催化裂化基础知识
催化裂化
胜利
0.23 0.29 <0.02 0.2～0.4 4.7 8.5 4.8 39.2
2.以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难： ①焦炭产率高 原因是：
重油的H/C比较低，含稠环芳烃多，胶质沥青质含量高；
重金属污染催化剂 引起一系列的问题，主要有： 再生器烧焦负荷大 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 装置能耗增大
5～10
6～8
二：催化裂化的发展过程
分解等反应生成气体、汽油等小分子产物
催化裂化反应
缩合反应生成焦炭
反应：吸热过程
催化裂化 再生：放热过程
催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：
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
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
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
三：渣油催化裂化
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： 加氢→含环烷烃较多→优质裂化原料 溶剂抽提分理出芳烃(化工原料)→裂化
2．复杂的平行—顺序反应
重质石油馏分
中间馏分
烷烃
烯烃
①反应速度比烷烃快得多； ②氢转移显著，产物中烯烃、尤其 是二烯烃较少。
①反应速度与异构烷烃相似； ②氢转移显著，同时生成芳烃。 ①反应速度比烷烃快得多； ②在烷基侧链与苯环连接的键上断 裂。
催化裂化知识
催化裂化知识催化裂化是一种重要的炼油工艺，通过催化剂的作用将重质石油馏分转化为轻质产品。
在催化裂化过程中，石油馏分经过加热后与催化剂接触，发生裂化反应，生成较轻质的烃类化合物。
催化裂化技术广泛应用于石油炼制行业，使得石油资源得以充分利用。
催化裂化的原理是通过催化剂的作用降低反应的活化能，加快反应速率。
催化剂是一种能够提供活性位点的物质，它能够吸附反应物分子并改变其化学键，从而促进反应的进行。
常用的催化剂有酸性催化剂、碱性催化剂和金属催化剂等。
在催化裂化过程中，石油馏分首先被预热至适宜的温度，然后进入催化剂床层。
在催化剂的作用下，石油馏分中的大分子化合物发生裂化反应，生成烃类产品。
裂化反应主要包括裂解、重排和异构化等过程。
裂解是指将长链烃分子裂解为短链烃分子，重排是指短链烃分子发生位置变化，异构化是指短链烃分子发生结构变化。
催化裂化的反应条件主要包括温度、压力和催化剂的选择等。
温度是影响催化裂化反应速率和产物分布的重要因素。
适宜的温度能够提高反应速率，但过高的温度会导致生成焦炭等副产物。
压力对催化裂化反应的影响相对较小，一般较低的压力即可满足反应的需求。
催化剂的选择对反应的效果有着重要影响，不同的催化剂对产品分布、产率和选择性有不同的影响。
催化裂化技术的应用使得石油炼制过程更加灵活多样，能够根据市场需求灵活调整产品结构。
通过合理的催化剂设计和反应条件控制，可以实现不同产品的选择性裂化。
催化裂化不仅能够提高汽油产率，还能够产生重要的石化原料，如乙烯、丙烯等。
催化裂化技术的发展也为石油炼制行业的绿色转型提供了重要支持。
然而，催化裂化过程中也存在一些问题。
首先，催化剂的失活是一个严重的问题，随着反应的进行，催化剂会逐渐失去活性，需要定期更换。
其次，催化裂化反应的过程较复杂，需要综合考虑反应的热力学和动力学特性，以及催化剂的选择和反应条件的控制。
此外，催化裂化过程中还会产生大量的副产物，如焦炭和烟气，对环境造成一定的污染。
