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第六节 催化裂化反应-再生系统ppt

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催化裂化化学反应原理教学课件

催化裂化化学反应原理教学课件

工业应用与技术 发展
本课程还介绍了催化裂化技 术在石油工业中的实际应用 ，以及近年来催化裂化技术 的发展趋势和最新研究成果 。
对未来学习的建议与展望
深化理论基础
建议学习者进一步深化对催化裂化化学反应原理的理解， 掌握相关的基础理论和概念。
实践与实验
通过实践和实验，学习者可以更深入地理解催化裂化过程 ，提高实际操作能力和问题解决能力。建议学习者积极参 与相关的实验和实践项目。
新型催化剂的开发与应用
01
02
03
纳米催化剂
利用纳米技术制备具有特 定结构和性质的催化剂， 以提高催化活性、稳定性 和选择性。
多功能催化剂
开发具有多种活性组分的 复合催化剂，实现多种催 化功能的协同作用。
生物催化剂
探索生物催化剂在催化裂 化中的应用，利用酶的专 一性和高效性提高反应效 率。
绿色与可持续发展的催化裂化技术
料。
焦炭的形成是由于部分烃未能 发生裂化反应而残留在催化剂
上。03催化裂Fra bibliotek工艺流程原料预处理
原料筛选
去除原料中的杂质和过大颗粒， 保证原料质量和稳定性。
加热和混合
将原料加热至适宜温度，并进行 均匀混合，以提高反应效率。
反应-再生系统
反应阶段
在适宜的温度和压力下，原料在催化 剂的作用下进行裂化反应，生成小分 子烃类物质。
催化剂的作用与 选择
催化剂在催化裂化过程中起 着关键作用，能够降低反应 活化能，提高反应速率。本 课程介绍了不同类型的催化 剂及其在催化裂化过程中的 作用，以及如何根据实际需 求选择合适的催化剂。
化学反应机理与 动力学
化学反应机理是理解催化裂 化过程的基础。本课程深入 探讨了催化裂化过程中的化 学反应机理，包括烃类分子 的裂解和重整等，同时介绍 了反应动力学的基本概念和 模型。

《催化裂化和重整》课件

《催化裂化和重整》课件

为提高催化裂化过程的效率和经济效益， 需要不断进行技术优化和改进，如采用新 型催化剂、优化反应条件等。
03
重整的原理与技术
原理介绍
催化裂化原理
催化裂化是一种石油加工技术， 通过催化剂的作用将重油或渣油 转化为轻质油品的过程。
重整原理
重整是一种将低辛烷值汽油转化 为高辛烷值汽油以及生产芳烃的 过程，通过在催化剂的作用下对 烃类分子进行结构重排。
设备故障
如反应器故障、管道破裂等。
操作失误
如错误控制温度、压力等参数。
安全问题及防范措施
• 化学品泄漏：可能导致人员伤亡和环境污染。
安全问题及防范措施
01
防范措施
02 定期维护和检查设备，确保其处于良好状 态。
03
严格遵守操作规程，避免人为失误。
04
配备应急处理设施，如泄漏探测器和紧急 停车系统。
技术分类
流化床催化裂化
流化床催化裂化技术中，催化剂 与原料油在流化床反应器中接触 反应，具有处理能力大、操作灵
活等优点。
固定床催化裂化
固定床催化裂化技术中，原料油通 过催化剂固定床层进行反应，具有 反应温度均匀、催化剂寿命长等优 点。
移动床催化裂化
移动床催化裂化技术中，催化剂与 原料油在移动床反应器中逆向流动 进行反应，具有操作稳定、能耗低 等优点。
环保问题及处理方法
废气排放
催化裂化和重整过程中可能产生有害气体。
废水和固废
如催化剂、废弃物料等。
环保问题及处理方法
• 噪声污染：设备运行可能产生噪 声扰民。
环保问题及处理方法
废气处理
采用催化氧化、活性炭吸附等方法去除 有害成分。
VS
废水处理

