炼油工艺学PPT课件 第十章 催化裂化 第五节 流态化基本原理
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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。
《石油炼制工程》课件
《石油炼制工程》PPT课 件
探索石油炼制工程的奇妙世界，从原油到精炼产品的全过程，揭开石油炼制 背后的基本原理和主要工艺流程。
石油炼制的基本原理
深入了解石油在加热、分离和转化过程中的化学和物理变化，从而实现石油炼制的目标。
1 热解和解重
通过热解和解重反应将原 油分解成不同沸点的烃类 分馏物。
2 催化裂化
3 重整和芳构
利用催化剂促进分子断裂， 产生高效裂解产物。
通过重整和芳构反应，改 善汽油和润滑油的质量和 性能。
石油炼制的主要工艺流程
蒸馏（分离）
通过将原油加热至不同温度， 根据不同的沸点将原油分离成 馏段。
催化转化
将分离出来的油品通过催化剂 进行裂化、重整、芳构等转化 反应，提高产品质量。
加氢处理
能源供应
提供石化产品，为家庭和工业领域的能源需求 提供保障。
化工品制造
生产润滑油、涂料、塑料和合成纤维等化工原 料。
出口贸易
作为国际贸易的重要组成部分，石油炼制工程 推动了全球出口贸易。
石油炼制工程的发展趋势
1
可持续发展
注重环保技术和能源资源的有效利用，推动低碳炼油技术的发展。
2
高效能源
提高石油炼制工程的能源效率，减少能源浪费和排放。
3
新型燃料
开发和推广替代燃料，如生物燃料和电动汽车技术。
结语和相关资源
石油炼制工程是一个复杂而精密的过程，它发挥着重要的作用力。掌握了石 油炼制工程的基本原理、主要工艺流程和关键设备，你就可以更好地理解石 油产业的运作和发展。
如果你对石油炼制工程感兴趣，可以进一步了解相关的专业课程、研究论文 和行业报告，以深入挖掘这个令人着迷的领域。
利用氢气催化去除不饱和烃， 降低产品中的硫、氮等杂质含 量，提高产品纯度和稳定性。
探索石油炼制工程的奇妙世界，从原油到精炼产品的全过程，揭开石油炼制 背后的基本原理和主要工艺流程。
石油炼制的基本原理
深入了解石油在加热、分离和转化过程中的化学和物理变化，从而实现石油炼制的目标。
1 热解和解重
通过热解和解重反应将原 油分解成不同沸点的烃类 分馏物。
2 催化裂化
3 重整和芳构
利用催化剂促进分子断裂， 产生高效裂解产物。
通过重整和芳构反应，改 善汽油和润滑油的质量和 性能。
石油炼制的主要工艺流程
蒸馏（分离）
通过将原油加热至不同温度， 根据不同的沸点将原油分离成 馏段。
催化转化
将分离出来的油品通过催化剂 进行裂化、重整、芳构等转化 反应，提高产品质量。
加氢处理
能源供应
提供石化产品，为家庭和工业领域的能源需求 提供保障。
化工品制造
生产润滑油、涂料、塑料和合成纤维等化工原 料。
出口贸易
作为国际贸易的重要组成部分，石油炼制工程 推动了全球出口贸易。
石油炼制工程的发展趋势
1
可持续发展
注重环保技术和能源资源的有效利用，推动低碳炼油技术的发展。
2
高效能源
提高石油炼制工程的能源效率，减少能源浪费和排放。
3
新型燃料
开发和推广替代燃料，如生物燃料和电动汽车技术。
结语和相关资源
石油炼制工程是一个复杂而精密的过程，它发挥着重要的作用力。掌握了石 油炼制工程的基本原理、主要工艺流程和关键设备，你就可以更好地理解石 油产业的运作和发展。
如果你对石油炼制工程感兴趣，可以进一步了解相关的专业课程、研究论文 和行业报告，以深入挖掘这个令人着迷的领域。
利用氢气催化去除不饱和烃， 降低产品中的硫、氮等杂质含 量，提高产品纯度和稳定性。
流化态基本原理(共9张PPT)
散式流化与聚式流化
第5页，共9页。
一、流化床的形成与类别
流化催化裂化属于气体流化床，即聚式流化床
第6页，共9页。
二、流化床的优缺点
优点
1.易于连续化生产 和自动化控制
2.传热效率高，床 层温度均匀
第7页，共9页。
3.可以采用小颗粒
催化剂
二、流化床的优缺点
缺点
1. 返混严重，不易控制反应时间
2. 气固接触严重不足，影响转化率
第3页，共9页。
一、流化床的形成与类别
流化态的形成
U0~Umf 固定床阶段
Umf~Ut
流化床Байду номын сангаас段
>Ut
输送床阶段
