裂化和裂解 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
裂化与裂解 裂化和裂解都是由一种大分子的烃在高温没有氧存在下变成小分子烃的复杂分解反应的过程.从反应本质来看,无论是裂化还是裂解都涉及到C--C键和C--H键的断裂.所以说裂化和裂解并没有严格的区别,因此常有人把裂化和裂解名词混用.但在石油工业中,为了不同的生产目的,控制不同的反应条件,通常把石油高温分解又分为裂解和裂化. (1)裂化 裂化的目的是将不能用作轻质燃料的常减压馏分油加工成汽油、柴油等轻质燃料和副产品气体等，从而提高汽油的质量和产量。目前普遍采用的裂化工艺大体上概括为热裂化和催化裂化两种。 热裂化：没有催化剂存在时，在一定温度和压力下进行的裂化过程，由于压力不同，又分为高压裂化和低压裂化。 催化裂化：是在有催化剂（硅酸铝）和较低压力、温度下进行的，目的是促进异构化、环烷化和芳构化。 裂化反应主要断C--C键。 （2）裂解 裂解即是在无氧时，在较高温度下，高级烷烃分解的过程。裂解的目的主要为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等。 裂解反应主要是C--C链的断链反应和C--H键的脱氢反应。由于C--H键的键能（99千卡/摩尔），若使其断裂需要大量的热能，因此裂解反应需要在较高温度下进行。
从一定程度上，催化裂解是从催化裂化的基础上发展起来的，但是二者又有着明显的区别，如下： ①目的不同。催化裂化以生产汽油、煤油和柴油等轻质油品为目的，而催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料。 ②原料不同。催化裂化的原料一般是减压馏分油、焦化蜡油、常压渣油、以及减压馏分油掺减压渣油；而催化裂解的原料范围比较宽，可以是催化裂化的原料，还可以是石脑油、柴油以及C4、C5轻烃等。 ③催化剂不同。催化裂化的催化剂一般是沸石分子筛催化剂和硅酸铝催化剂，而催化裂解的催化剂一般是沸石分子筛催化剂和金属氧化物催化剂。 ④操作条件不同。与催化裂化相比，催化裂解的反应温度较高、剂油比较大、蒸汽用量较多、油气停留时间较短、二次反应较为严重。⑤反应机理不同。催化裂化的反应机理一般认为是碳正离子机理，而催化裂解的反应机理即包括碳正离子机理，又涉及自由基机理。
2016年全国高考统一化学试卷（新课标Ⅲ） 一、选择题. 1．（3分）化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（） A．A B．B C．C D．D 2．（3分）下列说法错误的是（） A．乙烷光照下能与浓盐酸发生取代反应 B．乙烯可以用作生产食品包装材料的原料 C．乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷 D．乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体 3．（3分）下列有关实验的操作正确的是（） A．A B．B C．C D．D 4．（3分）已知异丙苯的结构简式如图，下列说法错误的是（）
A．异丙苯的分子式为C9H12 B．异丙苯的沸点比苯高 C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面 D．异丙苯和苯为同系物 5．（3分）锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣．下列说法正确的是（）A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣ D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况） 6．（3分）四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性．下列说法正确的是（） A．简单离子半径：W＜X＜Z B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C．气态氢化物的热稳定性：W＜Y D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y＞Z 7．（3分）下列有关电解质溶液的说法正确的是（） A．向0.1mol?L﹣1 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中减小B．将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃，溶液中增大C．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中＞1 D．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变 二、解答题.
毕业设计 题目重油催化裂化反应-再生系统工艺设计系（部）化学工程系 专业石油化工生产技术 指导教师 学生 时间2013/5/19 目录
前言 第一节设计原则 第二节装置状况 第三节工艺流程概述 3.1反应部分工艺流程 3.2再生部分工艺流程 第四节设计基础数据 4.1原料油物性 4.2催化剂的物化性质 4.3助剂及相关功用 第五节反应再生系统工艺计算 5.1再生器物料平衡计算 5.2再生器热平衡 5.3反应器的热平衡和物料平衡 5.4再生器主要附件 5.5提升管主要附件 5.6两器压力平衡（反应器和再生器） 5.7主要设备计算结果汇总 第六节主要设备选择 第七节反应部分工艺技术方案及特点 第八节再生部分工艺技术方案及特点
第九节能耗分析和节能措施 第十节环境保护及职业安全卫生 10.1污染源及治理措施 10.2安全措施 总结……… 参考文献…….
