催化裂化催化剂再生反应

催化裂化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，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。

产品分布及特点：★气体: 10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高★汽油: 产率在30～60%之间，ON高，RON可达90左右★柴油: 产率在0～40%，CN较低，需调和或精制★油浆：产率在0～10%★焦炭: 产率在5%～10%，C:H=1:0.3～1催化裂化的工艺特点催化裂化过程是以减压馏分油、焦化柴油和蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在常压和450℃~510℃条件下，在催化剂的存在下，发生一系列化学反应，转化生成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。

催化裂化过程具有以下几个特点：⑴轻质油收率高，可达70%~80%；⑵催化裂化汽油的辛烷值高，马达法辛烷值可达78，汽油的安定性也较好；⑶催化裂化柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值，以满足规格要求；⑷催化裂化气体，C3和C4气体占80%，其中C3丙烯又占70%，C4中各种丁烯可占55%，是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。

根据所用原料，催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体上，气体产率为10%~20% ，汽油产率为30%~50%，柴油产率不超过40%，焦炭产率5%~7%左右。

由以上产品产率和产品质量情况可以看出，催化裂化过程的主要目的是生产汽油。

我国的公共交通运输事业和发展农业都需要大量柴油，所以催化裂化的发展都在大量生产汽油的同时，能提高柴油的产率，这是我国催化裂化技术的特点。

在同一条件下，剂油比大，表明原料油能与更多的催化剂接触。

㈡影响催化裂化反应深度的主要因素影响催化裂化反应转化率的主要因素有：原料性质、反应温度、反应压力、反应时间。

1、原料油的性质原料油性质主要是其化学组成。

催化裂化装置反应再生系统工艺流程一、反应-再生部分原料油自罐区进入原料油罐(V22201)，经原料油泵(P22201A、B)升压后，通过原料油-芳烃分馏塔顶循环油换热器(E22222A～D)、原料油-芳烃分馏塔中段油换热器(E22223)、原料油-重油分馏塔顶循环油换热器（E22201A/B）、原料油-船燃油换热器（E22211A/B）换热至150℃左右进入RPT原料预处理系统，首先进电脱盐罐(V22205A、B)脱盐，然后经原料油-一中段油换热器(E22212A、B)、原料油-循环油浆换热器(E22202A、B)，最终经原料油-反应进料换热器(E22224A、B)加热至240℃左右进入芳烃分馏塔，拨出船燃油后的原料经塔底循环油泵（P22213A、B）升压经塔底油蒸汽发生器（E22225A、B）换热产中压蒸气，再与低温原料油经原料油-反应进料换热器(E22224A、B)换热至220℃后，与从分馏来的回炼油混合后分六路经原料油雾化喷嘴进入重油提升管反应器(R22101A)，与690℃的再生高温催化剂和550℃的芳烃提升管来的待生催化剂接触进行原料的升温、汽化及反应。

反应后的油气与待生催化剂在提升管出口经粗旋风分离器迅速分离后，经升气管密闭进入沉降器(R22101)4组重油单级旋风分离器，再进一步除去携带的催化剂细粉后离开沉降器，进入重油分馏塔(T22201A)。

重油分馏塔分馏后的塔顶油气经冷凝冷却后进入油气分离器(V22203A)，分离出的粗轻燃油分四路经雾化喷嘴进入芳烃提升管反应器(R22101B)，与690℃催化剂接触进行原料的升温、汽化及反应。

反应后的油气与待生催化剂在提升管出口经粗旋风分离器迅速分离后，经升气管密闭进入沉降器内轻燃油单级旋风分离器，再进一步除去携带的催化剂细粉后离开沉降器，进入芳烃分馏塔(T22201B)。

油气分离出来的待生催化剂与重油部分的待生催化剂一起进入反应沉降器的汽提段。

重油催化裂化反应再生单元操作法一、正常操作1.提升管出口温度(8TIC101)的控制反应温度对反应速度、产品分布和质量、再生烧焦率和设备结焦都有很大影响，它是日常生产中调节反应转化率和改变生产方案的最主要的调节参数之一。