umf 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度；
ut 最大流化速度，是指当气体速度超过这一数值时，固体颗粒就不能沉降下来，而被气流 带走时的速度；
第4页，共9页。
一、流化床的形成与类别
3. 催化剂磨损
新鲜催化剂
催化剂粉尘
第8页，共9页。
谢谢观看
课程：石油炼制的运行与操控 知识点：流态化原理
江苏高校品牌专业——石油化工技术
第9页，共9页。
课程：石油炼制的运行与操控
知识点：流态化基本原理
江苏高校品牌专业——石油化工技术
第1页，共9页。
一、流化床的形成与类别
流化态定义
流化态是指固体颗粒在流体的作用下呈现出与流体相似的流动性能的现象
第2页，共9页。
一、流化床的形成与类别
一、流化床的形成与类别 返混严重，不易控制反应时间 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度； 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度； 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度；
第5页，共9页。
一、流化床的形成与类别
流化催化裂化属于气体流化床，即聚式流化床
第6页，共9页。
二、流化床的优缺点
优点
1.易于连续化生产 和自动化控制
2.传热效率高，床 层温度均匀
第7页，共9页。
3.可以采用小颗粒
催化剂
二、流化床的优缺点
缺点
1. 返混严重，不易控制反应时间
2. 气固接触严重不足，影响转化率
第3页，共9页。
一、流化床的形成与类别
流化态的形成
U0~Umf 固定床阶段
Umf~Ut
流化床Байду номын сангаас段
>Ut
输送床阶段
umf 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度；
ut 最大流化速度，是指当气体速度超过这一数值时，固体颗粒就不能沉降下来，而被气流 带走时的速度；
第4页，共9页。
一、流化床的形成与类别
3. 催化剂磨损
新鲜催化剂
催化剂粉尘
第8页，共9页。
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课程：石油炼制的运行与操控 知识点：流态化原理
江苏高校品牌专业——石油化工技术
第9页，共9页。
课程：石油炼制的运行与操控
知识点：流态化基本原理
江苏高校品牌专业——石油化工技术
第1页，共9页。
一、流化床的形成与类别
流化态定义
流化态是指固体颗粒在流体的作用下呈现出与流体相似的流动性能的现象
第2页，共9页。
一、流化床的形成与类别
一、流化床的形成与类别 返混严重，不易控制反应时间 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度； 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度； 临界流化速度，是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的气体空床流速度；
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
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
催化裂化工艺流程及主要设备通用课件
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。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
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
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
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。
《催化裂化浅析》课件
催化剂与原料比例
催化剂与原料的比例影响催化反 应的速率、选择性和裂化产物的 产率。
设备与工艺流程
反应器设计
催化裂化反应器的设计应考虑热力学、动力学和工艺流程等因素，以实现高效的裂化反应。
分离装置