前言 催化裂化是一项重要的炼油工艺。其技术复杂程度位居各类炼油工艺首位，但因其投资省，效益好，因而在炼油工业中占有举足轻重的地位。催化裂化过程是原料在催化剂存在时，在470~530度和0.1~0.3mpa的条件下，发生裂解等一系列的化学反应，转化为气体，汽油，柴油等轻质产品和焦炭的工艺过程。其原料一般是重质馏分油，如减压馏分油和焦化馏分油等，随着催化裂化技术和催化剂的不断发展，进一步扩大原料来源，部分或全部渣油也可以作为催化裂化的原料。 近年来，我国汽车工业飞速发展，2003年全国生产汽车444万辆，截止2003底.全国汽车保有量达到2420辆。专家预测2020年汽车保有量将超过1亿辆（此外还有1亿辆摩托车）。在调整车型结构提高燃油经济性的前提下，汽油需求量超过7400万吨、柴油需求量将超过1亿吨。我过约80%的商品汽油和30%的商品柴油来自催化裂化，使催化裂化成为我国应输燃料最重要的生产装置。 从以上两个方面可见，催化裂化在实际生产中有很重要的意义，研究其工艺很有价值。在原油价格居高不下，炼化企业的效益日益恶化的背景下，使用劣质原料来获得优质质，是炼厂的必然选择。因此，要不断开发催化裂化新技术、新工艺，以增加产品收率、提高产品质量，这也是炼化企业在21世纪可持续发展的重大战略措施。 第一节设计原则 1 工程设计采用国内开发的先进可靠的工艺技术，成熟可靠的新设备、新材料等，以达到装置技术先 进，经济合理。 2 除少量关键仪表及特殊设备需引进外，其它设备及仪表立足国内。 3 尽量采用“清洁工艺”减少环境污染。严格遵循环保、安全、卫生有关法规，确保装置的安全生产。 4 充分吸收国内生产装置长期实践积累的有利于长周期运转，降低能耗以及简化操作等方面的经验， 确保装置投产后高水平，安、稳、长、满、优生产。 第二节装置概况 1采用集散型控制系统（DCS），提高自动控制水平。 2采用HSE（health, safety, environment）管理体系，以便减少可能引起的人员伤害、财产损失和环境污染。 3 原料油 设计采用的原料油为胜利减压流出油。
一、催化剂的定义与催化作用的特征 1．定义：凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。2．特征:①加快反应速率;②反应前后催化剂不发生化学变化(催化剂的化学组成--不变化物理状态---变化（晶体、颗粒、孔道、分散))③不改变化学平衡④同时催化正、逆反应。⑤对化学反应有定向选择性。 二、催化剂的评价指标 工业催化剂的四个基本指标：选择性、稳定性、活性、成本。 对工业催化剂的性能要求：活性、选择性、生产能力、稳定性、寿命、机械强度、导热性能、形貌和粒度、再生性。 1.活性催化剂使原料转化的速率：a=-(1/w)d(nA)/dt 2.生产能力--时空收率：单位体积（或单位质量）催化剂在单位时间内所生产的目的产物量Y v,t=n p/v.t or Y W,t=n p/w.t 3.选择性：目的产物在总产物中的比例S=Δn A→P/Δn A=(p/a).(n P/Δn A) =r P/Σr i 4.稳定性：指催化剂的活性随时间变化 5.寿命：是指催化剂从运行至不适合继续使用所经历的时间 三、固体催化剂催化剂的组成部分 主催化剂---活性组份：起催化作用的根本性物质，即催化剂的活性组分，如合成氨催化剂中的Fe。其作用是：化学活性，参与中间反应。 共催化剂：和主催化剂同时起作用的组分，如脱氢催化剂Cr2O3-Al2O3中的Al2O3。甲醇氧化的Mo-Fe催化剂。 助催化剂：它本身对某一反应无活性，但加入催化剂后（一般小于催化剂总量10%）能使催化剂的活性或选择性或稳定性增加。加助催化剂的目的：助活性组份或助载体。 载体：提高活性组份分散度，对活性分支多作用，满足工业反应器操作要求，满足传热传质要求。 四、固体催化剂的层次结构 初级粒子：内部具有紧密结构的原始粒子； 次级粒子：初级粒子以较弱的附着力聚集而成-----造成固体催化剂的细孔； 催化剂颗粒：次级粒子聚集而成-----造成固体催化剂的粗孔； 多孔催化剂的效率因子：η=K多孔/K消除内扩散=内表面利用率<1 五、催化剂的孔内扩散模型 物理吸附：分子靠范德华力吸附，类似于凝聚，分子结构变化不大，不发生电子转移与化学键破坏。 努森扩散（微孔扩散）：当气体浓度很低或催化剂孔径很小时，分子与孔壁的碰撞远比分子间的碰撞频繁，扩散阻力主要来自分子与孔壁的碰撞。散系数D K=9700R(T/M)0.5 式中：R是孔半径，cm; T是温度，K；M是吸附质相对分子量。 体相扩散（容积扩散）：固体孔径足够大，扩散阻力与孔道无关，扩散阻力是由于分子间的碰撞，又称分子扩散。体相扩散系数D K=νγθ/（3τ）式中ν、γ 分别是气体分子的平均速率和平均自由程；θ 固体孔隙率；τ 孔道弯曲因子，一般在2~7。 过渡区扩散：介于Knudsen扩散与体相扩散间的过渡区。分子间的碰撞及分之与孔道的碰撞都不可忽略 构型扩散：催化剂孔径尺寸与反应物分子大小接近，处于同一数量级时，分子大小发生微小变化就会引起扩散系数发生很大变化。例如：分子筛择形催化 六、催化过程的分类 均相催化：反应物和催化剂处于同一相
对重油催化裂化分馏塔结盐原因分析及对策 王春海 内容摘要 分析了重油催化裂化装置发生分馏塔结盐现象的原因,并提出了相应的对策。分馏塔结盐是由于催化原料中的有机、无机氯化物和氮化物在提升管反应器中发生反应生成HCl和NH3 ,二者溶于水形成NH4Cl溶液所致。可采取尽可能降低催化原料中的含盐量、对分馏塔进行在线水洗、利用塔顶循环油脱水技术等措施,预防和应对分馏塔结盐现象的发生。 关键词: 重油催化裂化分馏塔结盐氯化铵水洗循环油脱水