提升管出口温度的设计值为510～538℃。

该温度的确定：1）用于改变生产方案：液化气方案(510～515℃)汽油方案(503～510℃)柴油方案(497～503℃)2）控制设备结焦：a．反应终了温度偏高，热裂化反应严重，热裂化缩合结焦--“硬焦”。

b．反应终了温度偏低，油气中重沸物冷凝、聚合结焦--“软焦”。

3) 降低再生烧焦率：减少非反应焦--可汽提炭，温度在汽提影响因素中起很大作用。

4) 对产品质量的影响：提高温度可以提高汽油辛烷值，但随着温度的升高汽油烯烃含量增加。

主要影响因素：1）催化剂循环量增加，反应温度上升。

2）原料油预热温度（8TIC201）上升，反应温度上升。

3）进料量及回炼比的变化。

4）进料性质改变影响反应转化率,反应温度变化。

5）原料带水，反应温度下降。

6）二再温度（8TI154）升高，反应温度上升。

7）反应沉降器压力（8PI108）升高，反应温度下降。

8）提升管注汽量的变化。

9）预提升介质及介质量的变化。

10）终止剂注入量增大，反应温度下降。

11）再生斜管流化不好，反应温度变化。

12）新鲜催化剂补充量的变化。

13）再生剂定炭高低的变化。

14）钝化剂是否加注及注入量多少的影响。

15）反应助剂是否加入及加入量多少的影响。

16）仪表或滑阀失灵。

调节方法：1)正常情况下，通过8TIC101调节再生滑阀开度改变催化剂循环量来自动控制提升管出口温度。

2)注入终止剂后，可视转化率和产品分布情况适当调整反应温度。

3)适当调整外取热器取热量，保证相对平稳的再生温度。

4)再生斜管流化不好时应尽快查明原因进行处理，以建立良好的催化剂循环量。

5)滑阀失灵引起自锁时（除跟踪失调外），应相对平稳各操作参数，尽量减少波动。

1再生动力学1.1催化剂上的焦炭1）焦炭的化学组成催化剂上的焦炭来源于四个方面：⑴在酸性中心上由催化裂化反应生成的焦炭；⑵由原料中高沸点、高碱性化合物在催化剂表面吸附，经过缩合反应生成的焦炭；⑶因汽提段汽提不完全而残留在催化剂上的重质烃类，是一种富氢焦炭；⑷由于镍、钒等重金属沉积在催化剂表面上造成催化剂中毒，促使脱氢和缩合反应的加剧，而产生的次生焦炭；或者是由于催化剂的活性中心被堵塞和中和，所导致的过度热裂化反应所生成的焦炭。

上述四种来源的焦炭通常被分别称为催化焦、附加焦（也称为原料焦）、剂油比焦（也称为可汽提焦）和污染焦。

实际上，这四种来源的焦炭在催化剂上是无法辩认的。

所谓“焦炭”并不是具有严格的固定组成和结构的物质。

它不是纯碳，一般主要由碳和氢组成，是高度缩合的碳氢化合物，但碳和氢的比例受多种因素的影响，有相当大的变化范围。

影响H/C的因素主要有：催化剂、原料、反应温度、反应时间及汽提条件等。

对一定的催化剂和原料，影响焦炭H/C的主要因素是反应温度和反应时间（或结焦量）。

普遍认为，反应温度越高，焦炭的H/C越小，即焦炭中氢含量越低。

反应时间加长也有同样的影响。

在硅酸铝催化剂上用多种单体烃和轻瓦斯油进行催化裂化反应试验，结果表明所得焦炭的H/C不相同，而在0.4～0.9之间变化。

除碳和氢外，焦炭中还可能含有硫、氮、氧等杂原子，这主要决定于原料的杂原子化合物的含量。

应该指出，焦炭的化学组成，是焦炭的一个重要性质，尤其是C/H，对再生器的操作，特别是对装置的热平衡具有重要意义。

但很遗憾，焦炭的C/H很难测定准确，主要是氢含量很难测准，因为一般用燃烧法测定生成的水量，而水量难以测准，而且在燃烧过程中催化剂结构本身也可能放出一部分水，因而造成实验误差。

