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反应温度对加氢裂化反应有何影响？

题目

反应温度对加氢裂化反应有何影响？

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相似问题和答案

第1题：

压力对加氢裂化有何影响？


正确答案: 反应压力是加氢裂化工艺过程中的重要参数。反应压力越高对加氢裂化工艺过程化学反应越有利。当装置建成后，操作人员对于总压力的改变是无能为力的，不过，在加氢过程中，起主要意义的不是总压力，而是氢分压。提高反应压力，在循环氢浓度不变情况下，即提高了氢分压。由于加氢裂化反应总体上是体积缩小的反应，提高压力对加氢热力学平衡有利。对受平衡限制的芳烃加氢反应，压力的影响尤为明显。对于加氢脱硫和烯烃的加氢饱和反应，在压力不太高时就可以达到较高的转化深度。而对于馏分油的加氢脱氮，由于比加氢脱硫困难，因此需要提高压力。其中氢分压的增加对加氢脱氮速率常数的影响大于加氢脱硫速率常数，主要原因是加氢脱氮反应需要先进行氮杂环的加氢饱和所致，而提高压力可显著地提高芳烃的加氢饱和反应速度。对于气－液相加氢裂化反应来说，反应压力高，氢分压也高，使加氢裂化反应速度提高。虽然压力升高将使油的汽化率下降，油膜厚度增加，从而增加了氢向催化剂表面扩散的阻力。但是压力提高使氢通过液膜向催化剂表面扩散的推动力增加，扩散速度提高，总的转化率提高。一般来说，原料越重，所需反应压力越高。此外，提高压力还有利于减少缩合和叠合反应的发生，并使碳平衡向有利于减少积炭方向进行，有助于抑制焦炭生成而减缓催化剂失活，延长装置运转周期。
从理论上讲，反应氢分压是影响产品质量的最重要因素，无论使用哪种工艺过程，重质原料在轻质化过程中都要进行脱硫、脱氮、烯烃和芳烃饱和等加氢反应，从而大大改变产品质量。研究院曾对大港VGO进行了实验研究，采用沸石分子筛的裂解催化剂，工艺过程为有精制段的串联流程，一次通过操作。在转化深度接近的条件下，无论是重石脑油、喷气燃料组分还是柴油，产品的主要性质，特别是芳烃含量与反应压力关系很大。在14.7MPa的高压下，无论是石脑油、煤油组分，芳烃含量都很低，煤油烟点相当高，随着压力降低，油品中与芳香性有关的指标都变差。
研究院专门考察了压力对转化深度的影响，例如选用了鲁宁管输油VGO进行试验，原料含硫在0.34%，氮含量在740ppm，裂化段进料氮含量控制在15ppm左右。在其他反应参数相对固定的情况下，将单程通过的转化率控制在73%的相同深度，比较压力与温度的变化。在9.8MPa氢分压下的反应温度为360℃，而氢分压在6.37MPa要达到相同的转化率，则反应温度要提到375℃，相差约12℃。说明压力对转化深度有正的影响。
无论是单段、单段串联或两段工艺流程，无论是全循环深度转化或高转化率的一次通过以及缓和加氢裂化，在同一转化率下比较，反应压力对产品分布均没有影响。原因是加氢裂化工艺过程的裂解功能，主要由无定形硅-铝或沸石分子筛的固体酸所提供，它遵循正碳离子反应和β-键断裂的反应机理，而这一催化反应过程基本上与氢分压无关。
提高氢分压的办法是尽可能生产和补充高纯度的氢气，必要时，应多补充些新鲜氢气，同时排放些低纯度循环氢气。
氢分压的降低，不一定都是由于补充的新鲜氢气纯度低导致的，有时在操作中由于反应器上部催化剂床层被机械杂质或金属有机化合物还原成的金属堵塞，产生较大的压力降，从而使整个反应器的压力下降，也会相应降低氢分压。另一种原因是催化剂装填不好，或反应器温度失控，催化剂局部过热损坏了催化剂，产生反应器床层通路不畅。为避免床层压力降过大，被迫降低循环氢量操作。
总之，不管是为了保护裂化催化剂活性，加强原料油脱氮，或是为了避免裂化反应产物缩合生焦，提高氢分压，是可以起到抑制催化剂失活作用的。氢分压可以用反应器入口或出口为准来计算。

第2题：

反应温度对延迟焦化反应有何影响？


正确答案: 反应温度对焦化反应的影响主要是指焦化加热炉出口温度或焦炭塔内反应温度对产品收率、质量的影响。当操作压力和循环比固定后，提高焦炭塔内反应温度将使气体和汽、柴油收率增加，蜡油收率降低，焦炭产率下降，并使焦炭中挥发分下降、焦炭质量提高。但是，焦炭塔内反应温度过高，容易造成泡沫夹带并促进弹丸焦的生成，使焦炭硬度增大，造成除焦困难。温度过高还会使加热炉炉管和转油线的结焦倾向增大，影响操作周期。如果焦炭塔内反应温度过低，则焦化反应不完全将生成软焦或沥青。焦化装置操作温度的可调节范围很窄，我国的延迟焦化装置加热炉出口温度一般控制在490～513℃范围之内。

第3题：

操作温度对重整反应有何影响?