催化裂化
置里，由于催化剂老化减活及重金
属污染，催化剂活性下降，为了维 持系统内平衡催化剂活性，需要补
充新催化剂。在置换催化剂及停工
时要从系统内卸出催化剂。
反应器作用：进行催化裂化反应的场所，为反 应提供一定反应温度、反应时间和空间，是催
化裂化装置的核心设备。
沉降器作用：使来自提升管的反应油气和催化
剂分离，回收催化剂。
化剂，烟 气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生
烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利 用其热量，不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟 气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设 有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压
力作功，驱动主风机以节约电能。
装置内设有催化剂储罐的原因：
在生产中催化剂会损失，为 了维持反应再生系统内催化剂藏量， 需要定期地或经常补充新鲜催化剂。 在一些催化剂损耗很低的装
分子筛催化剂不能在床层反再系统应用的原因
分子筛催化剂活性很高，如果在流化床层中进行裂化反应，则 由于油气在床层中停留时间过长、反混严重、必然会引起过 多二次反应，结果使轻质油产率降低，焦炭产率增大。使用 分子筛催化剂时裂化反应时间只需1~4秒。采用提升管反应 器可以严格控制反应时间，而且气固混合物在提升管中高速 流动，减少反混，也减少了二次反应，充分发挥分子筛催化 剂高活性和高选择性的优点。 分子筛催化剂的提升管裂化的优越性 使用分子筛催化剂的提升管裂化比无定形硅酸铝的床层裂 化反应有明显优越性：轻质油收率高、焦炭产率低，柴油十
旋风分离器：使气固分离并回收催化剂
再生器作用：是烧去结焦催化剂上的焦炭以恢
复催化剂的活性，同时也提供裂化所需的热量。
②分馏系统 分馏系统的作用：是将反应再生系统的产物进 行分离，得到部分产品和半成品。
催化裂化学习资料
一、催化裂化概况1.催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，65% 的汽油和17%的柴油馏分来自于催化裂化2.催化裂化于1936年实现工业化3.催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在500℃左右、1×105~3×105Pa下发生裂解，生产轻质油、气体和焦炭的过程4.催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居首位高价值的目标产品是液化气和汽油。
三、反应-再生：1.催化裂化装置的核心部分为反应-再生单元。
反应部分由床层反应和提升管反应两种，随着催化剂发展，目前提升管反应已逐步取代了床层反应。
2.从反应器和再生器平面布置可分为高低并列式和同轴式。
3.反应部分包括提升管反应器和沉降器。
4.再生工艺可分为完全再生和不完全再生，一段和二段再生。
四、分馏系统：1.主分馏塔的作用是使高温反应油气降温并回收液体产品。
从反应器出来的高温蒸气产物从靠近底部的位置进入主分馏塔。
烃类蒸气在塔中向上流经塔板和(或)填料,通过烃组分的冷凝和重新气化而完成分馏过程。
2.主分馏塔的操作与原油蒸馏塔类似,但有两点不同之处:第一,在分馏开始之前,反应器流出的蒸气必须经过冷却。
第二,大量气体与不稳定汽油一起到达塔顶,需要进一步分离。
3.主分馏塔的底部为换热区。
用来促进气液接触的设备有人字挡板、圆形/环形塔盘以及栅格填料等。