目前,催化裂化装置( FCCU)普遍通过掺炼渣油及焦化蜡油进行挖潜增效,但由于渣油中的氯含量和焦化蜡油中的氮含量均较高,势必导致FCCU 分馏塔发生严重的结盐现象。另外,近年来国内市场柴油消费量迅速增长,尽管其生产量增长也很快,但仍不能满足市场的需求。因此许多FCCU 采用降低分馏塔塔顶温度(以下简称顶温)的操作来增产柴油,但顶温低致使分馏塔顶部水蒸气凝结成水,水与氨(NH3)和盐酸(HCl)一起形成氯化铵(NH4Cl)溶液,从而加速分馏塔结盐。随着分馏塔内盐层的加厚,沉积在塔盘上的盐层会影响传质传热效果,致使顶温失控而造成冲塔;沉积在降液管底部的盐层致使降液管底部高度缩短,塔内阻力增加,最终导致淹塔.。可见,如何避免和应对分馏塔结盐现象的发生,是FCCU 急需解决的生产难题。 一、分馏塔结盐原因及现象分析 （一）原因 随着FCCU所用原料的重质化,其中的氯和氮含量增高。在高温临氢催化裂化的反应条件下,有机、无机氯化物和氮化物在提升管反应器中发生反应生成HCl和NH3 ,其反应机理可用下式表示： : 催化裂化反应生成的气体产物将HCl和NH3从提升管反应器中带入分馏塔,在分馏塔内NH3 和HCl与混有少量蒸汽的油气在上升过程中温度逐渐降低,当温度达到此环境下水蒸气的露点时,就会有冷凝水产生,这时NH3和HCl溶于水形成NH4Cl溶液。NH4Cl溶液沸点远高于水的沸点,其随塔内回流液体在下流过程中逐渐提浓,当盐的浓度超过其在此温度下的饱和浓度时,就会结盐析出,沉积在塔盘及降液管底部。 （二）现象 1．由于塔顶部冷凝水的存在,形成塔内水相内回流 ,致使塔顶温度难以控制 ,顶部循环泵易抽空,顶部循环回流携带水。 2．由于沉积在塔盘上的盐层影响传热效果,在中段回流量、顶部循环回流量发生变化时,塔内中部、顶部温度变化缓慢且严重偏离正常值。 3．由于沉积在塔盘上的盐层影响传质效果,导致汽油、轻柴油馏程发生重叠,轻柴油凝
石油炼制的主要过程和工艺简介 石油、天然气是不同烃化合物的混合物， 简单作为燃料是极大的浪费，只有 通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。 石油经过 加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）； 煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、重柴油）；燃 料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭 等）。有的油品经过深加工，又获得质量更高或新的产品。 石油加工，主要是指对原油的加工。世界各国基本上都是通过一次加工、 次加工以生产燃料油品，三次加工主要生产化工产品。原油在炼厂加工前，还需 经过脱盐、脱水的预处理，使之进入蒸馏装置时，其各种盐类的总含盐量低于 5mg/L ,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。 原油一次加工，主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点 范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。各种馏分的分离顺序主要取决于分子 大小和沸点高低。在常压蒸馏过程中，汽油的分子小、沸点低（50?200C ）,首 先馏出，随之是煤油（60?5C ）、柴油（200?0C ）、残余重油。重油经减压蒸 馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品 （蜡油），最后剩下渣油（重油）。 一次加工获得的轻质油品（汽油、煤油、柴油）还需进一步精制、调配，才可做 为合格油品投入市场。我国一次加工原油， 20%左右的蜡油。 原油二次加工，主要用化学方法或化学 转化，以提高某种产品收率，增加产品品种， 艺很多，要根据油品性质和设计要求进行选择。主要有催化裂化、催化重整、焦 化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。如对一次加工获得的重质半成品（蜡油） 进行催化裂化，又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油，30%左右转化为 柴油，20%左右转化为液化气、气态烃和干气。如以轻汽油（石脑油） 为原料， 采用催化重整工艺加工，可生产高辛烷值汽油组分（航空汽油）或化工原料芳烃 （苯、二甲苯等），还可获得副产品氢气。 石油三次加工是对石油一次、二次加工的中间产品（包括轻油、重油、各种 石油气、石蜡等），通过化学过程生产化工产品。如用催化裂化工艺所产干气中 的丙稀生产丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈纶；用丙稀和苯生产丙苯酚丙酮；用 碳四（C4）馏分生产顺酐、顺丁橡胶；用苯、甲苯、二甲苯生产苯酐、聚脂、 只获得25%?40%的直馏轻质油品和 -物理方法，将原油馏分进一步加工 提高产品质量。进行二次加工的工
第X课时烯烃和炔烃 高考目标与要求 1．以烷、烯、炔的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。 2．根据有机化合物组成和结构的特点，认识加成、取代反应。 3．举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。 知识梳理 1．烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式 2．物理性质 (1)随着分子中碳原子数的递增，烃的物理性质呈现规律性的变化。
