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摘要:随着经济的快速发展,汽油的消耗量大幅度增加,为了提高汽油的产量,降低汽油供应的巨大压力,优化加工流程对提高汽油产量具有十分重要的意义。本文主要从催化裂化增产汽油的潜力入手,从四个方面对影响催化裂化汽油产率的因素进行分析,即原料油的性质、催化剂性质、反应温度以及原料油的预热温度。
关键词:催化裂化 汽油 分析
中图分类号:U473.1+1文献标识码: A
随着我国经济的迅速发展,汽车数量的日益增加,汽油的消耗量也承受着前所未有的压力。企业为了增加汽油的产量,一般采用催化裂化技术,一些企业还采用短流程的加工方法,直接把催化裂化汽油当做商品油有进行出厂,取得了特别好的经济效益。这种短流程的加工方法,以催化装置为核心,也成为了炼油企业的重要加工流程。经济的发展使人们的综合素质大幅度提高,人们开始注重自身的生活环境,环保意识增强。人们对于汽车尾气的排放问题、汽油中硫的含量问题日益关注,这也使汽油质量新标准顺利得到实施,新汽油标准不仅对于汽油中硫含量进行了严格的控制,而且对车用汽油中苯含量和芳烃以及烯烃也提出了更合适的量化质量指标,这就降低了汽油池中催化裂化汽油的比例。在巨大的市场需求的条件下,我国对催化裂化技术进行了探索和研究,对于改变产品结构来提高汽油产率,降低汽油供应的巨大压力具有十分重要的意义。
一、催化裂化增产汽油的潜力
中国的催化裂化装置与国外相比具有很大的差距,根据调查数据,可以看出中国催化裂化增产汽油还具有十分大的发展空间。2008年的调查数据显示,中国50套催化裂化装置平均产率只有39%,而欧美国家和亚洲的一些发达国家的催化裂化汽油产率的平均水平已经超过了45%,而中国超过45%的仅仅只有几套。数据显示中国最高的催化裂化产率为48%,而欧美国家为57%,欧美国家的催化裂化汽油产率远高于中国。因此,可以看出,中国的催化裂化装置相对于欧美其他国家来说,相对落后,国家要重视催化裂化技术的研究开发,提高汽油产率,缩小与欧美国家的差距,发挥巨大的发展空间。
二、影响催化裂化汽油产率的因素
1.原料油性质
原料油的性质与催化裂化产品结构联系特别紧密,在催化裂化产品结构中居于基础性地位。一般来说,原料油的密度越大,裂化性就越差,那么汽油的产率也会越低。汽油产率跟原料油密度成反比,原料油的浓度越大,汽油产率越低;反之,原料油的浓度越小,汽油产率越高。随着原料油的不断开采,原料油的类属也发生了改变,逐渐由石蜡基过渡到中间基,再由中间基过渡到环烷基,这也使得原料油的密度越来越大,裂化难度也随着增大,而汽油的产率却降低了。汽油辛烷值和原料油的裂化性能却恰恰相反,汽油的辛烷值与原料油成正比,原油的浓度越高,汽油的辛烷值就随之增加;相反原料油的浓度越低,汽油的辛烷值也会降低。对于同类材料来说,如果转化深度增加,那么辛烷值就高,辛烷值和汽车收率就会向着不同的方向发展。从很多研究证明,不同的转化深度,不同的原料油性质,这些都引起了汽车产率的不同变化,因此,原料油的性质在提高汽油产率的过程中居于基础性地位。
2.催化剂性质
催化剂在进行催化裂化过程中,影响着反应物的分布,也影响着反应物的性质,是催化裂化工艺技术的核心。现在的大多催化裂化装置都是运用复合型的催化剂,但是不同类型的催化剂影响着产品的性质和产品的结构,Y型分子筛对于大分子具有较好的裂化作用,在催化裂化增产汽油的过程中要多用Y型分子筛。催化剂活性的高低影响着催化剂的活性,要选用合适的催化剂活性,这样才有助于催化裂化反应。如果催化剂的活性过高,那么就会使汽车的馏分过度裂化,造成汽油的产率是先呈增加的趋势然后再降低,在这个过程中,焦炭和干气的产率就增加了。如果催化剂的活性过低,催化能力不足,这也会造成重油馏分和柴油产率的增高。因此,要控制好催化剂活性,对于不同的催化裂化原料以及不同的装置结构可以采取不同的催化剂活性,但一般都应控制在64%-71%。催化剂上的定碳量对于催化剂活性的具有很大的影响,也影响着催化反应的选择性。定碳量在较低的变化范围内,对于催化剂的活性非常敏感。通常在待生催化剂再生过程中沉积在载体上的积碳相对比较容易燃烧,而沉积于分子筛孔中的积碳则难以烧掉,使得分子筛的活性中心被残存积碳覆盖,导致催化反应的选择性受到较大影响,通常高定碳量时的活性主要来自于催化剂载体,与低定碳量时的汽油选择性有较大的差异,低活性将带来更多的热核反应[1]。
