催化裂化工艺培训课件(PPT 65页)

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。
催化裂化工艺流程与设备
石油炼制工艺的目的可概括为： 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。
工艺流程
• 一：反应—再生系统 • 二：分馏系统 • 三：吸收稳定系统 • 四：能量回收系统
100~125mm厚的隔热耐磨衬里。
➢ 伸到汽提段、沉降器内的部分只设耐磨衬里。 ➢ 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
沉降器
• 沉降器的作用是使来自
分馏系统
• 分馏系统的作用是将反应¾ 再生系统的产物进行分离，得
到部分产品和半成品。 由反应¾ 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。

百分比 (%)
35.4 24.7 5.1 7.6 4.4 22.8 100
处理量 (万吨/年)
5880 4260 730 700 570 2420 14560
百分比 (%)
40.4 29.3 5.0 4.8 3.9 16.6 1005来自中国催化裂化使用技术统计
中国石化 中国石油 中国海油 中国化工 延长石油 其他 合计
油浆
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RICP技术--特点
✓ 对催化裂化装置：
• HCO经加氢处理后， 杂质含量降低，饱和 度提高，将改善其催 化裂化性能，转化率 和轻质油收率增加
• 可降低生焦量和再生 器负荷，提高加工量
✓ 对渣油加氢装置：
• HCO顶替出的直馏蜡油 可进加氢裂化装置加工， 生产更多的优质中间馏 分油和化工原料
汽油组成 烯烃,v%(FIA) 异构烷烃(GC)
统计数据 MIP FCC 差值
34.9 48.8 -13.9
标定数据 MIP FCC 差值
33.6 47.7 -14.1 39.55 29.50 10.05
研究法辛烷值 89.4 89.6 -0.2 89.1 90.1 -1.0
马达法辛烷值 80.0 79.5 0.5 80.0 79.8 0.2
• 第二反应区通过扩 径延长停留时间， 通过注入冷激介质 降低反应温度
2020年6月20日
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MIP工业试验结果
• 高桥分公司工业运转结果表明，液体收率增加 1.79个百分点，干气和油浆产率分别下降0.41w% 和0.99w%，汽油烯烃含量降低13~16个百分点， 硫含量降低26.5w%
• 安庆分公司工业运转结果表明，汽油烯烃含量可 以从52v%下降到35v%以下，汽油硫含量下降 20.55w%，同时产品分布得到优化，干气收率下 降，总液体收率增加

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

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

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9.4催化裂化催化剂失活与再生
已知烟气分析数据和进入再生器的主风流量，可以按 以下方法计算烧焦量，焦碳中H/C比。
再生器烧焦量：
Ch=V1(3.78+0.242CO2+0.313CO-0.18O2)/[100(CO2+CO+O2)] （kg/h）
V1—进入再生器的干空气量Nm3/h，V1=V2/(1+e) V2—湿空气量Nm3/h; e—水蒸气和干空气的分子比。 CO2，CO，O2----分别为在干烟气中的体积分数。
7
9.4催化裂化催化剂失活与再生
焦炭的经验分子式为（CHn)m，n＝0.5～1.0。 ③再生反应 催化剂再生反应就是用空气中的氧烧去沉积的焦炭， 即焦炭中的C和H被空气中的O2燃烧的氧化反应，再生反 应的产物是CO2、CO和H2O。
8
9.4催化裂化催化剂失活与再生
④再生反应热（P376） 再生反应是放热反应，热效应相当大，足以提供本装 置热平衡所需的热量。 把焦炭看作是C和H单质的混合物，分别计算燃烧热， 再计算总和。
9.4催化裂化催化剂失活与再生
例题4：某催化裂化装置进入再生器的总的空气 量为1050Nm3/min，再生烟气中的CO为 0.08838%，O2为5.9762%，CO2为12.1632%，空 气中水蒸汽与干空气的分子比为0.012，试计算总 烧焦量，总焦碳中H/C比是多少？（ 4321kg/h， 0.098）（带经验式4314,0.0996）
C 2 C 2 O 33 k/8 k J 7 g C 3
C 0 .5 O 2 C O 1 0 2 5 8 k J /k g C
H 2 0 .5 O 2 H 2 O 11k9 /k J8 g H 90
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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