第六节催化裂化反应再生系统资料

第六节催化裂化反应再生系统资料

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c.快速床(循环流化床)再生 ➢气相转化成连续相，催化剂颗粒变为分散相，从而强化 了烧碳过程 ➢随着气速的提高，返混程度减小，中、上部接近于平推 流，也有利于烧碳强度的提高 ➢在快速流化床区域，必须有较大的固体循环量才能保持 较高的床层密度 ➢催化裂化装置的烧焦罐再生就是属于循环流化床的一种 再生方式
➢再生温度对烧碳反应速率的影响十分显著，提高再生温 度是提高烧碳速率的有效手段，在单段再生时，密相创层 的温度一般不超过730℃
➢工业上一般采用的空气线速为0.6～0.7m/s ➢工业装置采用的再生器压力在0.25～0.4MPa(绝)之间 ➢单段再生的主要问题是再生温度的提高受到限制和密相 床层的有效催化剂含炭量低
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分段反应
➢不同的馏分需要不同的反应条件，理想选择是不同的 馏分在不同的场所和条件下进行反应 ➢两段提升管（Ⅰ型）催化裂化：
★第一段提升管只进新鲜原料，段间抽出柴油出装置 ★第二段提升管单独进循环油，显著改善产品分布 ★第二段提升管底部回炼汽油，降低汽油烯烃含量 ➢分段进料避免了新鲜原料和油浆的相互干扰
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b.两段再生 ➢两段再生是把烧碳过程分为两个阶段进行 ➢与单段相比，两段再生的主要优点是：
①对于全混床反应器，第一段出口的半再生剂的含碳量 高于再生剂的含碳量，从而提高了烧碳速率；
②在第二段再生时可以用新鲜空气和更高的温度，提高 了烧碳速率；
③第二段内的水气分压可以很低，减轻了催化剂的水热 老化；且第二段的催化剂藏量比单段再生器的催化剂藏量低， 停留时间较短。因此，第二段可采用较高的再生温度。
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催化裂化工艺流程ppt

催化裂化工艺流程ppt
优化再生器设计
再生器是催化裂化工艺中不可或缺的部分。通过改进再生器设计，可以提高催化剂的活性 恢复效果和减少能源消耗。例如，采用高效的再生器结构和控制策略可以提高再生效果和 降低能耗。
反应-再生系统匹配
反应器和再生器的匹配程度对整个系统的效果有着重要影响。过度的再生会消耗过多的能 量，而不足的再生则会导致催化剂活性下降。因此，需要选择适宜的反应器和再生器匹配 关系，以达到最佳的工艺效果。
改进催化剂性能
01
选择高效催化剂
使用高效催化剂可以显著提高产品的产率和质量。例如，采用具有高
活性和选择性的催化剂，可以增加所需产品的产率，同时减少副产品
的生成。
02
催化剂再生
定期对催化剂进行再生处理，可以恢复其活性，延长其使用寿命。通
过改进催化剂再生工艺，可以提高催化剂的再生效率，延长其使用寿
命。
催化裂化工艺流程ppt
xx年xx月xx日
目 录
• 催化裂化概述 • 催化裂化工艺流程 • 催化裂化主要设备 • 催化裂化工艺优化建议 • 催化裂化工艺的发展趋势和展望
01
催化裂化概述
催化裂化定义
催化裂化是一种将重质烃类转化为轻质烃类和石油焦的石油 加工过程。
催化裂化是在催化剂的作用下，利用热力使重质烃类发生裂 解反应，生成轻质烃类和石油焦的过程。
03
催化剂活性评价
定期对催化剂的活性进行评价，以便及时发现催化剂的问题并采取相
应的措施进行解决。通过建立催化剂活性评价系统，可以更好地了解
催化剂的状况，为优化工艺提供参考。
优化反应-再生系统
优化反应器设计
改进反应器设计可以提高产品的转化率和选择性。例如，采用新型的反应器结构或材料， 可以增强反应效果和提高产品质量。

第六节 催化裂化反应-再生系统概述

第六节 催化裂化反应-再生系统概述
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催化裂化主要设备
1、预提升段 2、裂化反应段 3、汽提段
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催化裂化主要设备