参考答案：在催化重整过程中，几乎所有的主要反应都是吸热反应，从热力学平衡观点上考虑，提高反应温度，有利于提高产率。但是反应温度提高后，加氢裂化反应加快，催化剂上的积炭速率就要增加，引起催化剂加速失活，液体产品收率要下降。特别是当反应温度超过适宜温度后，不希望发生的副反应加剧，所以操作温度不能过高。

第4题：

加氢裂化的反应机理是什么？对产品有何影响？


正确答案:原料油中类烃分子的加氢裂化反应，与FCC过程类同，其反应历程都遵循羰离子（正碳离子）反应机理和正碳离子β位处断链的原则。所不同的是，加氢裂化过程自始至终伴有加氢反应。烃类裂化反应正碳离子机理：按β位断裂法则，生成的伯碳离子不稳定，发生氢转移反应而生成相对稳定的仲碳或叔碳离子或异构成叔碳离子，大的叔碳离子进一步在β位断裂生成一个异构烯烃和一个小的正碳离子，烯烃加氢后变成异构烷烃，小的正碳离子将氢离子还给催化剂后生成烯烃分子，烯烃分子加氢后生成烷烃分子。正碳离子的这种特征，是加氢裂化产品富含异构烷烃的内因。烷烃的加氢裂化在其正碳离子的β位处断链，很少生成C3以下的低分子烃，加氢裂化的液体产品收率高；非烃化合物基本上完全转化，烯烃也基本加氢饱和，加氢裂化反应压力很高，芳烃加氢的转化率非常高，加氢裂化的产品质量好。多环芳烃加氢裂化以逐环加氢/开环的方式进行，生成小分子的烷烃及环烷-芳烃；两环以上的环烷烃，发生开环裂解、异构，最终生成单环环烷烃及较小分子的烷烃；单环芳烃、环烷烃比较稳定，不易加氢饱和、开环，主要是断侧链或侧链异构，并富集在石脑油中。环烷烃和链烷烃比较难以裂化，因此裂化装置的循环油中含有较多的环烷烃和大量链烷烃成分。

第5题：

反应温度对脱氢反应有何影响？


正确答案: 乙苯脱氢生成苯乙烯的反应为吸热反应，故乙苯的平衡转化率随着反应温度的升高而增加。另外，当反应温度提高后，虽然乙苯转化率将提高，但副反应（指吸热的副反应）也将加剧，故生成苯乙烯的选择性将降低，因而反应温度不宜过高。从降低能耗和延长催化剂寿命出发，也希望在保证苯乙烯单程收率的前提下，尽量采用较低的反应温度。工业上乙苯绝热脱氢反应的进口温度一般为615～645℃。

第6题：

加氢反应的反应温度对反应有哪些影响？


正确答案: 钴钼加氢催化剂进行加氢脱硫时，操作温度通常在350到400度之间，当温度低于320度时，加氢效果明显下降，温度高于420度时催化剂表面聚合和结碳现象增加，所以对加氢温度有严格要求。因此在实际操作中，催化剂使用初期一般不控温太高，防止初期结碳。床层温度控制在420以下。

第7题：

反应压力对脱氢反应有何影响？


正确答案: 对于给定的反应温度和水比，乙苯的转化率随着反应压力的降低而显著增加。在相同的乙苯液体空速和水比下，随着反应压力降低，可相应降低反应温度，而苯乙烯的单程收率维持不变。此时，脱氢产物（即所谓“脱氢液”）中的副产物苯、甲苯等也明显减少，苯乙烯选择性获得提高。
此外，苯乙烯是容易聚合的物质。反应压力高，将有利于苯乙烯自聚，生成对装置正常运转十分不利的聚苯乙烯（它会造成管道、设备的堵塞）；降低反应系统压力，则在一定程度上可抑制苯乙烯聚合。鉴于上述二个原因，负压操作明显有利于提高苯乙烯的单程收率，故当今苯乙烯工业生产普遍采用负压脱氢工艺。而脱氢反应器趋于采用径向反应器，则是由于这种类反应器的催化剂床层薄，阻力小，有利于在反应区域形成负压操作条件。工业上负压脱氢反应的操作压力通常为60～40KPaA。

第8题：

温度对氨的合成反应有何影响？


正确答案: 氨的合成反应是一个可逆放热反应。当反应温度升高，反应平衡向着氨的分解方向移动；降低温度，反应平衡向氨的生成方向移动。因此，从平衡观点来看，要使氨的平衡产率高，应该采取较低的反应温度。
但从化学反应速度的观点来看，提高温度总能使反应速度加快，这是因为温度升高使分子运动加速，分子间碰撞的次数增加，同时又使化合时分子克服阻力的能力增大，从而增加了分子有效结合的机会。
总之，温度低时，反应有利于反应平衡向氨合成的方向进行，但是氨合成的反应速度较低；提高温度不利于反应平衡向合成氨方向的移动，但反应速度可以增加。在实际生产中反应温度的选择主要决定于氨合成催化剂的性能。

第9题：

加氢裂化的反应类型与加氢精制的反应有何异同点？


正确答案: 加氢精制目的是脱硫、脱氮、脱氧以及脱金属等；加氢裂化的目的在于将大分子裂化为小分子以提高轻质油收率，同时还除去一些杂质。其特点是轻质油收率高，产品饱和度高，杂质含量少。

第10题：

反应压力、温度以及空速和氢油比对加氢精制的反应有何影响？


正确答案: 对于加氢处理反应而言，由于主要反应为放热反应，因此提高温度，反应平衡常数减小，这对受平衡制约的反应过程尤为不利。加氢处理的其它反应平衡常数都比较大，因此反应主要受反应速度制约，提高温度有利于加快反应速度。
提高氢分压有利于加氢过程反应的进行，加快反应速度。但压力提高增加装置的设备投资费用和运行费用，同时对催化剂的机械强度要求也提高。
空速的大小反映了反应器的处理能力和反应时间。空速越大，装置的处理能力越大，但原料与催化剂的接触时间则越短，相应的反应时间也就越短。因此，空速的大小最终影响原料的转化率和反应的深度。
氢油比的变化其实质是影响反应过程的氢分压。增加氢油比，有利于加氢反应进行；提高催化剂寿命；但过高的氢油比将增加装置的操作费用及设备投资。

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