催化裂化培训讲义-1反应机理
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催化裂化培训讲义-1反 应机理
2020/8/17
目录
CH1 催化裂化概述 CH2 原料和产品 CH3 催化裂化的反应种类 CH4 反应机理 与方程式 CH5 流态化的基本原理与催化剂输送 CH6 反应－再生工艺技术 CH7 催化裂化的三大平衡 CH8 催化裂化的一些基本概念 CH9 催化裂化工艺流程
（6）LPG中含有大量低分子烯烃，利用价值非 常高，能生产出高附加值产品
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ催化裂化的发展方向
1）继续改进工艺、设备、催化剂技术，提高轻 收，多吃重劣油，长周期运行。
2）清洁燃料生产。 3）开发新的催化裂化工艺和催化剂。 4）环保生产，减少污染物排放。 5）催化裂化与其它工艺相结合。 6）过程模拟与计算机过程自控研究应用。 7）新型的催化裂化材料的开发。
CGO coker oil
DAO deasphalted oil
比重：0.86-0.93
残碳：0.3-10
Ni+V：3-10PPm
H含量：11.8-13%
氢平衡是制约催化裂化产品分布的关键。
2.1.2评价催化裂化原料的指标： 馏分组成、特性因数K值、相对密度、苯胺点、残碳、
含硫量、含氮量、金属含量。 1）馏分组成：
流程范围300－500℃ ， 密度小于0.92g/cm3。 2）烃类族组成： 环烷烃多的原料，易裂化LPG 、GAS多，RON高，催化理
想原料。
烷烃多的原料，易裂化，产气体高，gas少， RON低。
芳烃多，难裂化，LPG、GAS少，生焦量多。 烃类的生焦能力排序： 芳烃>烯烃>环烷烃>烷烃 3）特性因数K标明原料的裂化性能和生焦倾向
，K值越大，易裂化，生焦倾向小。
4）残碳 反映了原料中生焦物质的多少。
馏分油0.4％， 渣油4－8％，生焦大，热量过剩，因此现在 的催化裂化要解决生焦量大的问题，解决剩 余热的问题。 5）含硫、含氮
硫含量多，转化率下降、汽油产率下降、气体 产率上升，产品选择性差，小于0.3％
氮含量多，碱性氮化物能强烈吸附在催化剂表 面，中和酸性中心，造成活性降低，小于0.5 ％；中性氮化物对使油品安定性下降。
2.2.3 催化裂化产品富含烯烃，是宝贵的化工 原料和合成高辛烷值汽油的原料： 丁烯、异丁烷－－－高辛烷值汽油 异丁烯－－－高辛烷值组份MTBE 丙稀－－－聚丙烯、聚丙烯氰
丙烷、丁烷－－－裂解制乙烯 干气中的乙烯－－－乙苯、苯乙烯、制氢 C3/C4－－－民用液化气
2.3原料与产品分析指标
1 原料指标
6）金属含量：钠、铁、镍、钒、铜 要严格限制重金属含量，对催化剂产生毒素作
用，活性下降，选择性差，生焦大。
钠通过电脱盐控制小于1ug/g。 镍小于10 ug/g ，钒小于1 ug/g 。
2.2 产品：
2.2.1 三大产品 1 ） 气体 气体产率10－20％——H2,H2S
——C1-C2 干气 10-20% ——C3-C4 液态烃 2 ）液体：包括汽油、柴油、重柴油、油浆
CH1 催化裂化概述
1、概述
1）催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺 ，是最重要的重质油轻质化过程之一。
2）肩负着我国80%以上汽油与30%以上柴油的生 产任务。
3）这是由我国原油重质馏分多的特点决定的。
4）大于350℃馏分占
60%-70%以上
5）必须有强大的二次加工工艺，满足国民经济 对轻质油品的需求。
液体产率80％左右，汽油40－50％，柴油30－45 ％，油浆5－10％。
3 ）焦炭 焦炭产率5－10％。 焦炭分为：催化碳、附加焦碳、可汽提焦、污染
焦
2.2.2 催化裂化原料和产品特点
原料
products dry gas LPG gasoline LCO
LCO
m% H%
C1~C2 Light cycle
CH2 催化裂化原料和产品
主要分馏分油和渣油两大类。 • 最初催化裂化所用原料有直馏减压馏分
油VGO 、焦化重馏分油CGO。 • 后来掺炼更重的油品做为催化裂化原料
，减压渣油、脱沥青减压渣油、加氢处 理重油等掺入减压馏分油中混合进料。
掺入量：受金属含量和残碳量限制。
2.1原料
2.1.1催化裂化原料：VGO、VR、 AR