再生阶段
催化剂在使用过程中会逐渐失去 活性，需要经过再生处理恢复活 性，同时烧去积碳，延长催化剂 使用寿命。
产品处理与分离
产品处理
裂化产物经过一系列的分离和加工处 理，得到不同规格的气体、汽油、柴 油等产品。
分离过程
包括粗汽油分离、轻柴油分离、重柴 油分离、气体分离等，以得到高纯度 、高质量的产品。
沉降器的操作和维护对于保持工艺的稳定性和产品的 质量至关重要。
分馏塔
分馏塔是用于对催化裂化工艺产生的油气产品进行分离和提纯的设备。
分馏塔内部通常装有塔板、加热器和冷凝器等设备，油气产品在分馏塔内经过多次加热和冷 凝，根据不同组分的沸点差异实现分离和提纯。
分馏塔的操作和维护对于保证产品的质量和产量至关重要。
。
沉降器
沉降器内部通常装有过滤网和集油箱等设备，油气产 品经过过滤网去除催化剂颗粒后进入集油箱，再通过 管道输送到分馏塔进行进一步处理。
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余热回收系统
余热回收
催化裂化过程中会产生大量的余热，余热回收系统将这些余热回收并利用，提 高能源利用效率。
回收方式
包括余热锅炉回收、蒸汽轮机回收等，将余热转化为有用的热能或电能。
03
主要设备介绍
反应器
反应器是催化裂化工艺中的核心设备，用于实现原料油在催化剂的作用 下的裂化反应。
反应器通常采用管式反应器或流化床反应器，其中管式反应器由许多垂 直的管束组成，原料油在管内经过催化剂裂化；流化床反应器则是催化
全阀等，以防止事故发生。
人员安全

2
概述

40年代初，移动床催化裂化和流化床催化裂化几乎同时发 展起来。生产连续、产品质量稳定、设备简化。

催化剂在催化裂化发展中起着重要作用。催化剂的发展主 要经历了活性白土、硅酸铝、分子筛等几个阶段。催化剂 的活性、选择性的提高以及稳定性的增强，促进了催化装 臵流程设备的革新和提升管技术的发展，还促进了再生技 术的迅速发展。
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公用工程
• 循环水： 本装臵循环水用水引自系统，循环水可分为以下几个部分 ：一是工艺物料冷却用水，是装臵循环水的主要用水部分 。二是机组用水。主要包括主风机组、备用主风机组、富 气压缩机组、增压机组的润滑油冷却水，主风机、备用主 风机的主电机冷却水，烟机机座冷却水，气压机组的汽轮 机汽封冷却器用水，滑阀控制柜冷却水。三是水封罐水封 用水，主要包括烟机出口水封罐、烟气旁路放空水封罐、 余热锅炉入口烟气水封罐用水，及热工系统排污冷却水。 四是机泵冷却水。主要包括各热油泵的机座冷却水，机泵 端面冷却水等。五是采样冷却水：主要包括装臵内各热油 采样器，热工系统的炉水及蒸汽采样器等。
FIQ -30403
C-304
D-309 P-218 A /B 气压机级间 凝液罐
E -207
稳定塔
液化气至双脱
20 19
D-203 回炼油罐
17
27
P -202 A/B
E -307 1103 -C -303 E- 301 B E-301 A
1
再吸收塔
E- 304 A/B
1
30 25
C -202 B 轻柴油汽提 塔
空气 原料油 a.固定床 空气
空气 待生催 化剂
b.流化床 反应产物 沉 降 器 再 生 器

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。
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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？
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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）