分离装置对裂化反应产物的分离和提纯起到重要作用，包括分馏塔、冷凝器等设备。
废气处理
催化裂化过程中产生大量废气，需经过净化设备处理，以减少对环境的影响。
催化裂化催化剂按组成和形态可以分为 多种类型，如酸性催化剂和热稳定剂等。
剂量优化
通过调整催化剂的添加量和用量，优化 催化剂的使用效果，提高催化裂化的产 物选择性和产率。
工艺参数的影响因素
温度
温度的控制对裂化反应的转化率 和产物分布具有重要影响。
压力
压力的调节对裂解反应的平衡、 催化剂填充和产物选择性等方面 起到关键作用。
2 裂化反应
催化裂化是一种将重质石油烃转化为轻质石油烃的技术，通过裂解长链分子，产生更多 的汽油和其他高附加值产品。
3 影响因素
催化裂化的效果受到催化剂选择、工艺参数、设备设计等多个因素的影响。
原理与反应机理
裂化原理
催化裂化是通过催化剂引发的 裂化反应，将长链石油分子分 解为短链石油产品。
反应机理
《催化裂化浅析》PPT课 件
本课件将从催化裂化的简介、原理与反应机理、催化剂的选择与优化、工艺 参数的影响因素、设备与工艺流程、催化裂化的应用与发展等方面进行深入 剖析，最后总结与展望。
催化裂化的简介
1 历史&发展
催化裂化是炼油行业中一项重要的工艺，经过多年的发展与改进，已成为炼油生产中不 可或缺的环节。
裂化过程中，催化剂与石油分 子发生物理和化学相互作用， 导致分子断裂和重排，生成轻 质石油产品。
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
28
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↙。
+ 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
28
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↙。
《催化裂化工艺技术》课件
催化裂化技术的发展
1 烷基化技术
介绍催化裂化技术在石油烷基化中的应用和发展，以及其在石油化工行业中的重要性。
2 环化技术
讨论催化裂化技术在环化反应中的应用，以及不同催化剂对环化产物选择性的影响。
3 催化裂化过程中的环境保护问题
探讨催化裂化过程中产生的环境污染问题，以及相应的环境保护措施。
催化裂化工艺技术的应用
比较催化裂化和传统裂化之间的不同点，以及催化裂化的优势和应用价值。
3
催化裂化的应用领域和前景
探讨催化裂化技术在石油化工行业中的广泛应用以及未来的发展前景。
催化剂
催化剂的种类和性 质
介绍常见的催化剂类型和它 们的性质，包括酸性催化剂、 碱性催化剂等。
催化剂的制备方法
讨论常见的催化剂制备方法， 如沉淀法、溶胶-凝胶法、浸 渍法等。
催化剂的再生技术
探索催化剂再生的方法和技 术，如热氧再生、还原再生 等。
催化剂与反应器的选择
1 催化剂的选择因素 2 反应器的选择因素
讲解催化剂选择的几个 重要因素，如催化剂的 活性、稳定性和选择性。
介绍反应器选择的关键 因素，如反应动力学、 反应条件和反应器的规 模。
3 催化剂与反应器的
协同作用
探讨催化剂与反应器之 间的协同作用，以实现 最佳的催化化裂化反应机理
解析催化裂化反应的主要机理和反应路径，帮助理解该过程的原理。
2
催化裂化操作条件
讲解催化裂化过程中的关键操作条件，如温度、压力和催化剂投加量。
3
催化裂化产品的分离与制备
探索催化裂化产物的分离和制备方法，如蒸馏、萃取和结晶等。
1 催化裂化工艺技术的重要性和优势
总结催化裂化工艺技术的重要性和其在石油化工行业中的优势。
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！
22
➢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
23
烃类的催化裂化同热裂化的比较
30
➢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
29
➢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
25
➢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：