冷的循环物料作为洗涤介质洗去夹在蒸气中的催化剂细粉并维持分馏塔底部温度低于结焦温度,一般在360℃左右，我公司维持在320-340℃。
五、原料预热：1.原料缓存罐主要作用是应对外供物料量的波动，为不同进料提供混合所需的停留时间。
我公司催化进料缓冲罐以目前的进料速度计算，大概有50min的停留时间。
2.催化裂化原料进喷嘴前需要预热，降低原料油的粘度，保证雾化效果。
原料油越重需要越高的预热温度，以降低粘度。
过高的温度会降低剂油比，对产品分布有一定影响。
六、进料喷嘴—提升管：1.大多数FCC装置进料喷嘴是“升高”型的，位于提升管底部之上5-12m的位置（我公司约7m），提供催化剂分散流化空间。
催化裂化的工艺特点及基本原理
催化裂化的工艺特点及基本原理催化裂化是一种重要的石油加工工艺，其开发和应用对于提高石油产业发展水平具有重要的意义。
催化裂化工艺的特点和基本原理如下：一、工艺特点：1.高选择性：催化裂化工艺可以将石油馏分中的大分子烃化合物按照其碳数分解为较低碳数的烃化合物，其中可选择的烃化合物主要是汽油和液化气。
因此，催化裂化可以提高汽油和液化气产率，达到更好的操作经济效益。
2.产物分布广：催化裂化反应不仅可以生成汽油和液化气，还可以生成较低碳数的烃化合物，如乙烯、丙烯等。
因此，催化裂化反应可以提供多种不同碳数的烃化合物，满足不同需求。
3.增塔体积积极：催化裂化工艺采用固定床反应器，反应器内填充了催化剂颗粒，因此反应器体积较大。
大体积的反应器可以增加催化裂化反应的容量，提高石油裂解速率，并且还可以增加反应过程的稳定性和可控性。
4.废气利用：催化裂化反应产生的废气中含有非常丰富的烃化合物和能量，可以通过适当的处理和回收利用，从而得到更好的经济效益，并减少对环境的污染。
二、基本原理：催化裂化反应是通过催化剂的作用来进行的，其基本原理如下：1.裂解反应：石油中的长链烃化合物在催化剂的作用下发生热裂解反应，将大分子烷烃分解成较小分子的烃化合物。
这种反应是一个链状反应过程，会生成一系列的短链烃化合物和碳氢烃中间体。
2.重排反应：短链烃化合物和碳氢烃中间体在催化剂的作用下发生重排反应，重新组合成不同碳数的烃化合物。
3.芳构化反应：在催化裂化过程中，由于催化剂特殊的性质，烃化合物还会发生芳构化反应，生成芳烃类化合物，如苯、甲苯等。
4.积碳反应：由于裂化过程产生的碳元素会在催化剂表面析出，形成碳黑，导致催化剂失活。
因此，催化裂化还需要定期对催化剂进行再生，以保持其活性。
综上所述，催化裂化工艺具有高选择性、广泛的产物分布、增塔体积积极和废气利用等特点。
其基本原理包括裂解反应、重排反应、芳构化反应和积碳反应。
催化裂化工艺的开发和应用有助于提高石油产业的经济效益和环境可持续性。
催化裂化基础知识Word版
2工艺原理蜡油（或渣汕）等大分子坯类，在髙温低压操作条件下，通过催化裂化催化剂表而强酸中心的催化作用，使坯类分子发生以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应，使大分子炷类转化为各种小分子炷类的混合物，并通过后续分馅稳左系统分离岀干气、液化气（英中的C,、C：烯炷经进一步分离后可用于化工原料）、汽油、柴油及油浆等产品，反应过程形成的焦炭被用于工艺过程消耗并提供热量（不形成实物产品）。
催化裂化生产在非临氢条件下进行，属于脱碳反应，原料中的碳向油浆、焦炭等大分子产品富集，而氢则向干气、液化气、汽油等小分子产品富集，原料的氢含量（或烧族组成）对产品分布与装置操作有重要影响。
2. 1催化裂化反应过程基本原理2. 1. 1催化裂化反应机理催化裂化的反应机理一般用正碳离子的机理来解释。
正碳离子是炷分子中有一个碳原子的外围缺少一对电子，因而形成带正电的离子。
它只能吸附于催化剂表而上进行反应而不能脫离催化剂自由移动。