3.反应温度
反应温度对于催化裂化过程来说,也是十分的重要,影响着产物分布,也影响着反应的速度,它直接控制着催化裂化的效果。一般来说,高温对于汽油的高产率以及高汽油辛烷值具有十分重要的作用,但是过高的温度反而会引起过度的裂变,使汽油的产率下降,因此,要控制好催化裂变的温度。在催化裂化反应过程中,催化裂化反应和热裂化反应是并存的,通常催化裂化反应的活化能为42~125KJ/mol,而热裂化反应的活性能为201~293KJ/mol[2]。从热裂化反应的活化能性能和催化裂化反应性能可以看出,热裂化的反应性能比催化裂化反应性高出很多倍,如果提高反应的温度,那么热裂化反应的速度也会快速增加。因此,在催化裂化反应的过程中,为了更好的促进其实现,催化剂活性与反应温度要合理的匹配,提高催化裂化能力,达到增加汽油产率的目的。
4.原料油的预热温度
原料油的预热温度在催化裂化装置中,属于一个独立的操作参数,对于原料油的预热温度的确定,要充分考虑到原料油的品质,这包括催化裂化反应再生热平衡和原料油黏度这两个部分,要注重原料油的雾化效果,它是原料油进行气化,以及原料油在气化之后进行催化裂化反应的一个重要基础。雾化效果影响着气化的程度,如果雾化的效果好,这样才能进行充分的气化,才能更好的确保催化反应的进行。对原料油的预热温度进行提高,可以改善雾化效果,对于剂油可接近性的增强和活性组元利用率的提高都有十分重要的的作用,因此,对于原料油的预热温度要控制在一个很好的范围,选择适宜的原料油预热温度,使催化和裂化得到最佳的效果,增加汽油产率,增加汽油的产量。
三、结语
总之,催化裂化技术对于增加汽油产率,满足市场的需求,有着十分重要的意义。随着社会的发展,人们环保意识的增加,催化裂化的脱氮、脱硫等技术给催化裂化技术提出了新的发展课题。因此,对于催化裂化技术也要加强研究力度,不断创新,使催化裂化技术在清洁汽油市场上發挥出自己更大的作用。
参考文献
[1]毛安国.催化裂化增产汽油的分析与探讨[J].石油炼制与化工,2010(3).
[2]林世雄.石油炼制工程[M].北京:石油工业出版社,2000:339.
关键词:催化裂化 汽油 分析
中图分类号:U473.1+1文献标识码: A
随着我国经济的迅速发展,汽车数量的日益增加,汽油的消耗量也承受着前所未有的压力。企业为了增加汽油的产量,一般采用催化裂化技术,一些企业还采用短流程的加工方法,直接把催化裂化汽油当做商品油有进行出厂,取得了特别好的经济效益。这种短流程的加工方法,以催化装置为核心,也成为了炼油企业的重要加工流程。经济的发展使人们的综合素质大幅度提高,人们开始注重自身的生活环境,环保意识增强。人们对于汽车尾气的排放问题、汽油中硫的含量问题日益关注,这也使汽油质量新标准顺利得到实施,新汽油标准不仅对于汽油中硫含量进行了严格的控制,而且对车用汽油中苯含量和芳烃以及烯烃也提出了更合适的量化质量指标,这就降低了汽油池中催化裂化汽油的比例。在巨大的市场需求的条件下,我国对催化裂化技术进行了探索和研究,对于改变产品结构来提高汽油产率,降低汽油供应的巨大压力具有十分重要的意义。
一、催化裂化增产汽油的潜力
中国的催化裂化装置与国外相比具有很大的差距,根据调查数据,可以看出中国催化裂化增产汽油还具有十分大的发展空间。2008年的调查数据显示,中国50套催化裂化装置平均产率只有39%,而欧美国家和亚洲的一些发达国家的催化裂化汽油产率的平均水平已经超过了45%,而中国超过45%的仅仅只有几套。数据显示中国最高的催化裂化产率为48%,而欧美国家为57%,欧美国家的催化裂化汽油产率远高于中国。因此,可以看出,中国的催化裂化装置相对于欧美其他国家来说,相对落后,国家要重视催化裂化技术的研究开发,提高汽油产率,缩小与欧美国家的差距,发挥巨大的发展空间。
二、影响催化裂化汽油产率的因素
1.原料油性质