MGD、MIP、FDFCC、ARFCC(辅助提升管)
DOCO、LBO等系列降烯烃催化剂
3.催化裂化的技术特点
（1）经过半个多世纪的发展，工艺技术已非常 成熟 （2）能最大量生产高RON汽油组分与低碳烯烃 （3）原料适应性较广（从VGO、CGO、DAO到AR 、VR）
（4） 反应转化深度较高，轻油及LPG收率较高 （5）装置压力等级不高，操作条件相对缓和 ，投资较省 (相对加氢裂化)
馏程，含水，密度，残碳 分析报告
2 产品质量指标控制
3 汽油：10％不大于70℃
4
干点不大于210℃
5 液化气：C5含量(v/v)不大于3％
6 柴油： 闪点不小于55℃
凝固点 －10℃，0℃，＋5℃ 干气：C3以上含量(v/v)不大于3％ 油浆：固体含量不大于2g/L
2.4、九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油 全减压渣油催化裂化；1998年大庆全减渣在 燕化炼油厂实行了工业化。
2.5、九十年代，催化裂化家族技术生产低烯烃 成为催化裂化技术的又一新领域。
2.6、新世纪初，两段提升管催化裂化技 术工业化，是提升管催化裂化技术的又 一新里程碑
2.7、多种汽油降烯烃技术与催化剂的开 发，提高了产品质量，满足环保法规要 求。
2、我国催化裂化（重油催化）发展简述
2.1、五十年代引进前苏联移动床催化裂化 （小球催化剂）
1965年五朵金花之一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
2.2、七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提 升管催化裂化技术的发展。
2.3、1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化 的工业运行，翻开了我国重油催化裂化的新 篇章。
oil
轻<5循环油19，~2即3 催化柴油
C3~C4
10~16 14.9~15.5
HCO RON=88~93 30~60 13.2~14.0
HCeNav=y~4c0ycle o2il0重~40循环1油0，~1即2.5回炼油
(slurry oil) 稠环芳烃多
8.5~10
coke
只利用烧焦热 5~10 6~8
2020/8/17
目录
CH1 催化裂化概述 CH2 原料和产品 CH3 催化裂化的反应种类 CH4 反应机理 与方程式 CH5 流态化的基本原理与催化剂输送 CH6 反应－再生工艺技术 CH7 催化裂化的三大平衡 CH8 催化裂化的一些基本概念 CH9 催化裂化工艺流程
（6）LPG中含有大量低分子烯烃，利用价值非 常高，能生产出高附加值产品
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ催化裂化的发展方向
1）继续改进工艺、设备、催化剂技术，提高轻 收，多吃重劣油，长周期运行。
2）清洁燃料生产。 3）开发新的催化裂化工艺和催化剂。 4）环保生产，减少污染物排放。 5）催化裂化与其它工艺相结合。 6）过程模拟与计算机过程自控研究应用。 7）新型的催化裂化材料的开发。
CGO coker oil
DAO deasphalted oil
比重：0.86-0.93
残碳：0.3-10
Ni+V：3-10PPm
H含量：11.8-13%
氢平衡是制约催化裂化产品分布的关键。
2.1.2评价催化裂化原料的指标： 馏分组成、特性因数K值、相对密度、苯胺点、残碳、
含硫量、含氮量、金属含量。 1）馏分组成：
流程范围300－500℃ ， 密度小于0.92g/cm3。 2）烃类族组成： 环烷烃多的原料，易裂化LPG 、GAS多，RON高，催化理
想原料。
烷烃多的原料，易裂化，产气体高，gas少， RON低。
芳烃多，难裂化，LPG、GAS少，生焦量多。 烃类的生焦能力排序： 芳烃>烯烃>环烷烃>烷烃 3）特性因数K标明原料的裂化性能和生焦倾向
，K值越大，易裂化，生焦倾向小。
4）残碳 反映了原料中生焦物质的多少。
馏分油0.4％， 渣油4－8％，生焦大，热量过剩，因此现在 的催化裂化要解决生焦量大的问题，解决剩 余热的问题。 5）含硫、含氮
硫含量多，转化率下降、汽油产率下降、气体 产率上升，产品选择性差，小于0.3％
氮含量多，碱性氮化物能强烈吸附在催化剂表 面，中和酸性中心，造成活性降低，小于0.5 ％；中性氮化物对使油品安定性下降。
2.2.3 催化裂化产品富含烯烃，是宝贵的化工 原料和合成高辛烷值汽油的原料： 丁烯、异丁烷－－－高辛烷值汽油 异丁烯－－－高辛烷值组份MTBE 丙稀－－－聚丙烯、聚丙烯氰
丙烷、丁烷－－－裂解制乙烯 干气中的乙烯－－－乙苯、苯乙烯、制氢 C3/C4－－－民用液化气
2.3原料与产品分析指标
1 原料指标
6）金属含量：钠、铁、镍、钒、铜 要严格限制重金属含量，对催化剂产生毒素作
用，活性下降，选择性差，生焦大。
钠通过电脱盐控制小于1ug/g。 镍小于10 ug/g ，钒小于1 ug/g 。
2.2 产品：
2.2.1 三大产品 1 ） 气体 气体产率10－20％——H2,H2S
——C1-C2 干气 10-20% ——C3-C4 液态烃 2 ）液体：包括汽油、柴油、重柴油、油浆
CH1 催化裂化概述
1、概述
1）催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺 ，是最重要的重质油轻质化过程之一。
2）肩负着我国80%以上汽油与30%以上柴油的生 产任务。
3）这是由我国原油重质馏分多的特点决定的。
4）大于350℃馏分占
60%-70%以上
5）必须有强大的二次加工工艺，满足国民经济 对轻质油品的需求。
液体产率80％左右，汽油40－50％，柴油30－45 ％，油浆5－10％。
3 ）焦炭 焦炭产率5－10％。 焦炭分为：催化碳、附加焦碳、可汽提焦、污染
焦
2.2.2 催化裂化原料和产品特点
原料
products dry gas LPG gasoline LCO
LCO
m% H%
C1~C2 Light cycle
CH2 催化裂化原料和产品
主要分馏分油和渣油两大类。 • 最初催化裂化所用原料有直馏减压馏分
油VGO 、焦化重馏分油CGO。 • 后来掺炼更重的油品做为催化裂化原料
，减压渣油、脱沥青减压渣油、加氢处 理重油等掺入减压馏分油中混合进料。
掺入量：受金属含量和残碳量限制。
2.1原料
2.1.1催化裂化原料：VGO、VR、 AR
MGD、MIP、FDFCC、ARFCC(辅助提升管)
DOCO、LBO等系列降烯烃催化剂
3.催化裂化的技术特点
（1）经过半个多世纪的发展，工艺技术已非常 成熟 （2）能最大量生产高RON汽油组分与低碳烯烃 （3）原料适应性较广（从VGO、CGO、DAO到AR 、VR）
（4） 反应转化深度较高，轻油及LPG收率较高 （5）装置压力等级不高，操作条件相对缓和 ，投资较省 (相对加氢裂化)
馏程，含水，密度，残碳 分析报告
2 产品质量指标控制
3 汽油：10％不大于70℃
4
干点不大于210℃
5 液化气：C5含量(v/v)不大于3％
6 柴油： 闪点不小于55℃
凝固点 －10℃，0℃，＋5℃ 干气：C3以上含量(v/v)不大于3％ 油浆：固体含量不大于2g/L
2.4、九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油 全减压渣油催化裂化；1998年大庆全减渣在 燕化炼油厂实行了工业化。
2.5、九十年代，催化裂化家族技术生产低烯烃 成为催化裂化技术的又一新领域。
2.6、新世纪初，两段提升管催化裂化技 术工业化，是提升管催化裂化技术的又 一新里程碑
2.7、多种汽油降烯烃技术与催化剂的开 发，提高了产品质量，满足环保法规要 求。
2、我国催化裂化（重油催化）发展简述
2.1、五十年代引进前苏联移动床催化裂化 （小球催化剂）
1965年五朵金花之一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
2.2、七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提 升管催化裂化技术的发展。
2.3、1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化 的工业运行，翻开了我国重油催化裂化的新 篇章。
oil
轻<5循环油19，~2即3 催化柴油
C3~C4
10~16 14.9~15.5
HCO RON=88~93 30~60 13.2~14.0
HCeNav=y~4c0ycle o2il0重~40循环1油0，~1即2.5回炼油
(slurry oil) 稠环芳烃多
8.5~10
coke
只利用烧焦热 5~10 6~8