预提升段：加速催化剂，使催化剂形成活塞流向
上流动，使催化剂上的重金属钝化，有利于油雾
的快速混合，一般为3-6m。

裂化反应段：提供裂化反应的场所。
中止反应技术（MTC）
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两段与单段实验室结果对比：

轻油收率可提高 2-3 个百分点 原料转化深度提高 5 个百分点


汽油烯烃含量下降12-13个百分点
液收率提高2.5个百分点以上 干气产率大幅度降低 可显著提高柴汽比
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两段与单段工业试验结果对比：

轻油收率提高4个百分点以上
第六节
催化裂化 反应-再生系统
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1
催化裂化装置一般有四部分构成：反应-再生系统，分
馏系统，吸收-稳定系统和能量回收系统
装置形式主要有高低并列式、同轴式等
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一：提升管反应器
提升管反应器主要有提升管、沉降器、汽提段、旋分 器、待生斜管等部分组成
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6
两段提升管 FCC技术的思想及特点
两段FCC技术的基本思想：
★提高催化裂化催化剂的有效活性和选择性，从而改
善目的产品分布；
★分段反应，提高调整生产方案的灵活性
因此，两段提升管FCC技术打破原来的提升管反应器型 式和反-再系统流程： ★两段提升管反应器取代单一反应器 ★构成拥有两路循环的反应-再生系统

催化裂化化学反应原理教学课件

催化裂化化学反应原理教学课件

催化裂化反应是炼油过程中最重要的步骤之一，用于生产汽油、柴油等石油产品。
2
化学工业中的应用
催化裂化反应也被应用于化学工业中，用于生产化学原料、高级燃料和特殊化学 品。
催化裂化反应的前景和发展趋势
1 环境保护需求对催化裂化反应的影响
随着环境意识的提高，催化裂化反应正在向更加环保的方向发展，以减少对环境的负面 影响。
催化裂化化学反应原理教 学课件PPT
催化裂化化学反应原理教学课件PPT，旨在介绍催化裂化反应的概述、反应 机理、催化剂的种类、应用以及发展趋势，展望其意义和未来发展前景。
催化裂化反应的概述
定义
催化裂化反应是一种重要的石油加工技术，通过催化剂的作用将大分子烃化合物裂解为小分 子烯烃和芳烃。
过程
催化裂化反应一般包括加热、裂解和分离三个过程，通过控制温度、压力和催化剂种类来实 现。
2 催化裂化反应技术的新发展
新的催化裂化反应技术，如催化剂的改良和反应条件的优化，正在不断地推动该领域的 发展。
总结与展望
催化裂化反应的意义
催化裂化反应在石油加工和化学工业中发挥着重要 作用，促进了资源的可持续利用和产品的高效生产。
催化裂化反应的未来发展前景
随着技术的不断创新和需求的增加，催化裂化反应 有望在更广泛的领域得到应用并实现更大的突破。
催化裂化反应的反应机理
催用，可以提高反应的效率和选择性。
反应物的结构影响
反应物的碳数、分子结构以及官能团的位置会对催 化裂化反应的产物种类和分布产生影响。
催化裂化反应的步骤
催化裂化反应通常包括吸附、解吸附、裂解和再生 四个步骤，每个步骤都对反应过程起着关键的作用。
催化剂的种类
固定床催化剂

5催化裂化9-6反应再生系统

5催化裂化9-6反应再生系统

第六节 反应—再生系统 P365一、反应器P3661、床层反应器（在催化裂化中已淘汰）各段结构和作用：密相段、稀相段、汽提段。

ÈË×°½¹ÕôÆûÌáÕôÆûÔ­ÁϺʹ߻¯¼Á´µÉ¨ÕôÓÍÆø½¹°åͼ¼òͼ2、提升管反应器气管旋风分离器速分离器降器升管反应器提段形挡板水斜管图6-56 提升管反应器及沉降器简图⑴型式及结构直立式：用于高低并列式装置 折叠式：用于同轴式装置提升管制成两段或三段不同直径，设两个进料口；下部为预提升段(气速>1.5m/s)。

