石油炼化催化裂化共22页文档

三、吸收－稳定系统
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。

《阀石控油制炼投制工产程15》套第。6章催化裂化
[1]
正流C型（1960）
此时，cat进步，公认要采 用提升管反应器。Kellogg
坚持正流型。
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第一节 概述
三、催化裂化工艺发展
正流F型（1976）
超正流型（1979）
沸石型cat
《石油炼制工程》第6章路提催进升化料出裂喷口化射带；粗C旋O分完离全；燃多烧。
缺点：设备复杂 《石油炼制工程》第6章催化裂化
[1]
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第一节 述
三、催化裂化工艺发展 ■ 1948HPC开发了Houdriflow移动床催化裂化过程， 并于1950年投产，其原则流程如图。
图1-5
《石油炼制工程》第6章催化裂化
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第一节 概述
三、催化裂化工艺发展
■ 1940年（前后约1年）， 20~100μm微球（粉状） 催化剂；发明了气力输送固体颗粒技术。不久， 并设计出上流式流化床反应器和带松动的立管和 滑阀。这就为FCC的诞生铺平了道路.二战需要 大量汽油，推动了FCC(Fluidized catalytic cracking)发展.
《石油炼制工程》第6章催化裂化
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第一节 概述
三、催化裂化工艺发展
气《力石油输炼送制工技程》术第6原章催理化裂化
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第一节 概述
三、催化裂化工艺发展
再生器
■ Ⅰ型流化床：1942和1943年分 别投产了3套Ⅰ型FCC装置。Ⅰ 型流化催化裂化是并列式 (Standard石油公司)
Ⅰ型缺点:复杂,装置过高达60米, 笨重。只投产3套就被Ⅱ型取代.
石油： 工业血液 黑色金子
炼金？
二次加工 深度加工

馏分油FCC： 减压馏分油 原料
350～500℃， 焦化馏分油 含芳较多，较难 （焦化汽、柴油） 裂化，不单独使用 C20～C36 含芳更多，更难 溶剂精制抽出 裂化，只能掺兑用 油
第9章 催化裂化
4、催化裂化的原料
类别 重油FCC： 原料来源 常压重油 减压渣油 特点 最重的部分，除 了多环、稠环芳 烃外，含有胶质 与沥青质，必须 使用专门的催化 剂与相应的工艺 设备与条件。
1960
第一套移动床 FCC 第一套流化床 FCC 1930 第一套固定床 FCC 2000
第9章 催化裂化
7、 FCC技术的发展方向 发展重残渣油的FCC技术，拓宽原料来源。
调整产品结构及产品质量 催化剂的发展 （加工重质油，具备专门特性的） 降低能耗 减少环境污染
过程模拟和计算机应用
脱氢
环烷烃
裂化 脱氢
芳烃＋H2
断侧链
芳环＋烷烃或烯烃（反应同上） 非常困难，只有个别特殊结构的芳烃可裂化 结焦或复杂环芳烃
芳香烃
开环裂化 脱氢
第9章 催化裂化
FCC反应——第一要点
主要反应——分解反应。
特有反应——氢转移反应；
FCC其它反应包括：异构化反应，芳构化 反应，缩合生焦反应。
第9章 催化裂化
第9章 催化裂化
FCC反应热：
强吸热反应——分解、脱氢、环化反应； 弱放热反应——异构化、氢转移及缩合反应。
热效应的计算：
以新鲜原料为基准：300-500 KJ/kg新鲜原料； （P330表9-5）
以反应产物——生成的（汽油+气体）量为基准； （P330，图9-5 ） 以反应生成的焦炭中的碳（催化碳 ）为基准