催化裂化中的各类主要反应一般都经过原料烧分子变成正碳离子的阶段，所以催化裂化反应实际上就是各种正碳离子的反应。
正碳离子的基本来源有几种不同的途径：一是酸（催化剂酸性中心）和充当弱碱的不饱和炷反应，炷接受质子而形成正碳离子；二是烷炷被酸性中心抽取一个负氢离子而形成正碳离子：三是正碳离子和饱和炷反应时，发生类似于负氢离子转移生成一个新的正碳离子；四是稳左分子碳键断裂生成两个带相反电荷的碎片，带正电荷的即为正碳离子。
例如：C16H3：+H* --------------- G B HJ催化裂化裂化反应过程中的氢离子来源于催化剂表而上的酸性活性中心。
正碳离子反应过程复杂，主要特点如下：（1）大的正碳离子不稳泄，容易在B位置上断裂，生成一个烯•泾和一个小正碳离子，如:C—C'—€p—C—C—C --------------------- C二C—C + C—C—C+ +正己基离子丙烯丙基离子只有主链中碳原子数在五个以上才容易断裂，裂化后生成的至少为C3的分子，所以催化产品中Cl、C2含量较少。
流化催化裂化装置基础知识
吸收解吸基本原理
在吸收过程中，相际传质是由三个步骤串联组成：（1）溶质由气 相主体传递到气、液相界面，即气相与界面间的对流传质；（2） 溶质在相界面上的溶解，进入液相；（3）溶质由界面传递到液相 主体，即界面与液相间的对流传质。
吸对于吸收过程的机理，一般用双膜理论进行解释，双膜理论的 基本论点如下： 相接触的气、液两相液体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有 一很薄的有效层流膜层，溶质以分子扩散方式通过此两膜层； 界面上的气、液两相呈； 在膜层以外的气、液两相主体区无传质阻力，即浓度梯度（或分 压梯度）为零。： 双膜理论把整个相际传质过程简化为溶质通过两层有效膜的分子 扩散过程，把复杂的相际传质过程大为简化。该理论可用于具有 固定相界面的系统及流速不高的两相流体间的传质过程。
〔四 精馏基本原理
精馏原理
精馏原理：一种相平衡分离过程,其重要的理论基础是 汽-液相平衡原理,即拉乌尔定律. PA=PAOXA PB=PBOXB=PBO〔1-XA 式中： PA、PB——溶液上方组份A及B的饱和蒸汽压. PAO、PBO——纯组份A及B的饱和蒸汽压. XA、XB——溶液中组份A及B的摩尔分率.
二 流化催化裂化装置基础知识
〔三 流化原理及基本知识
流态化及流化床
固体颗粒悬浮于运动着的流体之中称为固体的流态化，使固 体小颗粒群在流体的作用下，能像流体一样流动。 工业上的固体流化是在容器内进行的，通常把容器和在其中 呈流化状态的固体颗粒合在一起称为流化床。 流化催化裂化的反应、再生的操作状况，催化剂在再生器和 沉降器间的循环输送及催化剂损失等，都与流化状态有密切 关系。 形成流化床条件 流化床的形成需具备以下三个条件：A、要有一个容器，如催 化裂化装置中反应器、再生器等，并设置有使流体分布良好 的分布器，以支撑床层并使流化良好。B、容器中要有足够数 量的固体颗粒，颗粒大小、相对密度、耐磨性能等应能满足 要求。如催化裂化装置中所使用的催化剂颗粒，C、要有流化 介质和一定的流动速度，就是使固体颗粒流化起来的介质。
催化裂化各岗位基础知识问答题库
一联合车间各岗位基础知识题库反应岗位；一、填空题01、余热锅炉省煤段的作用是（预热汽包上水）02、目前,催化原料日常分析项目包括（密度,馏程，残炭，水分）；03、催化裂化化学反应种类: （裂化反应,）（异构化反应,)（氢转移反应，)(芳构化反应,）（甲基转移反应，)（叠合反应，)（烷基化反应.）04、再生器外壁衬里由（耐磨）层和（隔热）层组成。
05、再生过程主要是将催化剂上的（焦碳）烧掉。