C n H 2n ＋2＋3n ＋12 O 2――→点燃 n CO 2＋(n ＋1)H 2O (2)甲烷、乙烯、乙炔的结构和物理性质比较 烃类 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH 4 C 2H 4 C 2H 2 结构简式 CH 2==CH 2 CH ≡CH 分子结 构特点 正四面体 结构，键角为 109°28′ ,由极性键形成的非极性分子 平面 结构,键角为 120°,所有原子处于同一平面内，非极性分子 H —C ≡C —H 直线型 结构,键角为 180°,分子中所有的原子均处于同一直线上，非极性分子 物理性质 无色、无味气体，极难 溶于水，密度比空气小 无色、稍有气味的 气体，难溶于水， 密度比空气略小 纯乙炔是无色、无味的气体，密度比空气小，微溶于水 碳的质 量分数 75% 85.7% 92.3% 3.甲烷、烷烃的化学性质 (1)甲烷的化学性质 ①通常状况下,甲烷的性质 稳定 ,与强氧化剂(如KMnO4)、强酸、强碱等均不能发生化学反应。但在一定条件下可以燃烧，可以发生取代反应。 ②取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式： (2)烷烃的化学性质 和甲烷类似，通常较稳定，在空气中能点燃，在光照条件下能与氯气发生取代反应。 ① 稳定性：通常情况下，与 强氧化剂 、 强酸 及 强碱 都不发生反应，也难与其他物质化合。
石油化工重油催化裂化工艺技术 石油化工行业的稳定发展，对于各类化工产品的稳定出产，以及社会经济的稳定发展产生了较大的影响。因此在实际发展中关于石油化工行业发展中的各类工艺技术发展现状，也引起了研究人员的重视。其中石油化工重油催化裂化工艺技术，则为主要的关注点之一。文章针对当前石油化工重油催化裂化工艺技术，进行简要的分析研究。 标签：重油催化裂化；催化剂；生产装置；工艺技术 重油催化裂化在石油化工行业的发展中，占据了较大的比重。良好的重油催化裂化对于液化石油气，汽油，柴油的生产质量提升，发挥了重要的作用。因此在实际发展中如何有效的提升重油的催化裂化质量，并且提升各类生产产品的生产稳定性，成为当前石油化工行业发展中主要面临的问题。笔者针对当前石油化工重油催化裂化工艺技术，进行简要的剖析研究，以盼能为我国石油化工行业发展中重油催化裂化技术的发展提供参考。 1 重油催化裂化工艺技术 重油催化裂化为石油化工行业发展中，重要的工艺技术之一。其工艺技术在实际应用中，通过催化裂化重油生产了高辛烷值汽油馏分，轻质柴油等其他化工行业发展中的气体需求材料。具体在工艺技术应用的过程中，其在工艺操作中对重油加入一定量的催化剂，使得其在高温高压的状态下产生裂化反应，最终生产了相应的产物。该类反应在持续中反应深度较高，但生焦率及原料损失较大，并且后期的产物需进行深冷分离。因此关于重油催化裂化工艺技术的创新和提升，也为行业研究人员长期研究的课题。 2 当前重油催化裂化工艺技术的发展现状 分析当前我国石油化工行业在发展中，关于重油催化裂化工艺技术，宏观分析整体的发展态势较为稳定。但从具体实施的过程分析，我国重油催化裂化工艺技术的发展现状，还存在较大的提升空间。分析当前重油催化裂化工艺技术的发展现状，实际发展中主要存在的问题为：工艺催化剂生产质量低、工艺运行装置综合效率低、工艺自动化水平低。 2.1 工艺催化剂生产质量低 当前我国重油催化裂化工艺技术在发展中，工艺应用催化剂的生产质量低，为主要存在的问题之一。工艺应用催化剂的生产质量较低，造成工艺技术的发展存在先天不足。分析当前在关于催化剂的生产发展现状，主要存在的问题为：催化剂生产成本高、催化剂保存技术不完善，催化剂精细程度较低等现象。 2.2 工艺运行装置综合效率低
重油催化裂化基础知识 广州石化总厂炼油厂重油催化裂化车间编 一九八八年十二月
第一章概述 第一节催化裂化在炼油工业生产中的作用 催化裂化是炼油工业中使重质原料变成有价值产品的重要加工方法之一。它不仅能将廉价的重质原料变成高价、优质、市场需要的产品，而且现代化的催化裂化装置具有结构简单，原料广泛（从瓦斯油到常压重油），运转周期长、操作灵活（可按多产汽油、多产柴油，多产气体等多种生产方法操作），催化剂多种多样，（可按原料性质和产品需要选择合适的催化剂），操作简便和操作费用低等优点，因此，它在炼油工业中得到广泛的应用。 第二节催化裂化生产发展概况 早在1936年美国纽约美孚真空油公司（、）正式建立了工业规模的固定床催化裂化装置。由于所产汽油的产率与辛烷值均比热裂化高得多，因而一开始就受到人们的重视，并促进了汽车工业发展。如图所示，片状催化剂放在反应器内不动，反应和再生过程交替地在同一设备中进行、属于间歇式操作，为了使整个装置能连续生产，就需要用几个反应器轮流地进行反应和再生，而且再生时放出大量热量还要有复杂的取热设施。由于固定床催化裂化的设备结构复杂，钢材用量多、生产连续性差、产品收率与性质不稳定，后为移动床和流化床催化裂化所代替。 第一套移动床催化裂化装置和第一套流化床催化裂化（简称装置都是1942年在美国投产的。
固定床反应器 移动床催化裂化的优点是使反应连续化。它们的反应和再生过程分别在不同的两个设备中进行，催化裂化在反应器和再生器之间循环流动，实现了生产连续化。它使用直径约为3毫米的小球型催化剂。起初是用机械提升的方法在两器间运送催化剂，后来改为空气提升， 生产能力较固定床大为提高、 空气