沿提升管装有人孔、热电偶管、测压管、采样口等。

下进料口事故蒸汽人孔附图 提升管预提升段⑵直径和长度直径由气体线速度计算，长度由反应所需时间确定。

入口线速：4～7m/s; 出口线速：12～18m/s。

停留时间:τ=L/u平；u平=(u出-u入)/ln(u出/u入)一般停留时间2~4秒。

中止反应技术：P367图9-30⑶提升管出口设快速分离装置，油气与催化剂快速分离(a)伞帽：分离效率约60～70%(b)倒L型弯头：分离效率约70～80%(c)T型弯头：分离效率～85%(d)粗旋风分离器：分离效率可达98%以上（常用）(e)弹射式快速分离器：分离效率大于90%(f)垂直齿缝式快速分离器(a)(b)(c)(d)(e)(f)同时要缩短油气在高温下的停留时间，以减少二次反应（热裂化反应）。

催化裂化工艺ppt课件

催化裂化工艺ppt课件

原料性质
➢ 直馏减压蜡油（蜡油350～500℃）：大多数 直馏重馏分含芳烃较少，容易裂化，轻油 收率较高，是理想的催化裂化原料。
➢ 热加工产物：焦化蜡油、减粘裂化馏出油 等。由于它们是已经裂化过的油料，其中 烯烃、芳烃含量较多，裂化时转化率低、 生焦率高，一般不单独使用，而是和直馏 馏分油掺合作为混合进料。
➢ 催化裂化工艺产生于20世纪40年代，是炼油厂提高原油加工 深度的一种重油轻质化的工艺，是炼油生产的核心装置。我 国80%左右的汽油与30%左右的柴油产自催化裂化装置。
➢ 1965年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投 产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、 微球催化剂与添加剂。
➢ 从反应器和再生器平面布置可分为高低并 列式和同轴式。
➢ 反应部分包括提升管反应器和沉降器。 ➢ 再生工艺可分为完全再生和不完全再生， 一段和二段再生。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
➢ 1974年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置 。 ➢ 随着催化剂和催化工艺的发展，其加工的原料逐步重质化、
劣质化。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
➢ 催化裂化产品具有以下几个特点: ⑴ 轻质油收率高,可达70%~80%; ⑵ 催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用

石油加工生产技术：催化裂化反应原理及工艺流程精选PPT

石油加工生产技术：催化裂化反应原理及工艺流程精选PPT

提升管催化裂化的反应-再生系统有多种形式，
双动滑阀是一种两块阀板双向动作的超灵敏调节阀，安装在再生器出口管线上
塞阀比滑阀具有以下优点：
其作用是：正常操作时用来调节催化剂在两器间的循环量，出现重大事故时用
470~510℃2~4s
双塔流程由于单塔流程，可同时满足高吸收率和高
解析率的要求。
吸收C3、C4和 部分C2
7～8m/s 汽提
再生催化剂 650～700℃
200～250 ℃ 高低并列反应再生系统
二、分馏系统
过热油气 460～480℃
为了取走分馏塔的过剩热量，设有塔顶循环回流、一 个至两个中段回流以及塔底油浆循环
三、吸收解吸系统有两种流程：
活性，同时提供裂化反应所需
双塔流程由于单塔流程，可同时满足高吸收率和高
催化裂化反应原理及工艺流程
●
催化裂化催化工艺流程
催化裂化装置一般由四大系统构成
反应-再生系统、分馏系统、 吸收-稳定系统、烟气能量回收系统
一、反应—再生系统
提升管催化裂化的反应-再生系统有多种形式， 如高低并列式、同轴式、同高并列式、两段提 升管催化裂化等
470~510℃2~4s 待生催化剂
二级旋风分离器 13～20m/s
（一）三器——提升管反应器、沉降器及再生器
提升管反应器
预提升：由提升 管底部吹入水蒸 气（称预提升蒸 汽），使出再生 斜管的再生催化 剂加速，以保证 催化剂与原料油 相遇时均匀接触。
沉降器
沉降器是用碳 钢焊制成的圆筒 形设备，上段为 沉降段，下段是 汽提段。
再生器
再生器的作用 是为催化剂再 生提供场所和 条件。
2、三阀
单动滑阀用于床层反应器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化装置。 其作用是：正常操作时用来调节催化剂在两器间的循环量，出现重大事故时用 以切断再生器与反应沉降器之间的联系，以防造成更大事故。