在生产装置上，一般还是以测定烟气中CO、CO2和O2的组成，利用焦炭在空气中燃烧时的元素平衡等计算焦炭中的C/H比。

2）焦炭的结构前面谈到焦炭的化学组成是不均匀的，而焦炭的结构与其组成密切相关，可以想象，焦炭的结构也是不均匀的，实际研究结果也证明了这一点，而且结构问题比组成更为复杂。

催化裂化的装置简介及工艺流程概述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:(一）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℃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℃～700℃）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℃～680℃）。

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。

催化裂化装置吸收稳定系统的原理是什么？催化裂化生产过程的主要产品是气体、汽油和柴油,其中气体产品包括干气和液化石油气,干气作为本装置燃料气烧掉,液化石油气是宝贵的石油化工原料和民用燃料。

所谓吸收稳定,目的在于将来自分馏部分的催化富气中C2以下组分与C3以上组分分离以便分别利用,同时将混入汽油中的少量气体烃分出,以降低汽油的蒸气压,保证符合商品规格。

吸收-稳定系统包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、稳定塔以及相应的冷换设备。

由分馏系统油气分离器出来的富气经气体压缩机升压后,冷却并分出凝缩油,压缩富气进入吸收塔底部,粗汽油和稳定汽油作为吸收剂由塔顶进入,吸收了C3、C4(及部分C2)的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔顶部。

吸收塔设有一个中段回流以维持塔内较低的温度,吸收塔顶出来的贫气中尚夹带少量汽油,经再吸收塔用轻柴油回收其中的汽油组分后成为干气送燃料气管网。

吸收了汽油的轻柴油由再吸收塔底抽出返回分馏塔。

解吸塔的作用是通过加热将富吸收油中C2组分解吸出来,由塔顶引出进入中间平衡罐,塔底为脱乙烷汽油被送至稳定塔。

稳定塔的目的是将汽油中C4以下的轻烃脱除,在塔顶得到液化石油气〈简称液化气〉,塔底得到合格的汽油——稳定汽油。

吸收解吸系统有两种流程,上面介绍的是吸收塔和解吸塔分开的所谓双塔流程;还有一种单塔流程,即一个塔同时完成吸收和解吸的任务。

双塔流程优于单塔流程,它能同时满足高吸收率和高解吸率的要求。

催化裂化反应装置基本原理一、催化裂化工艺过程的特点催化裂化过程是使原料在有催化剂存在下，在470～530度和0.1～0.3兆帕的压力条件下，发生一系列化学反应，转化成气体，汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。

催化裂化的原料一般是重质馏分油，例如减压馏分油(减压蜻油)和焦化馏分油等，随着催化裂化技术和催化剂工艺的不断发展，进一步扩大了催化裂化原料范围，部分或全部渣油也可作催化原料。

催化裂化过程具有以下几个特点： 1335920680(1)轻质油收率高，可达70～80％，而原油初馏的轻质油收率仅为10～40％。

催化裂化再生器稀相密度异常分析与处置催化裂化再生器是石化工业中常用的重要设备，其作用是将石油等原料通过催化剂进行催化裂化反应，产生烃类烷基化合物和芳香化合物等高附加值产品。

在催化裂化反应过程中，反应物与催化剂间的接触面积和反应速率非常重要，而催化再生作为催化裂化过程中的核心环节，对于循环催化剂回收和处理具有关键作用，因此密相密度异常会对催化裂化反应的效率和催化剂寿命产生很大影响，下面对催化裂化再生器稀相密度异常的分析和处置进行介绍。

1. 稀相密度异常的原因（1）催化剂过度磨损或留渣：当催化剂在循环过程中长时间运作或因其他原因导致磨损或留渣，可能会使得催化剂中的颗粒过度碎裂或变形，使得催化剂的基本特性发生变化，从而影响了催化反应的效率和再生的质量。