合金催化剂及其催化作用 金属的特性会因为加入别的金属形成合金而改变，它们对化学吸附的强度、催化活性和选择性等效应，都会改变。 （1）合金催化剂的重要性及其类型 炼油工业中Pt-Re及Pt-Ir重整催化剂的应用，开创了无铅汽油的主要来源。汽车废气催化燃烧所用的Pt-Rh及Pt-Pd催化剂，为防止空气污染作出了重要贡献。这两类催化剂的应用，对改善人类生活环境起着极为重要的作用。 双金属系中作为合金催化剂主要有三大类。第一类为第VIII族和IB族元素所组成的双金属系，如Ni-Cu、Pd-Au等；第二类为两种第IB族元素所组成的，如Au-Ag、Cu-Au等；第三类为两种第VIII族元素所组成的，如Pt-Ir、Pt-Fe等。第一类催化剂用于烃的氢解、加氢和脱氢等反应；第二类曾用来改善部分氧化反应的选择性；第三类曾用于增加催化剂的活性和稳定性。 （2）合金催化剂的特征及其理论解释 由于较单金属催化剂性质复杂得多，对合金催化剂的催化特征了解甚少。这主要来自组合成分间的协同效应（Synergetic effect），不能用加和的原则由单组分推测合金催化剂的催化性能。例如Ni-Cu催化剂可用于乙烷的氢解，也可用于环己烷脱氢。只要加入5%的Cu，该催化剂对乙烷的氢解活性，较纯Ni的约小1000倍。继续加入Cu，活性继续下降，但速率较缓慢。这现象说明了Ni与Cu之间发生了合金化相互作用，如若不然，两种金属的微晶粒独立存在而彼此不影响，则加入少量Cu后，催化剂的活性与Ni的单独活性相近。 由此可以看出，金属催化剂对反应的选择性，可通过合金化加以调变。以环己烷转化为例，用Ni催化剂可使之脱氢生成苯（目的产物）；也可以经由副反应生成甲烷等低碳烃。当加入Cu后，氢解活性大幅度下降，而脱氢影响甚少，因此造成良好的脱氢选择性。 合金化不仅能改善催化剂的选择性，也能促进稳定性。例如，轻油重整的Pt-Ir催化剂，较之Pt催化剂稳定性大为提高。其主要原因是Pt-Ir形成合金，避免或减少了表面烧结。Ir有很强的氢解活性，抑制了表面积炭的生成，维持和促进了活性。
目录 第1章绘制控制工艺流程图 (1) 1.1 石油催化裂化工艺生产过程简介 (1) 1.2 催化裂化的工艺特点 (2) 1.3 CAD流程图 (3) 第2章节流装置的设计计算 (4) 2.1节流装置程序设计流程 (4) 2.3数据计算 (5) 第3章调节阀口径计算 (8) 3.1调节阀的选型 (8) 3.2调节阀口径计算 (8) 3.3 计算数据 (9) 第4章程序设计心得 (10) 参考文献 (11)
第1章 绘制控制工艺流程图 1.1 石油催化裂化工艺生产过程简介 该装置工艺流程分四个系统如图 提升管反应器 沉降器 再生器 回炼油浆 催化剂罐 主风机 加热炉 水蒸汽 新原料油 油浆 重柴油轻柴油 粗汽油 富气 气提塔 塔 馏分 回炼油罐 水蒸气 1 反应-再生系统：原料油经过加热汽化后进入提升管反应器进行裂化。提升管中 催化剂处于稀相流化输送状态，反应产物和催化剂进入沉降器，并经汽提段用过热水蒸气汽提，再经旋风分离器分离后，反应产物从反应系统进入分馏系统，催化剂沉降到再生器。在再生器中用空气使催化剂流化，并且烧去催化剂表面的焦炭。烟气经旋风分离器和催化剂分离后离开装置，使催化剂在装置中循环使用。 反应系统主要由反应器和再生器组成。原料油在装有催化剂的反应器中裂化，催化剂表面有焦炭沉积。沉积的焦炭的催化剂在再生器中烧焦进行再生，再生后的催化剂返回反应器重新使用。反应器主要为提升管，再生器为流化床。 再生器的主要作用是：烧去催化剂上因反应而生成的积炭，使催化剂的活性得以恢复。再生用空气由主风机供给，空气通过再生器下面的辅助燃烧室及分布管进入。 在反应系统中加入水蒸汽其作用为： （1）雾化——从提升管底部进入使油气雾化，分散，与催化剂充分接触； （2）预提升——在提升管中输送油气； （3）汽提——从沉降器底部汽提段进入，使催化剂颗粒间和颗粒内的油气汽提， 减少油气损失和焦炭生成量，从而减少再生器负荷。汽提水蒸气占总水蒸气量的大部分。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f913774577.html, 催化裂化反应机理研究进展及其实践应用 作者：马吉 来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第09期 摘要：石油被称作工业血液、液体黄金，在化工业生产工作中石油的重要性不言而喻。石油是由多种类型油组成的混合物，并不能够直接进行使用，而是需要根据具体的使用要求进行进行处理，将重质油處理成为轻质油。重质油的处理效果与处理速率也直接的影响了化工企业的生产速度与生产质量。催化裂化反应是我国石油化工企业使用最为广泛的一种重质油处理方法，经过不断的研究完善已经在各个领域得到广泛应用，且使用效果较好。本篇论文详细介绍了各个领域中催化裂化反应的时间与应用，希望可以为我国的催化裂化反应发展起到一定的帮助作用。 关键词：催化裂化;反应原理;实践应用 随着工业不断发展，人们对生态环境的重视程度进一步提升。传统工业用来制备工业原材料所使用的技术不仅浪费严重、转化率低而且还会造成极大的污染。为了有效的解决污染问题，提升化工原材料的生产率，不断的改进完善催化裂化技术已经成为了我国化工产业的主要任务，并且已经取得了一定的的成效，在诸多领域都有了成功的应用。 1 催化裂化反应技术在化工产业原料生产中的应用 1.1 催化裂化技术 催化裂化技术在我国的使用时间相当久远，从1960年开始已经有了将近六十年的历史。在这六十年间里，催化裂化技术最重要还是被应用于生产轻质油，由于长时间的使用与完善，催化裂化技术的各个方面也在不断的改进，并且在其他的领域也取得了不小的应用。经过科研人员的研究发现，重质油在进行催化裂化产生轻质油的过程中，还会产生一定的副产物，如乙烯和丙烯。乙烯与丙烯都是现代化工产业生产所需要的重要的化工材料。乙烯与丙烯可以经过处理形成烃分子有做化工生产原料，且制取的量十分巨大。所生成的产物还可进行双分子裂化反应，结合正十六烷的生产裂化过程来看，反应的特征产物往往存在较大的差异，其中单分子的裂化反应产物主要为碳三碳四烯烃。在采用双分子裂化反应后，可以显著降低干气的生成率，从而有效提升丙烯的产率。以上的催化裂化反应是在原有催化裂化技术的基础之上进行优化的新型技术，新型技术不仅得到了科学道理的支持，另外进行试验后乙烯、丙烯的化工原料的生产率都有了明显的提高，最高的可以达到原来产量的110%。 1.2 选择性裂解技术