催化裂化工艺流程ppt

催化裂化工艺流程ppt

反应动力学模型
宏观反应动力学模型
01
02
适用于研究催化裂化反应宏观行为
描述反应器内反应物浓度、温度等参数随时 间变化规律
03
适用于研究催化裂化反应微观机制
05
04
微观反应动力学模型
06
描述单个催化剂表面反应速率、产物分布等 规律
反应主要影响因素
• 催化剂种类和性质 • 影响催化裂化反应活性和选择性 • 不同催化剂具有不同活性中心和反应机理 • 反应温度和压力 • 影响催化裂化反应速率和产物分布 • 高温高压有利于大分子分解和生成高辛烷值汽油 • 原料油性质 • 影响催化裂化反应活性和选择性 • 重质原料油需要预处理以降低催化剂污染
现状
我国催化裂化技术应用广泛，但与国外相比，技术水平仍有 差距，如催化剂品种单一、活性低等问题。
展望
我国催化裂化技术将不断提高自主创新能力，加大投入研发 新型催化剂和工艺流程，提高国产催化剂的竞争力。同时， 加强与国际合作与交流，推动我国催化裂化技术的发展。
07
参考资料
催化剂
类型
包括分子筛催化剂、金 属氧化物催化剂和络合 物催化剂等。
阻火与防爆设施
催化裂化工艺中，阻火与防爆设施的设置是必要的，可有效防止火灾和爆炸事故的发生。
三废排放及处理措施
01
废气处理
催化裂化工艺中产生的废气主要含有二氧化碳、硫化物等有害物质，
需进行脱硫、脱硝等处理，达到排放标准。
02
废水处理
废水主要来源于设备清洗、地坪冲洗等环节，需进行除油、脱盐等处
理，达到排放标准。
04
主要设备与操作
主要设备介绍
反应器
用于实现催化剂上的化学反应； 分 为流化床和固定床两种

《催化裂化概述》PPT课件

《催化裂化概述》PPT课件

影响催化裂化反响的主要因素
3 原料性质
沸点范围相似时，含芳烃多的原料那么 较难裂化
K＞12的原料属高裂化性能的烷烃类； K=11.3～12.0的原料，属中等裂化性 能的环烷烃类；K＜11.3的原料，那么 属难裂化的芳烃类
影响催化裂化反响的主要因素
4 反响压力，指反响器内的油气分压 油气分压的提高意味着反响物浓度提高，反响速度
粗汽油别离成干气〔≤C2〕 、液化气〔C3、C4〕和蒸 汽压合格的稳定汽油。 吸收塔和解吸塔的操作压力为1.0～2.0MPa。 稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为1.0-1.5MPa
提升管催化裂化装置的类型
上下并列式 反响器位置较高，两器压力不同，一般再生器
比反响器的压力高0.02～0.04MPa。 催化剂在两器中循环，用斜管输送，并由滑阀
《催化裂化概述》PPT课 件
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绪论
燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重 质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？
加快，使转化率提高。 提高反响压力有利于缩合反响，焦炭产率明显增高 提升管催化裂化装置的压力采用0.13～0.27MPa
〔表〕；对有烟气能量回收设施的装置，可到 0.25～0.29MPa〔表〕。 反响压力受再生器烧焦能力的制约。反响压力一般 是固定的，不作为调节变量 提高压力可以提高原有装置的生产能力
烃＞小分子单烷基侧链的单环芳烃＞正构烷烃＞稠环芳烃
石油馏分的催化裂化反响
是一种复杂的平行-顺序反响 重要特点是反响深度对各产品产率的分布有重要

