催化裂化工艺

催化裂化工艺学习总结
一、催化裂化工艺自我认识
1.催化裂化工艺简介
催化裂化工艺是属于原油二次加工的一个分支，是以减压馏分油、焦化蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在较低压力和450℃～510℃条件下，在催化剂的存在下，转化生产气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭，即重质油轻质化的一个过程，从而得到更多的汽油收率。

自1936年6月6日，世界第一座半商业化的催化裂化装置在波尔斯波罗投产实现工业化以来，催化裂化工艺至今共经历了四个阶段：固定床、移动床、流化床和提升管技术。

2.催化裂化的化学反应
2.1分解反应
1）烷烃
C C C C C C C C C C C + C C C
规律：分子越大越易断裂；C原子数相同时，异构烃比正构烃容易分解。

2）烯烃
烯烃分解反应规律与烷烃相似，分解速度比烷烃快。

3）环烷烃
开环生成异构烯烃；带侧链时，可能断侧链反应。

β断裂
C C C C C C C
C C
4）芳烃
烷基芳烃容易断侧链，生成较小的芳烃和烯烃。

C C C
C
+ C C C C
规律：至少3个C 的侧链才易脱落，脱乙基较困难；侧链越长、异构程度越大，越容易脱落。

2.2异构化反应
分子量不变只改变分子结构的反应。

2.3氢转移反应
某烃分子上的氢脱下来加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。

氢转移是催化裂化特有的反应。

其中二烯烃最易接受氢转化为单烯烃，故产品中二烯烃很少。

2.4芳构化反应
所有能生成芳烃的反应。

也是催化裂化的主要反应。

2.5叠合反应
烯烃与烯烃合成大分子烯烃的反应。

随叠合深度不断加深，最终将生成焦炭。

与叠合相反的分解反应占优势，故催化裂化过程叠合反应不显著。

2.6烷基化反应
烯烃与芳烃或烷烃的加合反应。

3.催化裂化工艺流程
催化裂化装置一般由3个部分组成：
1）反应－再生系统 由提升管反应器和再生器构成：反应器内发生催化裂化反应；再生器内进行催化剂再生。

反应沉降器在反应器的上部，反应器出来的反应油气进入反应沉降器进行催化剂和油气的自由沉降分离，没有沉降下来的催化剂进入设在沉降器顶部的旋风分离器进行继续进行分离。

汽提段设在沉降器的下部，内部设有蒸汽管和汽提挡板，作用是对从沉降器落到汽提段的催化剂用水蒸汽进行汽提，汽提出催化剂颗粒间及空隙内的油气。

减少油气损失提高油品的收率，降低焦炭产率，减少再生器烧焦负荷。

汽提效果受水蒸气用量和汽提段的结构影响。

2）分馏系统 完成反应产物油气的分离：粗汽油、轻柴油、富气、重柴油
等。

3）吸收－稳定系统吸收塔、解吸塔、稳定塔。

4.催化裂化的催化剂
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技术。

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。

这也是我们公司的核心技术所在。

工业上所使用的裂化催化剂虽品种繁多，但归纳起来主要是三大类：
1）天然白土催化剂工业催化裂化装置最初使用的经处理的天然白土，其主要活性组分是硅酸铝。

2）无定型合成催化剂天然白土被人工合成硅酸铝所取代，具有孔径大小不一的许多微孔，一般平均孔径为4～7 nm，比表面积可达500～700m2/g。

硅酸铝的催化活性来源于其表面的酸性。

3）分子筛催化剂分子筛催化剂是60年代发展起来的一种新型的高活性催化剂。

它的出现，使流化催化裂化工艺发生了很大变化，装置处理能力显著提高，产品产率及质量都得到改善。

分子筛催化剂在催化裂化中的应用促进了催化裂化技术的发展。

分了筛又名结晶型泡沸石，是一种具有规则品体结构的硅铝酸盐，在它的晶格结构中排列者整齐均匀，大小一定的孔穴，只有小于孔径的分子才能进入其中，而直径大于孔径的分子则无法进入。

由于它能像筛子一样将直径大小不等的分子分开，因而得名分子筛。

重要特点：稳定、均一的微孔结构，微孔大小与分子大小属统一数量级。

与无定型硅酸铝相比，有更高的选择性、活性和稳定性，比表面600—800m2/g。

按分子筛的组成及晶体结构不同可分为A型、X型、Y型及丝光沸石等几种类型。

催化裂化催化剂使用的主要有四种Y型分子筛（Si/AI=3～6）：REY；HY；RE-HY；超稳Y型。

一般催化裂化催化剂含分子筛为10—35%，其余的是起稀释作用的担体。

担体的作用有很多：1）起稀释作用；2）可以容纳分子筛中未出去的钠离子；3）适当的担体可以增强催化剂的耐磨程度；4）起着储存和传递热量的作用；5）可
以降低催化剂的成本；6）在重油催化裂化中，担体可以起到预裂化的作用。

5.催化裂化反应的有关概念
5.1转化率 催化裂化的反应深度用转化率表示。

若以原料油为100，则： %100100
100⨯-=未转化的原料）转化率（W 式中“未转化的原料”中指沸程与原料相当的那部分油料，实际上它的组成及性质已不同于新鲜原料。

由于未转化的原料在生产中很难确定，所以在科研和生产中的转化率表示为：
焦炭产率汽油产率气体产率转化率++=
工业上为了提高轻质油收率，经常采用回炼操作。

因此，转化率又分为单程转化率和总转化率。

单程转化率是指总进料（新鲜原料+回炼油+回炼油浆）一次通过反应器的转化率。

即：
%100⨯++=总进料
焦炭汽油气体）单程转化率（W 总转化率是以新鲜原料为基准计算的转化率：
%100⨯++=新鲜原料
焦炭汽油气体）总转化率（W 气体：指干气、液化气和损失三者之和；
汽油：以即时沸点TBP220℃为汽油的切割点，当汽油干点＜205℃时，将柴油中TBP220℃以前的部分折算到汽油。

5.2空速 每小时进入反应器的原料油量与反应器的藏量之比称为空速。

空速越高，表明催化剂与油接触时间越短，装置处理能力越大。

空速分质量空速和体积空速。

）
、藏量（）、总进料量（）、空速（33m t h /m h /t =V W ——藏量是指在反应器和再生器内经常保持的催化剂的量。

当计算体积空速时，进料量的体积流量是按20℃时的液体流量计算的。

由于体积空速是以20℃时的液体流量计算的，它不等于在反应条件下的真正体积流量，而且，在反应过程中由于组成发生变化，通过反应器各部分的反应物体积流
量也不断地发生变化，因此空速的倒数只能相对地反映反应时间的长短，而不可能是真正的反应时间，所以称为假反应时间。

5.3剂油比催化剂循环量与总进料量之比称为剂油比，用C/O表示。

Cat.循环量是指单位时间内进入反应器的Cat.量，也是离开反应器的Cat.量。

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。

5.4产品分布
原料裂化所得各种产品产率的总和为100％，各产率之间的分配关系即为产品分布。

一般来说是希望尽量提高目的产物“液化气、汽油和柴油”的产率而限制副产品“气体和焦炭”。

5.5回炼比回炼油（包括回炼油浆）量与新鲜原料量之比称为回炼比。

6.催化裂化反应的主要影响因素。