第三章不饱和烃:烯烃和炔烃 ?烯烃/炔烃的结构、同分异构和命名; 烯烃炔烃的化学性质; ?/ ?烯烃亲电加成反应的历程和马氏规则; ?乙烯氢和烯丙氢的含义和反应特点; ?掌握烯烃的自由基加成反应。 ?烯烃的系统命名法; ?烯烃的亲电加成反应和马氏规则、氧化反应。
3.1 烯烃和炔烃的结构3.1.1碳碳双键的组成 3.1.1 碳碳双键的组成 含有碳碳双键的不饱和烃叫做烯烃，单烯烃分子中只有一个双键； 碳碳双键叫做烯键, 是烯烃的官能团。单烯烃的通式是C n H 2n ；H H C C 最简单的烯烃是乙烯： H H C C
) 一) 乙烯的结构 H 1170.108nm H H 0.133nm 物理方法证明: 1. 所有碳原子和氢原子共平面;键角接 2. 键角接近120°; 3. 双键键长0.133nm 比单键键长0.154nm 短; 4. 双键键能611kJ/mol 小于单键键能两倍347×2=694 kJ/mol 347264kJ/l 611－347 ＝264 kJ/mol
二)碳原子的SP 2C 2p 2p 激发 2s 2s 2p 2p sp 2杂化 sp 2 C = C sp 2-sp 2 σ键 2p 2p 2p-2p π键 {2>C 3 电负性：C sp C sp
二) 双键的结构 π键不同于σ键, π键具有以下特点：1.π键无轴对称, 不能自由旋转 ; 2. π键键能比σ键能小; 611－347＝ 264kJ/mol 3. π电子云具有流动性; C=C 键能 C-C 键能 破坏π键的能量 π电子云位于成键原子的上下两层, 原子核 对π电子云的束缚能力弱, 因此, π键易被试C C 剂进攻发生反应, π键比σ键更活泼。
炼油生产安全技术一催化裂化的装置简介类型及工艺流程 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应？再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应--再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： ㈠反应--再生系统 新鲜原料（减压馏分油）经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370 C左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温（约650 C ~700C ）催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化 剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催 化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气（由主风机提供）接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度（密相段温度约650 C ~68 0 C ）。再生器维持0.15MPa~0?25MPa （表）的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经 淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部 分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO 为了利用其热量，不少装置设有Co锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的 装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电 能。 ㈡分馏系统 分馏系统的作用是将反应？再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。 由反应？再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分 馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。富气和粗汽油去吸收稳定系统；轻、重柴油经汽提、换热或冷却后出装置，回炼油返回反应--再生系统进 行回炼。油浆的一部分送反应再生系统回炼，另一部分经换热后循环回分馏塔。为了取走 分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀，在塔的不同位置分别设有4个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。 催化裂化分馏塔底部的脱过热段装有约十块人字形挡板。由于进料是460 C以上的带有催化 剂粉末的过热油气，因此必须先把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。因此由塔底抽出的油浆经冷却后返回人字形挡板的上方与由塔底上来的油 气逆流接触，一方面使油气冷却至饱和状态，另一方面也洗下油气夹带的粉尘。 ㈢吸收--稳定系统： 从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3 C4甚至C2 组分。吸收--稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气 （≤ C2）、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。 一、装置简介 （一）装置发展及其类型