06、CO助燃剂的主要化学成分是( 铂）07、反应深度大，回炼油量( 小 ).08、旋风分离器的翼阀作用是（防止催化剂倒篡防止气体倒窜到料腿中）09、余热锅炉过热段的作用是（过热汽包出来的饱和蒸汽）.10、吹扫管线引蒸汽时首先要切净水,以防( 水击）.11、高温下的催化剂遇水蒸汽易发生( 热崩溃）12、汽提段中催化剂与汽提蒸汽是（逆向)接触.13、重油催化主要产品有（干气）。
（液化气）。
（汽油 )。
( 柴油 ).（油浆 ).14、再生压力越高，烧焦速度（越快 ).焦炭燃烧速度（越快）.15、催化剂的重金属主要来源于( 原料）.16、正常巡检中司泵员常用（听）、(摸）、擦、(看)、比的操作方法,检查泵的各项指标是否正常，如泵出口压力是否正确，电机电流（不超过额定电流)，轴承温度不大于65℃电机轴承温度(不大于75℃)。
17、为了机泵轴承(润滑良好，润滑油合格，不乳化）,油位应在看窗的（2/3或1/3)处。
18、机泵空转对出口阀关闭时间应不大于(5)分钟。
19、润滑油的主要作用是（润滑）（冷却）（冲洗）（密封）(减振）(卸荷）（保护）20、泵发生抽空现象后，引起电流，压力(下降),有响声，泵体振动，泵体温度（升高).二、选择题01、发现锅炉严重缺水,应( B ）。
A、立即进水B、严禁进水，采取紧急停炉措施C、先进水，如发生异常立即停炉02、应用最广的标准节流装置是( A ）。
A、孔板B、喷嘴C、文丘里管D、测速管03、选取三旋细粉压入催化剂罐操作其中几步如下：① [P]—根据管线振动情况,控制细粉量②［P］-打开三旋卸细粉阀③（P）—确认细粉输送线畅通④ [P]—打开三旋底部细粉输送线的输送风阀，贯通细份线.那么正确的操作步骤应为：( C )A．①②③④ B．②④③① C．④③②① D．④③①②04、在开停工计划统筹图的时间安排上，对于反再系统操作和分馏系统操作,下面叙述正确的是：( C )A.两个系统独立操作，没有关系. B。
催化裂化技师培训资料
催化剂的装卸和储存过程中，需要注意安全防护，防止催化剂中毒、燃烧和爆炸等事故发 生。
废气、废水和废渣处理
催化裂化过程中产生的废气、废水和废渣，需要进行处理，严禁直接排放，避免对环境造 成污染。
催化裂化装置的环保设施与排放控制
装置密封与泄漏检测
废气处理
催化裂化装置的所有密封点都需要进行泄漏 检测，确保无有毒有害物质泄漏。
催化裂化的工业应用
生产汽油
催化裂化是生产汽油的主要途径之一，约占国内 汽油供应量的30%。
生产柴油
催化裂化也可以生产柴油，约占国内柴油供应量 的20%。
生产烯烃和芳烃
催化裂化还可以生产烯烃和芳烃，这些产品是化 工行业的重要原料。
02
催化裂化装置操作与维护
催化裂化装置的构成和功能
反应-再生系统
包括反应器、再生器、催化剂 输送系统、热量回收系统等。
催化裂化重要性
催化裂化是石油化工的重要组成部分，为我国能源供应和经 济发展做出了重要贡献。
催化裂化的反应原理
1 2
裂化反应
在催化剂作用下，重质油分子发生裂解，生成 轻质油和气体。
异构化反应
重质油中的烷烃在催化剂作用下发生异构化， 生成更轻的烷烃和烯烃。
3
氢转移反应
重质油中的芳烃在催化剂作用下发生氢转移， 生成更简单的芳烃。
多金属催化剂具有高稳定性和抗中毒性能，活性较高 ，寿命较长，但制备成本较高。
单铂催化剂具有高活性和选择性，适用于多种反应， 但稳定性较差。
助催化剂可以增强主催化剂的活性和稳定性，提高产 品质量。
催化裂化催化剂的制备和再生
1
催化裂化催化剂的制备主要包括载体选择、活 性组分浸渍、焙烧、还原等步骤。
催化裂化基础知识
2003年几个国家原油与催化裂化加工能力
炼厂数
美国 132
中国 95
俄罗斯 42
日本 33
韩国
6
委内瑞拉 5
原油 催化裂化 Mt/a Mt/a 834.91 281.89 289.51 102.8 271.77 16.54 235.15 43.8 127.20 8.94 64.11 11.59