（2）催化剂中的碳积聚：在催化反应中，碳会逐渐在催化剂表面上聚积形成积炭，这些积炭会影响催化剂的分散性和表面反应活性，从而导致稀相密度异常。

（3）管道堵塞：沉积在催化剂颗粒表面的杂质、粉尘和碳等物质可能会在流化床管道中堆积堵塞，导致稀相密度异常。

（1）催化剂再生：催化剂在消耗一定周期后需要进行再生，通过高温氢气或空气进行再生，消除积碳和污染物。

（2）管道清洗：针对管道堵塞问题，需要对流化床进行清理，避免催化剂堵塞和粉尘阻塞。

（3）润滑油压力调整：在流化床系统中，润滑油是維護流化床系统正常运行的关键因素，如果润滑油油压过高，会导致颗粒无法自由流动，从而使得整个系统处于稀相状态。

因此，需要调整润滑油压力，使其保持在正常值范围内。

（4）催化剂添加：合理的催化剂添加可以有效提高催化裂化反应效率，从而保证稀相密度的正常运行。

综合来看，有效分析催化裂化再生器稀相密度异常的原因，并采取相应的处置措施，可以提高设备的运行效率和催化剂的使用寿命，对于保证催化裂化反应的质量和产品收益具有重要意义。

催化裂化催化剂的再利用摘要：催化裂化催化剂不仅生成量大，而且重金属含量高，具有较强的污染性，处理起来特别困难。

如果其NiO质量分数大于0.1%或V的质量分数大于3%，该废催化剂就属于危险固体废物。

传统的掩埋法会造成资源的浪费，也会导致土壤、地下水和大气的严重污染，许多国家已明令禁止FCC废催化剂的直接排放，我国为落实生态文明建设战略目标也出台了相应的限制措施。

如果将废FCC催化剂加以综合回收利用，不仅可以节约大量的La、Ce等稀土金属，而且可以避免废催化剂带来的环境问题。

回收利用FCC 废催化剂的途径有磁分离回收、化学法复活、制备加氢催化剂、制备分子筛和吸附剂以及生产橡胶填充剂等。

鉴于长岭分公司紧邻催化剂制造厂，FCC废催化剂可送至催化剂厂，采用化学法复活回用，或生产分子筛、吸附剂或橡胶填充剂等产品。

关键词：催化裂化催化剂粉尘分子筛吸附剂1 前言流化催化裂化（FCC）工艺是在高温和催化剂的作用下，使重质油裂化为C1～C4气体、汽油和柴油等产品的过程，是石油炼制过程中最重要的原油二次加工过程。

在此过程中，副产的焦炭会沉积在催化剂表面，引起催化剂暂时失活，在再生器中烧去催化剂表面的焦炭可恢复其活性；同时，原料油所含的金属离子镍（Ni）、铁（Fe）和钒（V）等也会沉积在催化剂表面上，导致催化剂中毒而永久失活，此外，由于催化剂在使用过程中处于高温流化状态，机械磨损冲击和水热变形也会严重影响其使用性能。

因此，流化催化裂化装置一般需要定期卸出部分性能下降的平衡催化剂，用新鲜催化剂进行置换，这是FCC废催化剂的来源之一。

而FCC废催化剂的另一个来源是，FCC烟气中所含的催化剂细粉在进入烟气轮机和余热回收系统之前被旋风分离器收集下来，这部分催化剂颗粒很细（＜20μm），不能再加入反应再生系统中使用，只能作为废催化剂处理。

FCC催化剂失活（废催化剂）后主要成分为SiO2和Al2O3，还含有少量的Ni、Fe、V 和Na等元素，具有多孔性分子筛结构，比表面积和孔体积较大，具有很好的吸附性能。

催化裂化反应再生系统流程
1. 新鲜原料油经换热后与回炼油浆混合，经加热炉加热至180-320℃后至催化裂化提升管反应器下部的喷嘴。

2. 原料油由蒸气雾化并喷入提升管内，在其中与来自再生器的高温催化剂（600-750℃）接触，随即汽化并进行反应。

3. 油气在提升管内的停留时间很短，一般只有几秒钟。

反应产物经旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开沉降器去分馏塔。

4. 积有焦炭的催化剂（称待生催化剂）由沉降器落入下面的汽提段。

汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热水蒸气，待生催化剂上吸附的油气和颗粒之间的空间内的油气被水蒸气置换出而返回上部。

5. 经汽提后的待生催化剂通过待生斜管进人再生器。

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。

6. 再生后的催化剂（称再生催化剂）落人淹流管，经再生斜管送回反应器循环使用。

再生烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，经双动滑阀排人大气。