催化裂化原理 ppt课件

催化裂化原理 ppt课件
H R C¨ C H
+ 特点：不能在溶液中离解出来自由存在；
只能化裂化原理
正碳离子形成：烯烃的双键中一个键断开，并在含H多的C 上加上一个H＋，使含H少的另一个C缺少一对电子。
2、形成碳离子条件 (1)存在烯烃 来源：原料本身、热反应产生。 (2)存在质子H+ 来源：由催化剂的酸性中心提供。 H+不称氢离子，存在于Cat.的活性中心，不能离开Cat.表面。
3、降低能耗
降低焦炭产率、充分利用再生烟气中CO的燃烧热、发展再 生烟气热能利用技术。
7
催化裂化原理
4、减少环境污染 ➢ 再生烟气中的粉尘、CO、SO2和NOx； ➢ 含硫污水、产品精制时产生的碱渣； ➢ 再生烟气放空、机械设备产生的噪音。
5、过程模拟和计算机应用
建立合理的数学模型，用于设计、预测以及计算机优化控 制。
20
催化裂化原理
2、正碳离子机理
以正n-C16H32来说明。 (1)生成正碳离子
正n-C16H32得到一个H＋，生成正碳离子。如
H
H
n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 0+H + n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 1
+
(2)β断裂
大正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯
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催化裂化原理
不仅与吸附难易程度有关，还与化学反应速度有关。 思考：稠环芳烃对催化裂化过程的影响？ 2、平行－顺序反应(parallel reaction) 平行反应：裂化同时朝着几个方向进行的反应。 顺序反应：随反应深度↗，反应产物又会继续反应。
29
催化裂化原理
特点：反应深度对产品产率的分配有重要影响。 随反应时间↗，转化深度↗，最终产物气体和焦炭产率 会↗；而汽柴油等中间产物产率开始时↗，随后再↙。

催化裂化化学反应原理教学课件PPT

催化裂化化学反应原理教学课件PPT
① 反应速度与烷烃相似； ② 氢转移很少，产物的不饱和度较高。
① 反应速度与异构烷烃相似； 环烷烃 ② 氢转移显著，同时生成芳烃。
① 反应速度比正构烷烃还要低； ② 氢转移反应不显著。
带烷基侧
链(≥C3) 的芳烃
① 反应速度比烷烃快得多；
① 反应速度比烷烃慢；
② 在烷基侧链与苯环连接的键上断 ② 烷基侧链断裂时，苯环上留有1～2
催化裂化 5 12 97 102 64 50 8 8 3
返12回 本节
为什么裂化气体中为什么 C3、C4烃比较多？
正碳离子学说被公认为是解 释催化裂化反应机理的比较 好正碳离子学说
所谓正碳离子是指缺少一对 价电子的碳所形成的烃离子
Cn H 2n
H
Cn
H
2n
1
正碳离子是由烃分子上的CH键异裂而生成的，或者说 是由一个烯烃分子获得一个 氢离子H+而生成的
裂。
个碳的短侧链。
19
从单体烃角度，讨论了催化裂 化过程中发生的主要化学反应 和反应机理，但这些研究还不 能解决一些生产实际问题（如 原料生焦）。
在FCC反应过程中，石油馏 分中的各种烃类相互之间究 竟会发生什么影响？影响的 结果又如何？
20
三、石油馏分催化裂化反应特点
▪ （一）各烃类之间的竞争吸附和反应的阻 滞作用
烷烃分解时多从中间的C—C键处断裂，分子越 大越容易断裂
异构烷烃的反应速度比正构烷烃快
4
（二）烯烃
• 烯烃是一次分解反应的产物，很活泼，反应速度 快，在催化裂化过程中是一个重要的中间产物和 最终产物
• 分解反应 • 烯烃发生的主要反应 • 烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多 • 遵循以下规律：(与烷烃相似）