贵金属，以Al2O3或SiO
2-Al2O3作为载体。
三、催化裂化催化剂的使用性能 （一）活性 1.微反活性法：在微型固定式流化床反应器，所得反应
产物中的(<204℃的汽油+气体+焦炭)质量占总进料量 的百分数即为该催化剂的微反活性(MA) 微反活性只是一种相对比较的评价指标，它并不能完全 反映实际生产的情况。 2.平衡活性的高低取决于催化剂的稳定性新鲜催化剂 的补充量
PI>750污染催化剂 PI>900严重污染
（五）流动性能和抗磨性能
催化剂粒度一般要求在20～80μm之间 催化剂粒度>80μm
，催化剂的流动性变差，对设备的 磨损较大。
适当的细粉(<40μm)含量可以改善流化质量，细粉在 粗颗粒之间起了润滑作用，改善了催化剂流化性能；
采用“磨损指数”来评价微球催化剂的机械强度； 通常要求微球催化剂磨损指数≯3%~5%。
工业上使用的钝化剂主要有锑型、铋型和锡型三类； 锑型和铋型主要是钝镍，而锡型主要是钝钒。目前使用比 较广泛的是锑型钝化剂； 钝化剂的加入量一般认为以催化剂上的锑/镍比为0.3～1.0 为宜。
3． CO助燃剂
CO助燃剂的作用是促进烟气中的CO氧化成CO2；
目前广泛使用的助燃剂的活性组分主要是铂、钯等
在反应—再生过程中，裂化催化剂的活性和选择性不 断下降，此现象称为催化剂的失活。 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； 结焦失活的程度与催化裂化反应的生焦速率密切相关。
石油炼制技术
催化裂化

5．抗金属污染性能
原料中的金属盐类会沉积在催化剂表面，使催化剂的
催化剂稳定性的评价
★ 分子筛的稳定性与 Si/Al 比有关，高则稳定性好； ★ 沸石分子筛的载体性能对催化剂稳定性也有很大影响。
4．选择性
表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力； “汽油产率/转化率”或“焦炭产率/转化率”来表示； 裂化催化剂在受重金属污染以后，其选择性会变差； 分子筛催化剂的选择性优于无定型硅酸铝。
16h-1，剂油比为 3.2 的反应条件下反应 70s，所得反应
产物中的( <204℃ 的汽油+气体+焦炭)质量占总进料量
的百分数即为该催化剂的微反活性 (MA)
微反活性只是一种相对比较的评价指标，它并不能完全
反映实际生产的情况。
新鲜催化剂在开始使用一段时间后，活性急剧下降，待降
到一定程度以后则缓慢下降，因此初活性不能真实地反映 实际生产情况；
第二节 石油烃类的催化裂化反应
一、单体烃的催化裂化反应
原料
中间物
产物
烷烃&异构烷烃
裂化
裂化
环烷烃
裂化
芳香烃
烯烃
缩合
H-转移 裂化
异构化 芳构化
聚合
烷烃 烯烃 异构烯烃 芳香烃
焦炭
各种烃类催化裂化反应网络示意图
说明三点：
裂化反应
最主要、最重要的反应，对整个反应的热力学和动 力学起决定作用，催化裂化由此得名。
三、烃类裂化反应的热效应
反应热
强吸热反应：分解、脱氢反应，热效应很大； 放热反应：氢转移、缩合、异构化是放热反应，但
其热效应小；
催化裂化反应总体表现为吸热反应。
随着反应深度的增加，各种反应所占的比例有变化，其

① 移动床催化裂化 ② 流化床催化裂化 3．分子筛催化剂和提升管催化裂化
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炼油工艺学
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炼油工艺学
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催化裂化技术今后的发展方向： ① 加工重质原料 ② 降低能耗 ③ 减少环境污染 ④ 适应多种生产需要的催化剂和工艺 ⑤ 过程模拟和计算机应用
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脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）
加氢（加氢裂化）
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炼油工艺学
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一、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程， 也是重油轻质化的核心工艺 催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要 手段 催化裂化于1936年实现工业化 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、 常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油
炼油工艺学
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三、工艺流程概述
包括：反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系 统、再 生烟气的能量回收系统和液化气、 汽油的脱硫精制等
1．反应—再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程
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炼油工艺学
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反应温度
490～510 ℃ 2 ～3s
600～750 ℃
200～300 ℃
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同高并列式
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谢谢！
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二、催化裂化的发展过程