84.99 11.69 2.38 0.70
87.39 11.94 0.23 0.44
粘度(100℃) mm2/s
重金属ppm V Ni Fe
121.7 31.52
5.84
22
<0.1 <0.1
9.8
4.8
<0.02
0.17
0.045
5.0
11.2
139.7 471.9 11.36 51.1
1.5
2.4 0.32
3.00Mt/a 3.50Mt/a 3.00Mt/a 3.00Mt/a 2.40Mt/a 2.00Mt/a 2.00Mt/a
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
催化裂化工艺 技术探讨
2005.9
目录
¾CH-1 概述 ¾CH-2 催化裂化原料和产品特点 ¾CH-3 反应-再生工艺技术 ¾CH-4 催化工艺技术的发展趋势
1ห้องสมุดไป่ตู้
一、石油工业
CH-1 概 述
石油—黑色的金子，工业的血液，绿色的能源。 石油是世界经济的主要能源，2000-2015年将增加九亿吨石油产品。
重油催化裂化基础知识
重油催化裂化基础知识广州石化总厂炼油厂重油催化裂化车间编一九八八年十二月第一章概述第一节催化裂化在炼油工业生产中的作用催化裂化是炼油工业中使重质原料变成有价值产品的重要加工方法之一。
它不仅能将廉价的重质原料变成高价、优质、市场需要的产品，而且现代化的催化裂化装置具有结构简单，原料广泛（从瓦斯油到常压重油），运转周期长、操作灵活（可按多产汽油、多产柴油，多产气体等多种生产方法操作），催化剂多种多样，（可按原料性质和产品需要选择合适的催化剂），操作简便和操作费用低等优点，因此，它在炼油工业中得到广泛的应用。
第二节催化裂化生产发展概况早在1936年美国纽约美孚真空油公司（SoCony vacu um co）正式建立了工业规模的固定床催化裂化装置。
由于所产汽油的产率及辛烷值均比热裂化高得多，因而一开始就受到人们的重视，并促进了汽车工业发展。
如图所示，片状催化剂放在反应器内不动，反应和再生过程交替地在同一设备中进行、属于间歇式操作，为了使整个装置能连续生产，就需要用几个反应器轮流地进行反应和再生，而且再生时放出大量热量还要有复杂的取热设施。
由于固定床催化裂化的设备结构复杂，钢材用量多、生产连续性差、产品收率及性质不稳定，后为移动床和流化床催化裂化所代替。
第一套移动床催化裂化装置和第一套流化床催化裂化（简称FCC 装置都是1942年在美国投产的固定床反应器移动床催化裂化的优点是使反应连续化。
它们的反应和再生过程分别在不同的两个设备中进行，催化裂化在反应器和再生器之间循环流动，实现了生产连续化。
它使用直径约为3毫米的小球型催化剂。
起初是用机械提升的方法在两器间运送催化剂，后来改为空气提升，生产能力较固定床大为提高、产品质量也得到了改善。
由于催化剂在反应器和再生器内靠重力向下移动、速度很缓慢，所以对设备磨损很小，但移动床的设备仍较复杂，耗钢量仍较大，特别是处理量在80 万吨/年以上的大型装置、移动床远不如流化床优越。
催化裂化(分析的很全面)
第九章 催化裂化
Catalytic Cracking
第一节 概述
燃料生产中一个重要的问题
如何将原油中的重质馏分油甚至渣油转化成轻
质燃料产品
重质油轻质化
从大分子分解为较小的分子
主要依靠分解反应（热反应和催化反应）
从低 H/C 的组成转化成较高 H/C 的组成
脱 碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等） 加 氢（加氢裂化）
变)
提高催化剂的活性还有利于促进氢转移反应和异
构化反应，对提高产品质量有利。
催化剂的活性取决于它的结构和组成。
② 活性和催化剂表面上的积炭有关
催化剂表面积炭量↗，活性↙ 。 单位催化剂上焦炭沉积量主要与催化剂在反应器内
的停留时间有关。
催化剂上的焦炭含量还与剂油比有关
③ 剂油比， C/O
一、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过
程，也是重油轻质化的核心工艺 ，是提高原油加工深 度、增加轻质油收率的重要手段。
催化裂化原料：重质馏分油 ( 减压馏分油、焦化馏分
油 ) 、常压重油、减渣 ( 掺一部分馏分油 ) 、脱沥青 油。 主要控制指标：金属含量和残碳值
催化裂化技术今后的发展方向： ① 加工重质原料 ② 降低能耗 ③ 减少环境污染 ④ 适应多种生产需要的催化剂和工艺 ⑤ 过程模拟和计算机应用
第二节 石油烃类的催化裂化反应
一、单体烃的催化裂化反应
1 ．各类单体烃的裂化反应
(1). 烷 烃
烷烃主要发生分解反应，例如 ：
C16H34
+ C8H16 C8H18
催化裂化技师培训资料
催化裂化技师培训资料xx年xx月xx日CATALOGUE目录•催化裂化基础知识•催化裂化装置操作与维护•催化裂化生产安全管理•催化裂化工艺流程优化•催化裂化节能减排技术•催化裂化技师培训计划与实施01催化裂化基础知识催化裂化是一种石油加工技术，通过催化剂的作用，将重质油转化为轻质油的过程。
催化裂化定义具有较高的转化率和良好的产品质量，同时能够实现重质油的轻质化，提高石油资源的利用率。
催化裂化特点催化裂化的定义与特点裂化反应在热和催化剂的作用下，重质油发生裂化反应，分解成更小的分子，如烷烃、烯烃等。
异构化反应在催化剂的作用下，小分子发生异构化反应，转化为更优质的石油产品。
催化裂化的反应原理催化裂化的工业应用生产高质量汽油催化裂化是生产高质量汽油的重要手段之一，具有较高的辛烷值和良好的燃烧性能。
提高石油资源利用率催化裂化技术能够将重质油转化为轻质油，提高石油资源的利用率，降低能源消耗。
生产柴油和燃料油催化裂化技术也能够生产柴油和燃料油等重油产品，满足工业和交通运输的需求。
02催化裂化装置操作与维护催化裂化装置的构成与功能催化裂化反应在反应器中进行，包括提升管、沉降器等主要部件。
反应器再生器分馏塔其他辅助设备烧焦催化剂以恢复其活性，包括燃烧室、再生器等主要部件。
将反应产物分离成不同沸点的产品，包括分馏塔、回流罐等主要部件。
如输送泵、压缩机、阀门等，控制和调节装置的运行。
催化裂化装置的操作规程检查设备状况、催化剂准备、工艺流程等，确保装置满足开车条件。
开车前准备按照规定的步骤和顺序启动装置，确保各部位运行正常。
开车操作控制适宜的反应温度、压力等参数，保持装置稳定运行。
正常操作按照规定的步骤和顺序停车装置，确保安全、环保。
停车操作定期对装置进行巡检，发现异常及时处理。
巡检维护检查设备部件、管道、阀门等是否正常，及时更换损坏部件。
定期检查根据催化剂活性情况，及时补充或更换催化剂。
催化剂补充根据产品需求和市场变化，优化工艺流程，提高装置效率。
催化裂化的工艺特点及基本原理
催化裂化的工艺特点及基本原理催化裂化是一种重要的炼油工艺，主要用于将重质石油馏分裂解为较轻的馏分，以增加汽油和其他高附加值产品的产量。
其工艺特点和基本原理如下：工艺特点：1.选择性：催化裂化能够选择性地将重质石油馏分中的长链烃破裂成较短的烃烷和烃烯。
这种选择性能使得催化裂化工艺可以得到较高品质和较高产率的汽油。
2.灵活性：催化裂化工艺可以通过控制反应条件（如温度、压力、催化剂活性等）来实现不同产品的选择性改变。
这使得生产者可以根据市场需求对产品进行灵活调整。
3.高产率：催化裂化能够将重质石油馏分中的大分子烃分解为较小的分子，从而增加汽油的产率。
此外，催化裂化还能产生其他高附加值产品，如液化石油气（LPG）、石脑油和柴油等。
4.能源效率：催化裂化可以在较低的温度和压力下进行，从而节约能源。