催化裂化PPT课件

催化裂化PPT课件
1．天然白土和固定床催化裂化 2．合成硅铝催化剂和移动床催化裂化
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
8
三：催化裂化工艺流程概述
➢催化裂化装置一般有四部分构成：反应-再生系 统，分馏系统，吸收-稳定系统和能量回收系统 ➢装置形式主要有高低并列式、同轴式等
9
1．反应—再生系统
13
➢催化裂化分馏塔有以下几个特点： 进料是带有催化剂粉尘的过热油气 全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足 塔顶回流采用循环回流而不用冷回流 ✓进入分馏塔的油气含有相当大量的不凝气和惰性气体， 它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果 ✓提高富气压缩机的入口压力以降低气压机的功率损耗
14
3．吸收—稳定系统
正碳离子不稳定，易于在带正电荷的碳 原子的β位断裂！
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➢正碳离子学说解释了催化裂化反应中的许多现象
★裂化气中C1、C2少而C3、C4多 ★裂化产物中异构烃多
提供H+
★异构烷烃、烯烃、环烷烃、带侧链的芳烃的反应速 度高
➢正碳离子学说还说明了催化剂的作用
➢正碳离子学说也有不完善的地方
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烃类的催化裂化同热裂化的比较
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➢初次反应产物再继 续进行的反应叫做二 次反应
➢二次反应并非对我 们的生产都有利，应 适当加以控制
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➢为了获得较高轻质油收率，不追求反应深度过大，而是在 适当反应深度的基础上对未反应原料进行回炼 ➢“未反应原料”是指反应产物中沸点范围与原料相当的那 一部分，称回炼油或循环油 ➢目前我国的催化裂化装置采用的反应温度一般比国外低
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➢芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆(其中含有较多的稠 环芳烃)较难裂化，要选择合适的反应条件或者先通过预处理 来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料，如循环 油可作如下处理：
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两段与单段实验室结果对比：
轻油收率可提高 2-3 个百分点 原料转化深度提高 5 个百分点 汽油烯烃含量下降12-13个百分点 液收率提高2.5个百分点以上 干气产率大幅度降低 可显著提高柴汽比
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两段与单段工业试验结果对比：
轻油收率提高4个百分点以上 柴油产率提高3.5个百分点以上 液收率提高2.5个百分点以上 干气产率大幅度降低 显著提高了柴汽比 可采取灵活多样的操作方式
➢再生温度对烧碳反应速率的影响十分显著，提高再生温 度是提高烧碳速率的有效手段，在单段再生时，密相创层 的温度一般不超过730℃
➢工业上一般采用的空气线速为0.6～0.7m/s
➢工业装置采用的再生器压力在0.25～0.4MPa(绝)之间
➢单段再生的主要问题是再生温度的提高受到限制和密相 床层的有效催化剂含炭量低
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➢工业上再生器的主要形式可分为三类：单段再生、两段再 生、快速床再生 ➢分布器可分为板式(蝶形)和管式(平面树枝或环形)两种
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重催再生器需设取热设备： a.内取热式 b.外取热式
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工业上常用再生器的形式大体上可以分为三类：
a.单段再生
第六节 催化裂化 反应-再生系统
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➢催化裂化装置一般有四部分构成：反应-再生系统，分馏 系统，吸收-稳定系统和能量回收系统 ➢装置形式主要有高低并列式、同轴式等
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一：提升管反应器
提升管反应器主要有提升管、沉降器、汽提段、旋分 器、待生斜管等部分组成
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短反应时间
两段技术，采用分段反应，两段反应时间之和比常规 催化反应时间还短（2秒以内）
大剂油比
受热平衡控制，常规催化的剂油比难以提高，两段催 化采用两路催化剂循环，从设备角度提高剂油比可不受限 制；第一段的低转化率和汽油回炼改质可以突破原有热平 衡的限制，在较高的剂油比（催化剂/催化原料）下实现 新的热平衡