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！
22
➢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
23
烃类的催化裂化同热裂化的比较
30
➢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
29
➢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
25
➢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：
炼油工艺讲座培训课件(共98张PPT)
• 一级电脱盐的脱盐率约为90~95%。一级
脱后原油再与破乳剂及洗涤水混合后送 入二级电脱盐罐进行第二次脱盐、脱水。 通常二级电脱盐罐排出的水含盐量不高， 可将它回注到一级混合阀前，这样既节 省用水又减少含盐污水的排出量。在上 述电脱盐过程中，注水的目的在于溶解 原油中的结晶盐，同时也可以减弱乳化 剂的作用，有利于水滴聚集。
原油的一次加工
• 原油通过常减压蒸馏可分割成汽油、煤
油、（轻）柴油等轻质馏分油，各种润 滑油馏分、裂化原料（即减压馏分油或 腊油）等重质馏分油及减压渣油。其中 除渣油外其余又叫直馏馏分油。从我国 主要油田的原油中可获得 20%-30%的轻 质馏分油，40%-60%的直馏馏分油，个 别原油可达80%-90%。
• 在原油装置里，各类机泵、管线和阀门
的用量很大。例如常减压蒸馏装置中， 泵的投资约占总投资的5%；催化裂化装 置中仅主风机和气体压缩机约占总投资 的6%；加氢裂化装置压缩机的动力消耗 相当于整个装置的 60% 。一个炼油工艺 装置所需的阀门数以千计，管线总长可 达万米以上。所以常把流体输送设备比 做炼油厂的“动脉”。
2、原油的常减压蒸馏
• 原油中所含的轻质油品是有限的。如前
所述，我国主要油田的原油中含有汽油、 煤油、柴油等轻质油品的量一般为 20~30%。为了蒸出更多的馏分油作为二 次加工的原料，原油的常压蒸馏和减压 蒸馏一般是联接在一起而构成常减压蒸 馏。
2.1原油蒸馏的基本原理及特点
• 蒸馏：将液体混合物加热使之气化，然
炼油工艺介绍
一、石油炼制概述
• 石油炼制（简称炼油）：就是以原油为
基本原料，通过一系列炼制工艺（或过 程），例如常减压蒸馏、催化裂化、催 化重整、延迟焦化、炼厂气加工及产品 精制等，把原油加工成各种石油产品， 如各种牌号的汽油、煤油、柴油、润滑 油、溶剂油、重油、腊油、沥清和石油 焦，以及生产各种石油化工基本原料 。
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）
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）
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石油加工工程
18
要使催化剂能在管线中稳定流动，则催化剂受的阻力=推 动力 由柏努力方程可得：
p1 p 2 h p a p f ,t p f ,v
在设计斜管时，必须让输送斜管与水平面的夹角大于催 化剂的休止角θr 在工业催化裂化装置中，输送斜管与垂直线的夹角一般 采用27°～35° 为了使催化剂不在容器的底部沉积，应使容器底部锥体 斜面与水平线的夹角大于催化剂的内摩擦角
蓄压 p h h ( pa p f )
20112011-2-11 石油加工工程 24
3．催化剂循环的压力平衡 为了使催化剂在循环线路中 能按照预定的方向作稳定流 动，不出现倒流、窜气现象， 保持循环管路的压力平衡是十 分必要的。实际上这个问题与 反应器-再生器的压力平衡问 题是紧密相关的。两器之间的 压力平衡对于确定两器的相对 位置及其顶部采用的压力也是 十分重要的
20112011-2-11 石油加工工程 12
流化床的不足之处主要表现在： ①气固接触不充分，因此一般鼓泡床很难达到很高的 转化率； ②气固流化床由于返混造成催化剂在床层内停留时间 不均一； ③催化剂在床层中剧烈搅动，造成催化剂颗粒和设备 磨损； ④在生产负荷太低的情况下，流化床操作难以平稳， 操作波动大
20112011-2-11 石油加工工程 7
