Тип цеолита

x

Цеолит А

1,8-2,0

Цеолит X

2,3-3,0

Цеолит Y

3,0-6,0

Эрионит (цеолит Т)

6,0-7,0

Морденит

8,3-10,7

Цеолит L

10,0-35,0

14 Зарубежная классификация цеолитов

Зарубежная классификация цеолитов

NaA – 4A CaA – 5A NaX – 13X CaX - 10X

Цифра, соответствующая максимальному диаметру молекул (в ангстремах), адсорбируемых данным цеолитом

15 Вспомогательные добавки

Вспомогательные добавки

Промоторы, интенсифицирующие регенерацию закоксованного катализатора (Pt) Промоторы для улучшения качества целевых продуктов, повышающие ОЧ бензинов на 1-2 пункта (ZSM-5) Промоторы для снижения дезактивирующего действия примесей сырья (пассиваторы металлов – металлокомплексы сурьмы, висмута, фосфора, олова)

16 Эффект пассивации

Эффект пассивации

Перевод металлов, осадившихся на катализаторе, в неактивное (пассивное) состояние в результате образования шпинельного соединения Пассивирующий агент вводят в сырье в виде водо- и маслорастворимой добавки

Снижается выход кокса и водорода, увеличивается выход бензина

17 Вспомогательные добавки

Вспомогательные добавки

Добавки для повышения механической прочности ЦСК (тонкодисперсный оксид алюминия, ?-форма) Добавки для снижения потерь катализатора и уменьшения коррозии аппаратуры (смазывающие порошки из смеси оксида магния, карбоната, фосфата кальция)

18 Промышленные катализаторы крекинга

Промышленные катализаторы крекинга

26%

43 %

27%

19 Химизм процесса

Химизм процесса

Парафиновые углеводороды гетеролитический разрыв связи молекулы Реакции присоединения к углеводороду электродефицитных кислотных групп катализатора:

Сnh2n+2 + l(r+)?[cnh2n+1]+ + LH(RH)

20 Химизм процесса

Химизм процесса

Сnh2n + l(r+)?[cnh2n-1]+ + LH(RH)

Карбкатион олефиновый

Олефиновые Нафтеновые углеводороды при взаимодействии с протоном (Н+), кислотами Льюиса (L), карбкатионами (R+) подвергаются разрыву связи С–С или С–Н с образованием соответственно карбониевых или олефиновых ионов.

21 Химизм процесса

Химизм процесса

Ароматические углеводороды присоединяют протон к ароматическому ядру. Длинные боковые углеводородные цепи могут образовывать карбкатионы аналогично алифатическим углеводородам.

22 Стабильность карбкатионов

Стабильность карбкатионов

23 Схема реакций каталитического крекинга нефтяных фракций

Схема реакций каталитического крекинга нефтяных фракций

24 Кинетика процесса

Кинетика процесса

Кинетика превращения индивидуальных углеводородов описывается уравнением 1-го порядка, например на цеолитсодержащем катализаторе:

25 Природа кокса при каталитическом крекинге:

Природа кокса при каталитическом крекинге:

«каталитический» кокс, образующийся на кислотных катализаторах (циклизация олефинов, конденсация ароматических, Н-перенос); «дегидрогенизационный» кокс образуется в результате реакций дегидрирования на металлах, осевших на поверхности катализатора из сырья; «хемосорбционный» кокс получается в результате необратимой хемосорбции высококипящих полициклических аренов и смолистоасфальтеновых компонентов сырья (коксуемость сырья); «десорбируемый» кокс остается в порах катализатора в результате неполной десорбции в отпарных зонах реакционных аппаратов.

26 Технологические параметры

Технологические параметры

Нерегулируемые: качество сырья, качество катализатора, тип, конструкция реактора Регулируемые (оперативные): температура, время контакта, кратность циркуляции катализатора, коэффициент рециркуляции остатка крекинга

27 Технологическое оформление

Технологическое оформление

С неподвижным слоем таблетированного катализатора и реакторами периодического действия; с плотным слоем циркулирующего шарикового катализатора и реактором-регенератором непрерывного действия; с псевдоожиженным слоем циркулирующего микросферического катализатора, реактором и регенератором непрерывного действия (лифт-реакторы).

28 Технологические параметры

Технологические параметры

Показатель

Реактор с псевдоожиженным слоем

Лифт-реактор

Лифт-реактор (Микроцеокар-5)

Лифт-реактор +форсированный слой

Температура, ?С

510

510

510

500

Массовая скорость подачи сырья, ч-1

8,7

130

130

22

Кратность циркуляции катализатора, кг/кг

7/1

8,1/1

6,8/1

7/1

Время контакта, с

59

3,4

4,1

23,4

29 Типы реакторов

Типы реакторов

30 Эволюция процесса каталитического крекинга

Эволюция процесса каталитического крекинга

Показатель

Неподвижный слой катализатора

Движущийся слой катализатора

Псевдоожиженный слой катализатора

Восходящий поток (лифт-реактор)

Катализатор

Аморфные

Аморфные

Аморфные

Цеолитсодержащие

Время реакции, мин

15-20

15-30

18

0,05

Время в регенераторе, мин

40-80

80-90

60-70

30-40

Мощность установки, тыс. т/год

50-100

250-400

1200

2500

Выход бензина, %

20-25

30-37

28-30

55-65

«Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/teoreticheskie-osnovy-khimicheskoj-tekhnologii-topliva-i-uglerodnykh-materialov-266604.html
cсылка на страницу

Химическая промышленность

17 презентаций о химической промышленности
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Химическая промышленность > Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов