第六节 催化裂化反应-再生系统
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2013-8-29 18
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
2013-8-29
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
a.单段再生
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
④易于操作，能耗及投资少；
⑤能满足环保要求
2013-8-29 15
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
2013-8-29
16
重催再生器需设取热设备：
a.内取热式
b.外取热式
2013-8-29
17
工业上常用再生器的形式大体上可以分为三类：
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
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13
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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14
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；
第六节
催化裂化 反应-再生系统
2013-8-29
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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2
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
2013-8-29
T字形的构件，现在用得比较多的是初级旋风分离器
2013-8-29
4
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
2013-8-29 20
2013-8-29
21
催化裂化主要设备
1、预提升段 2、裂化反应段 3、汽提段
2013-8-29
22
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）
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。
2013-8-29 19
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
2013-8-29
23
催化裂化主要设备
汽提段：用水蒸气脱除催化剂上吸附的油气及 置换催化剂颗粒之间的油气，以免其被催化剂
夹带至再生器，增加再生器的烧焦负荷。
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24
催化裂化主要设备
2013-8-29
25
2013-8-29 11
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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12
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
9Fra Baidu bibliotek
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
2013-8-29 7
两段提升管反应器示意图
2013-8-29 8
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
2013-8-29
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、以及催化剂的表面结构有关
重油催化裂化则用4～
汽提汽用量一般为 2～3kg/1000kgCat
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5kgH2O/1000kgCat
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
3
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、
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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
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
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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
a.单段再生
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
④易于操作，能耗及投资少；
⑤能满足环保要求
2013-8-29 15
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
2013-8-29
16
重催再生器需设取热设备：
a.内取热式
b.外取热式
2013-8-29
17
工业上常用再生器的形式大体上可以分为三类：
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
2013-8-29
13
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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14
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；
第六节
催化裂化 反应-再生系统
2013-8-29
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
2013-8-29
T字形的构件，现在用得比较多的是初级旋风分离器
2013-8-29
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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
2013-8-29 20
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21
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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22
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）
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。
2013-8-29 19
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
2013-8-29
23
催化裂化主要设备
汽提段：用水蒸气脱除催化剂上吸附的油气及 置换催化剂颗粒之间的油气，以免其被催化剂
夹带至再生器，增加再生器的烧焦负荷。
2013-8-29
24
催化裂化主要设备
2013-8-29
25
2013-8-29 11
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
2013-8-29
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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
9Fra Baidu bibliotek
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
2013-8-29 7
两段提升管反应器示意图
2013-8-29 8
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
2013-8-29
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、以及催化剂的表面结构有关
重油催化裂化则用4～
汽提汽用量一般为 2～3kg/1000kgCat
2013-8-29 5
5kgH2O/1000kgCat
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
3
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、
2013-8-29 10
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