2．鼓泡床的一些基本现象 鼓泡床的固体颗粒不是以单个而是以集团进行运动的 鼓泡床的床层包括气泡相和颗粒相两部分 ①气泡的形状 ②气体返混和固体返混 ③气泡的形成 ④气节和沟流
图2
20112011-2-11 石油加工工程
图1
图3
8
⑤密相床和稀相 在流化床床层的顶部有一个波动的界面，界面以下成为 密相床，界面以上的空间称为稀相 气速较低时，稀相和密相之间有明显的界面；随着气速 的增大，密相床的密度变小而稀相的密度增大，两相之间 的界面逐渐变得不明显 ⑥催化剂的夹带 被固体带到稀相的固体颗粒可以分为两部分： ★细颗粒：终端速度低于表观速度 ★较粗颗粒：终端速度比表观速度大
床层颗粒之间的空隙所占的体积 床层体积
固体颗粒的重量为一定值，即V(1-ε)为一定值，因此当 气速增大时，V↗，ε↗，但V(1-ε)不变，因此，△P.F 也不变 随着气速上升，所受摩擦阻力增大，当u达到ut时，催化 剂的浮力比重力大了，催化剂也就被气体带走了
20112011-2-11 石油加工工程 5
20112011-2-11
石油加工工程
4
当床层所受压力达到平衡时，床层被悬浮起来而颗粒自 由运动。床层受三个力作用：重力、摩擦力和浮力。对催 化剂来说，其摩擦力与床层压降有关:
P F V (1 ) 固 V (1 ) 气 V (1 ) ( 固 气 )
能够继续随气体上升至输送分离高度以上的颗粒只是那 些终端速度低于表观气的细粉，也就是说，在稀相段的 颗粒浓度随高度增加而减小，到达输送分离高度以后，颗 粒浓度不再降低
20112011-2-11 石油加工工程 10
4．快速流化床 随着气速的增大，当气速达到ufp时，即进入快速床阶段， 此时，必须依靠提高固体颗粒的循环量才能维持床层密度 形成快速流化床的基本前提条件是： ①流化固体是细颗粒； ②气速超过固体颗粒的终端速度，ufp=3～4ut； ③有一定的循环量，以保证床层有一定的密度。 快速流化床的特点是： ①床层很均匀； ②采用气速高、处理量大； ③气固接触良好
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1.催化剂的循环线路
20112011-2-11
石油加工工程
20
20112011-2-11
石油加工工程
21
2.充气流动的压降 气-固混合物在流化状态下由1点流至2 点时的压降为：
p1 p 2 h p a p f ,t p f ,v
20112011-2-11 石油加工工程 2
因此，固体颗粒的流化可根据气速划分成三个阶段： ①固定床阶段，u<umf； ②流化床阶段，umf<u<ut； ③稀相输送阶段，u>ut
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石油加工工程
3
在固定床阶段，气体通过固定床颗粒之间的 空隙时，因有摩擦阻力而产生压降，摩擦阻力与 气体流速的平方成正比，故u↗，床层压降↗
第五节 流态化基本原理
20112011-2-11
石油加工工程
1
一：流态化的形成和转化
1．固定床、流化床及稀相输送 ①当气速较小时，催化剂堆紧，为固定床阶段； ②当气速增达到一定程度以后，床层开始膨胀，为膨胀 床； ③当u=umf时，固体粒子被气流悬浮起来做不规则运 动，为流化床阶段； ④继续增大气速至u=ut，催化剂开始被气流带走，为稀 相输送阶段
20112011-2-11 石油加工工程 14
E Gs2 Gs1 Gs=0
D 噎塞速度
6
工业装置中，提升管入口线速一般采用4.5～7.5m/s,在 提升管出口处的气体线速增大到8～18m/s 催化剂的滑落 催化剂颗粒在提升管中是被油气携带上去的，它 的上升速度总是要比气体速度低些，这种现象称为催 化剂的滑落 气体线速度uf与催化剂线速度us之比则称为滑落系数
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线 路
再生剂线路 再生器顶压力 稀相静压
待生剂线路 沉降器顶压力 沉降器静压 汽提段静压 待生斜管静压 再生器顶压 稀相静压 过渡段静压 再生器密相静压 待生滑阀压降
26
推动力
密相静压 再生斜管静压 沉降器顶压力 稀相静压
阻力
提升管总压降 伞帽压降 再生滑阀压降
滑落系数
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uf us
uf u f ut