1 催化裂化的目的和意义 石油炼制工业是国民经济的重要支柱产业，其产品被广泛用于工业、农业、及交通运输和国防建设等领域。催化裂化(FCC)作为石油炼制企业的主要生产装置，在石油加工中占有相当重要的地位，是实现原油深度加工、提高轻质油收率、品质和经济效益的有效途径催化裂化使原油二次加工中重要的加工过程，是液化石油气、汽油、煤油和采油、、柴油的主要生产手段，在炼油厂中站有举足轻重的地位。传统原料采用原油蒸馏所得到的重质馏分油，主要是直镏减压馏分油(VGO),也包括焦化重馏分油（CGO）。近20年一些重质油或渣油也作为催化裂化的原料，例如减压渣油、溶剂脱沥青油、加氢处理的重油等。 催化裂化工艺简介 催化裂化的工艺原理是：反应物（蜡油、脱沥青油、渣油）在500℃左右、0.2—0.4MPa 及与催化剂接触的作用下发生裂化、异构化、环化、芳化、脱氢化等诸多化学反应，反应物为汽油、轻柴油、重柴油，副产物为干气、焦炭、油浆等。催化剂理论上在反应过程中不损耗，而是引导裂化反应生成更多所需的高辛烷值烃产品。催化裂化过陈友相当的灵活性，允许制造车用和航空汽油以及粗柴油产量的变化来满足燃油市场的主要部分被转化成汽油和低沸点产品，通常这是一个单程操作。在裂化反应中，所生产的焦炭被沉积在催化剂上，它明显地减少了催化剂的活性，所以除去沉积物是非常必要的，通常是通过燃烧方式是催化剂再生来重新恢复其活性。 重油催化裂化裂化的特点 （1）焦炭产率高。重油催化裂化的焦炭产率高达8～12wt％,而馏分油催化裂化的焦炭产率通常为5～6wt％。 （2）重金属污染催化剂。与馏分油相比，重油含有较多的重金属，在催化裂化过程中这些重质金属会沉淀在催化剂表面，导致催化剂或中毒。 （3）硫、氮杂质的影响。重油中的硫、氮等杂原子的含量相对较高，导致裂化后轻质油品中的硫、氮含量较高，影响产品的质量；另一方面，也会导致焦炭中的硫、氮含量较高，在催化剂烧焦过程会产生较多的硫、氮氧化物，腐蚀设备，污染环境。 （4）催化裂化条件下，重油不能完全气化。重油在催化裂化条件下只能部分气化，未气化的小液滴会附着在催化剂表面上，此时的传质阻力不能忽略，反应过程是一个复杂的气液固三相催化反应过程。 催化裂化面临的问题 作为炼油厂的核心加工装置催化裂化也面临着越来越多的挑战。不断严格的环保要求，主要是汽油规格的提升对烯烃和硫含量的要求以及烟气排放量的限制；对产品需求比例的要求的变化，如市场对柴油需求不力和数量的增加，即所谓的柴油化趋势。这些都对现有的催化裂化装置与催化裂化的进一步发展形成很难、很大的冲击。而且除了采用新型有效的降低催化裂化汽油和柴油的硫含量外，还要考虑各种技术的费用问题。我国催化裂化所面临的问题：（1）我国FCC单套平均能力小；（2）装置耗能高；（3）FCC催化剂发展水平不高；（4）我国FCC装置开工周期短，这也是我国个国外催化裂化技术的主要差距。 催化裂化（FCC）是炼油企业获取经济效益的重要手段，尽管催化裂化技术以相对成熟，但仍是改制重瓦斯油和渣油的核心技术，尤其近几年来在炼油效益低迷和环保法规日益严格的双重压力下，仍需不断开发与催化裂化相配套的新技术以迎接新的挑战。基于我国原油资源有资源特点和二次加工能力中FCC占绝大比重的现状，应提高FCC综合技术水平，缩小同先进水平的差距，与国外大公司竞争。 2催化裂化在国内外的发展 最早的工业催化裂化装置出现在1936年。70多年来无论是在技术上还是在规模上都有巨大的发展，从技术上发展的角度来说，最基本的是反应—再生型式和催化剂性能两个方面
催化裂化的概述 主讲人：齐旭东 装置概况 装置简介 一套催化裂化装置建成投产于1971年，原设计为200万吨/年蒸馏-催化装置（一顶二装置），两器部分公称能力为60?万吨?/?年Ⅳ型的催化裂解装置。1985年改为80?万吨?/?年后置烧焦罐提升管催化裂化装置。1999年6月改造为30?万吨?/?年的催化裂解装置，目的是多产丙烯等产品。2002年4月恢复为40-50万吨/年催化裂化装置。2004年反再系统扩能至60万吨/年，分离系统扩能至80万吨/年。2006年仪表改为DCS控制，进料喷嘴改为CS-II 型，增上德尔塔余热锅炉等。 1.1.1.2 历年来重大技术改造情况 a 1976年8月，由“一顶二”改造为催化裂化和常减压两套装置。 b 1978年9月份，将再生器稀相段加高4.8米。 c 1980年将吸收、解吸流程由单塔改为双塔流程，吸收稳定系统扩能至80万吨/年。 d 1981年，新上三级旋风分离器及余热锅炉。 e 1983年，新上烟气轮机─主风机─电动机组。 f 1984年9月，将反应器内三组杜康型旋风分离器改为二组布埃尔型旋风分离器，再生 器内五组杜康旋风分离器全部更换。 g 1985年,?将两器系统由Ⅳ型催化裂化装置改为后置烧焦罐提升管催化裂化装置。 h1987年, 将再生器分布板改为分布管，再生器内集气室改为外集气室，旋风分离器由杜康型改为PV型。 i 1988年，对换热流程进行调整，将分馏系统各段回流及产品余热与一套减压原油及初 馏塔底换热改为与本装置原料油进行换热。 j 1992年，对气压机凝结水回收系统进行改造，每年可回收凝结水6.4万吨。沉降器内两级布埃尔型旋风分离器更换。 k 1999年将80万吨/年后置烧焦罐提升管催化裂化装置改造为30万吨/年催化裂解装置。 具体改造内容如下： ●反应-再生系统 ?提升管/沉降器/汽提段全部更换 汽提段由Φ2060×6000改为Φ3400×11700，汽提段挡板更换为11?层盘型挡板。 提升管全部更换为Φ900/Φ1300。 ?沉降器内旋风分离器改造为三组两级。 ?再生部分： 取消原有烧焦罐，缓冲罐。 新增空气提升管Φ内900×3200/Φ内600×9048。 取消原再生、半再生Ｕ型管，更换为待生、再生斜管，尺寸为Φ内600。