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两段提升管 FCC技术的思想及特点
➢两段FCC技术的基本思想： ★提高催化裂化催化剂的有效活性和选择性，从而改 善目的产品分布； ★分段反应，提高调整生产方案的灵活性
➢因此，两段提升管FCC技术打破原来的提升管反应器型 式和反-再系统流程：
★两段提升管反应器取代单一反应器 ★构成拥有两路循环的反应-再生系统
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➢提升管下部进料段的油剂接触状况对重油催化裂化的反应
有重要影响。减小原料油的雾化粒径，可增大传热面积，从
而提高了原料的气化率，且可以改善产品产率的分布
➢沉降器下面的汽提段的作用是用水蒸气脱出催化剂上吸附
的油气及置换催化剂颗粒之间的油气。汽提段的效率与水蒸
气用量、催化剂在汽提段的停留时间、汽提段的温度及压力、
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两段
催化剂接力 ➢原料在第一段提升管经过短反应时间后，及时 将催化剂与油气分开；需要继续反应的中间物料 在第二段提升管与另一路再生催化剂接触反应 ➢催化剂两路循环，整体活性及选择性提高 ➢催化反应比例增大，热反应得到有效抑制
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以及催化剂的表面结构有关
汽提汽用量一般为 2～3kg/1000kgCat
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重油催化裂化则用4～ 5kgH2O/1000kgCat
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两段提升管催化裂化技术
目前提升管反应器的固有弊端： ➢提升管过长恶化产品分布 ➢新鲜原料与循环油浆竞争催化 中心 ➢难于实现大剂油比操作
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➢提升管反应器的直径是由进料量来决定的。工业上一般 采用的气速是入口处为4～7m/s,出口8～18m/s ➢提升管的高度由反应时间来决定，工业上反应时间多采 用2～4s ➢提升管的上端出口处设有气-固快速分离机构，用于使 催化剂与油气快速分离以及抑制反应的继续进行 ➢快速分离机构的形式有多种多样，比较简单的有伞帽形、 T字形的构件，现在用得比较多的是初级旋风分离器
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催化裂化主要设备
1、预提升段 2、裂化反应段 3、汽提段
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催化裂化主要设备
预提升段：加速催化剂，使催化剂形成活塞流向 上流动，使催化剂上的重金属钝化，有利于油雾 的快速混合，一般为3-6m。
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二：再生器
主要作用是烧去结焦剂上的焦炭以恢复其活性，同时
也提供裂化反应所需的热量
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主要要求有： ①再生剂的含炭量较低，一般要求低于0.2%，甚至低
于0.05%； ②有较高的烧碳强度，当以再生器内的有效藏量为基
准时，烧碳强度一般为100～250kg/(t.h)； ③催化剂减活及磨损较少； ④易于操作，能耗及投资少； ⑤能满足环保要求
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b.两段再生 ➢两段再生是把烧碳过程分为两个阶段进行 ➢与单段相比，两段再生的主要优点是：
①对于全混床反应器，第一段出口的半再生剂的含碳量 高于再生剂的含碳量，从而提高了烧碳速率；
②在第二段再生时可以用新鲜空气和更高的温度，提高 了烧碳速率；
③第二段内的水气分压可以很低，减轻了催化剂的水热 老化；且第二段的催化剂藏量比单段再生器的催化剂藏量低， 停留时间较短。因此，第二段可采用较高的再生温度。
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c.快速床(循环流化床)再生 ➢气相转化成连续相，催化剂颗粒变为分散相，从而强化 了烧碳过程 ➢随着气速的提高，返混程度减小，中、上部接近于平推 流，也有利于烧碳强度的提高 ➢在快速流化床区域，必须有较大的固体循环量才能保持 较高的床层密度 ➢催化裂化装置的烧焦罐再生就是属于循环流化床的一种 再生方式
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分段反应
➢不同的馏分需要不同的反应条件，理想选择是不同的馏 分在不同的场所和条件下进行反应 ➢两段提升管（Ⅰ型）催化裂化：
★第一段提升管只进新鲜原料，段间抽出柴油出装置 ★第二段提升管单独进循环油，显著改善产品分布 ★第二段提升管底部回炼汽油，降低汽油烯烃含量 ➢分段进料避免了新鲜原料和油浆的相互干扰