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石油加工工程
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石油加工工程
16
四：催化剂的循环
流化催化裂化的反应器和再生器之间必须有大量的催化剂 循环，因为催化剂不仅要周期性的反应和再生以维持一定 的活性水平，而且还要起到取热和供热的热载体的作用 能否实现稳定的催化剂循环，是催化裂化装置设计和生产 中的关键性问题 流化催化裂化装置的催化剂循环采用密相输送的方法，在 提升管催化裂化装置中是采用斜管或立管输送的
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5．流化床反应器的特点 其优点有： ①由于返混和传热效率高，床层各部分温度较均匀，避 免了局部高温现象，对强放热反应(再生)，可采用较高的反 应温度以提高反应速度； ②气-固运动很激烈，且固体颗粒的直径很小，因此气 固之间的传质效率高，提高了传质步骤的速率，对于扩散控 制的化学反应特别有利； ③固体处于流化态，具有流体一样的流动性，装卸、输 送都很方便； ④催化剂在反应器和再生器之间大量循环，简化了设 备，又传送了大量的热量，可以进行自动控制
20112011-2-11 石油加工工程 9
⑦输送分离高度(分离空间高度) 随着气体离开床面向上运动，沿整个容器截面的速度分 布趋于均匀，当气体上升至某个高度时，气体分布达到均 一，等于表观气速，此时的高度(以床面为基准)即称为 “空间分离高度”或“输送分离高度”
TDH / DT ( 2.7 DT0.36 0.7) exp( 0.7u f DT0.23 )
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三：提升管中的气-固流动(垂直管中的稀相输送)
气-固输送可以根据密度不同而分为稀相输送和密相输送， 通常以100kg/m3为划分界限 在提升管中，气-固混合物的密度大约十几到几十千克每立 方米，因此属于稀相输送的范围
12 10 lg(△P/L) 8 6 4 2 0 0 2 4 loguf
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石油加工工程
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料柱产生的静压差△Ph=γ﹒△h(简称静压)，一般有两种计 算方法： ①由气体和固体的流量计算
( kg / m )
3
W g Ws V g Vs
上式可简化为：γ=Ws/Vg 考虑滑落系数φ时：γ=φWs/Vg
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石油加工工程
20112011-2-11 石油加工工程 17
固体颗粒的密相输送有两种形态： 粘滑流动:固体之间互相压紧、阵发性的缓慢向下流动 充气流动:固体颗粒和气体的相对速度较大，足以使固体 流化起来，气-固混合物具有流体的性质，可以向任意方向 流动 在提升管催化裂化装置中，常 用斜管进行催化剂输送
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石油加工工程
2．气-固流态化域 根据流化床中气体的表观气速不同，床层可以分为几 种不同的流化状态:固定床、散式流化床、鼓泡流化床、 湍动床、快速床和输送床 ①固定床 ②散式流化床 ③鼓泡流化床 ④湍动床 ⑤快速床 ⑥输送床
20112011-2-11 石油加工工程 6
二：流化床的一些基本现象
1．散式流化 没有聚集现象，床层界面平稳，随着气速的增大，床 层的空隙率增大，床层膨胀 可以用床高与起始流化时的床高之比LB/Lmf来表示床层 的膨胀程度，亦称膨胀比 影响膨胀比的因素有固体颗粒的性质和粒径、气体的 流速和性质、床径和床高等 在催化裂化装置中，催化剂的密相输送就是处于散式 流化状态
23
②由实测压差计算 生产中通常是直接测定两点的压差得到压降，即： P1-P2=△P
p h h p ( p a p f )
[p (pa p f )] / h
在一般情况下：(p a
p
f
) p
上式可简化为： p / h γ´称作“视密度”；由γ´计算得到的△P(即)称作“蓄压”