催化裂解是在催化剂存在的条件下，对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃，并同时兼产轻质芳烃的过程。由于催化剂的存在，催化裂解可以降低反应温度，增加低碳烯烃产率和轻质芳香烃产率，提高裂解产品分布的灵活性。 (1) 催化裂解的一般特点 ①催化裂解是碳正离子反应机理和自由基反应机理共同作用的结果，其裂解气体产物中乙烯所占的比例要大于催化裂化气体产物中乙烯的比例。 ②在一定程度上，催化裂解可以看作是高深度的催化裂化，其气体产率远大于催化裂化，液体产物中芳烃含量很高。 ③催化裂解的反应温度很高，分子量较大的气体产物会发生二次裂解反应，另外，低碳烯烃会发生氢转移反应生成烷烃，也会发生聚合反应或者芳构化反应生成汽柴油。 (2) 催化裂解的反应机理
一般来说，催化裂解过程既发生催化裂化反应，也发生热裂化反应，是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果，但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别。 在Ca-Al系列催化剂上的高温裂解过程中，自由基反应机理占主导地位；在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的低温裂解过程中，碳正离子反应机理占主导地位；而在具有双酸性中心的沸石催化剂上的中温裂解过程中，碳正离子机理和自由基机理均发挥着重要的作用。 (3) 催化裂解的影响因素 同催化裂化类似，影响催化裂解的因素也主要包括以下四个方面：原料组成、催化剂性质、操作条件和反应装置。 ①原料油性质的影响。一般来说，原料油的H/C比和特性因数K 越大，饱和分含量越高，BMCI值越低，则裂化得到的低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等）产率越高；原料的残炭值越大，硫、氮以及重金属含量越高，则低碳烯烃产率越低。各族烃类作裂解原料时，低碳烯烃产率的大小次序一般是：烷烃>环烷烃>异构烷烃>芳香烃。 ②催化剂的性质。催化裂解催化剂分为金属氧化物型裂解催化剂和沸石分子筛型裂解催化剂两种。催化剂是影响催化裂解工艺中产品分布的重要因素。裂解催化剂应具有高的活性和选择性，既要保证裂解过程中生成较多的低碳烯烃，又要使氢气和甲烷以及液体产物的收率尽可能低，同时还应具有高的稳定性和机械强度。对于沸石分子筛型裂解催化剂，分子筛的孔结构、酸性及晶粒大小是影响催化作用
1.0催化裂化 催化裂化是原料油在酸性催化剂存在下，在500℃左右、1×105～3×105Pa 下发生裂解，生成轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的重要手段。 催化裂化的石油炼制工艺目的： 1）提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品； 2）增加品种，提高产品质量。 催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，是重油轻质化和改质的重要手段之一，已成为当今石油炼制的核心工艺之一。 1.1催化裂化的发展概况 催化裂化的发展经历了四个阶段：固定床、移动床、流化床和提升管。见下图： 固定床移动床 流化床提升管（并列式）在全世界催化裂化装置的总加工能力中，提升管催化裂化已占绝大多数。
1.2催化裂化的原料和产品 1.2.0原料 催化裂化的原料范围广泛，可分为馏分油和渣油两大类。 馏分油主要是直馏减压馏分油（VGO），馏程350-500℃，也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油等，以此种原料进行催化裂化称为馏分油催化裂化。 渣油主要是减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工，其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值。对于一些金属含量低的石蜡基原有也可以直接用常压重油为原料。当减压馏分油中掺入渣油使通称为RFCC。以此种原料进行催化裂化称为重油催化裂化。 1.2.1产品 催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。 1、气体 在一般工业条件下，气体产率约为10%-20%，其中含干气和液化气。 2、液体产物 1）汽油，汽油产率约为30%-60%；这类汽油安定性较好。 2）柴油，柴油产率约为0-40%；因含较多芳烃，所有十六烷值较低，由重油催化裂化得到的柴油的十六烷值更低，这类柴油需经加氢处理。 3）重柴油（回炼油），可以返回到反应器内，已提高轻质油收率，不回炼时就以重柴油产品出装置，也可作为商品燃料油的调和组分。 4）油浆，油浆产率约为5%-10%，从催化裂化分馏塔底得到的渣油，含少量催化剂细粉，可以送回反应器回炼以回收催化剂。油浆经沉降出去催化剂粉末后称为澄清油，因多环芳烃的含量较大，所以是制造针焦的好原料，或作为商品燃料油的调和组分，也可作加氢裂化的原料。 3、焦炭 焦炭产率约为5%-7%，重油催化裂化的焦炭产率可达8%-10%。焦炭是缩合产物，它沉积在催化剂的表面上，使催化剂丧失活性，所以用空气将其烧去使催化剂恢复活性，因而焦炭不能作为产品分离出来。 1.3催化裂化工业装置的组成部分