原料油的性质与催化裂化产品结构联系特别紧密,在催化裂化产品结构中居于基础性地位。一般来说,原料油的密度越大,裂化性就越差,那么汽油的产率也会越低。汽油产率跟原料油密度成反比,原料油的浓度越大,汽油产率越低;反之,原料油的浓度越小,汽油产率越高。随着原料油的不断开采,原料油的类属也发生了改变,逐渐由石蜡基过渡到中间基,再由中间基过渡到环烷基,这也使得原料油的密度越来越大,裂化难度也随着增大,而汽油的产率却降低了。汽油辛烷值和原料油的裂化性能却恰恰相反,汽油的辛烷值与原料油成正比,原油的浓度越高,汽油的辛烷值就随之增加;相反原料油的浓度越低,汽油的辛烷值也会降低。对于同类材料来说,如果转化深度增加,那么辛烷值就高,辛烷值和汽车收率就会向着不同的方向发展。从很多研究证明,不同的转化深度,不同的原料油性质,这些都引起了汽车产率的不同变化,因此,原料油的性质在提高汽油产率的过程中居于基础性地位。
2.催化剂性质
催化剂在进行催化裂化过程中,影响着反应物的分布,也影响着反应物的性质,是催化裂化工艺技术的核心。现在的大多催化裂化装置都是运用复合型的催化剂,但是不同类型的催化剂影响着产品的性质和产品的结构,Y型分子筛对于大分子具有较好的裂化作用,在催化裂化增产汽油的过程中要多用Y型分子筛。催化剂活性的高低影响着催化剂的活性,要选用合适的催化剂活性,这样才有助于催化裂化反应。如果催化剂的活性过高,那么就会使汽车的馏分过度裂化,造成汽油的产率是先呈增加的趋势然后再降低,在这个过程中,焦炭和干气的产率就增加了。如果催化剂的活性过低,催化能力不足,这也会造成重油馏分和柴油产率的增高。因此,要控制好催化剂活性,对于不同的催化裂化原料以及不同的装置结构可以采取不同的催化剂活性,但一般都应控制在64%-71%。催化剂上的定碳量对于催化剂活性的具有很大的影响,也影响着催化反应的选择性。定碳量在较低的变化范围内,对于催化剂的活性非常敏感。通常在待生催化剂再生过程中沉积在载体上的积碳相对比较容易燃烧,而沉积于分子筛孔中的积碳则难以烧掉,使得分子筛的活性中心被残存积碳覆盖,导致催化反应的选择性受到较大影响,通常高定碳量时的活性主要来自于催化剂载体,与低定碳量时的汽油选择性有较大的差异,低活性将带来更多的热核反应[1]。
3.反应温度
反应温度对于催化裂化过程来说,也是十分的重要,影响着产物分布,也影响着反应的速度,它直接控制着催化裂化的效果。一般来说,高温对于汽油的高产率以及高汽油辛烷值具有十分重要的作用,但是过高的温度反而会引起过度的裂变,使汽油的产率下降,因此,要控制好催化裂变的温度。在催化裂化反应过程中,催化裂化反应和热裂化反应是并存的,通常催化裂化反应的活化能为42~125KJ/mol,而热裂化反应的活性能为201~293KJ/mol[2]。从热裂化反应的活化能性能和催化裂化反应性能可以看出,热裂化的反应性能比催化裂化反应性高出很多倍,如果提高反应的温度,那么热裂化反应的速度也会快速增加。因此,在催化裂化反应的过程中,为了更好的促进其实现,催化剂活性与反应温度要合理的匹配,提高催化裂化能力,达到增加汽油产率的目的。
4.原料油的预热温度
原料油的预热温度在催化裂化装置中,属于一个独立的操作参数,对于原料油的预热温度的确定,要充分考虑到原料油的品质,这包括催化裂化反应再生热平衡和原料油黏度这两个部分,要注重原料油的雾化效果,它是原料油进行气化,以及原料油在气化之后进行催化裂化反应的一个重要基础。雾化效果影响着气化的程度,如果雾化的效果好,这样才能进行充分的气化,才能更好的确保催化反应的进行。对原料油的预热温度进行提高,可以改善雾化效果,对于剂油可接近性的增强和活性组元利用率的提高都有十分重要的的作用,因此,对于原料油的预热温度要控制在一个很好的范围,选择适宜的原料油预热温度,使催化和裂化得到最佳的效果,增加汽油产率,增加汽油的产量。
三、结语
总之,催化裂化技术对于增加汽油产率,满足市场的需求,有着十分重要的意义。随着社会的发展,人们环保意识的增加,催化裂化的脱氮、脱硫等技术给催化裂化技术提出了新的发展课题。因此,对于催化裂化技术也要加强研究力度,不断创新,使催化裂化技术在清洁汽油市场上發挥出自己更大的作用。
参考文献
[1]毛安国.催化裂化增产汽油的分析与探讨[J].石油炼制与化工,2010(3).
[2]林世雄.石油炼制工程[M].北京:石油工业出版社,2000:339.