此外，催化裂化还可以利用石油馏分中的热和压力来驱动反应，节约能源成本。
基本原理：催化裂化是通过在催化剂的作用下将石油馏分中的长链烃分子破裂成较短的烃烷和烃烯的过程。
其基本原理包括以下几个方面：1.热裂解和催化裂解：石油馏分中的长链烃在高温条件下会发生热裂解，即分子内部键的断裂，生成较短的碳链。
催化裂化是在催化剂的作用下，将热裂解过程中产生的碳链进行选择性破裂。
2.催化剂的作用：催化剂在催化裂化反应中起到重要作用。
催化剂通常由多孔介质和活性组分组成，活性组分一般为酸性物质，如氧化铝、硅铝酸盐等。
催化剂能够吸附和解离烃分子，使其在催化剂表面发生分解反应，从而实现分子的破裂和选择性转化。
3.反应条件的控制：反应温度、压力、空速和催化剂活性等条件对催化裂化反应的效果具有重要影响。
通常情况下，较高的温度和较低的压力利于反应进行，但过高的温度会导致过度裂解和产生过多的烃烯。
因此，在实际生产中，需要综合考虑反应的产率、选择性和经济性，确定合适的反应条件。
4.产物分离和处理：催化裂化反应产生的产物通常是气体、液体和固体混合物，需要通过分离和处理工艺进行产品回收和提纯。
催化裂化讲义
催化裂化讲义单位：姓名：目录1.催化裂化基本知识 (1)1.1基本催化裂化工艺 (1)1.2装置主要指标 (1)1.3产品质量控制 (3)1.4各种基本计算 (5)2.中油催化装置基本情况 (6)2.1平面布置 (6)2.2主要设备型号 (9)2.3主要控制回路 (11)2.4三大平衡 (14)3.自动保护系统（ESD） (15)4.基本开停工过程 (19)4.1开工步骤 (19)4.2停工步骤 (19)5.基本事故处理 (19)5.1紧急停工的条件： (19)5.2紧急停电 (20)5.3全厂性停电： (21)5.4仪表电全停时装置应急处理方案 (22)5.5火灾事故 (22)5.6增压机自停事故处理预案 (22)1.催化裂化基本知识1.1基本催化裂化工艺FCC（流化催化裂化）的各种工艺，基本上没有多大的区别，较大的区别在产品分布，从而对各部分的设计产生影响。
以重质油为原料多产丙烯的催化裂解技术(DCC)、多产液化气和汽油的催化裂化技术(MGG和ARGG)、多产异构烯烃的催化裂化技术(MIO)、多产丙烯和乙烯的催化热裂解技术(CPP)，全大庆减压渣油催化裂化工艺(VRFCC)，焦化蜡油吸附转化DNCC催化裂化技术。
MIP 多产异构烷烃DCC 深度催化裂化MGD 最大量生产液化气和柴油工艺FDFCC 灵活双效催化裂化MSR（Multi Stage Reaction）多段提升管MSR-PL 最大量丙稀、液化气MSR-LG 最大量液化气、汽油MSR-DG 最大量柴油、汽油MSR-OLD 最大量降低汽油稀烃催化裂化装置主要任务是将常压重油（渣油、蜡油）等经过反应生成高辛烷值汽油、轻柴油、液化石油气、干气、油浆，并将生成的焦炭在再生器燃烧，产生蒸汽，另外还提供近100℃的低温热源。
1.2装置主要指标1.加工能力同类装置，相同条件下（装置类型、原料和催化剂性质、加工工艺、生产方案等）一般加工量越大，综合能耗越低。
催化裂化基础知识
2 工艺原理蜡油（或渣油）等大分子烃类，在高温低压操作条件下，通过催化裂化催化剂表面强酸中心的催化作用，使烃类分子发生以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应，使大分子烃类转化为各种小分子烃类的混合物，并通过后续分馏稳定系统分离出干气、液化气（其中的C3、C4烯烃经进一步分离后可用于化工原料）、汽油、柴油及油浆等产品，反应过程形成的焦炭被用于工艺过程消耗并提供热量（不形成实物产品）。
催化裂化生产在非临氢条件下进行，属于脱碳反应，原料中的碳向油浆、焦炭等大分子产品富集，而氢则向干气、液化气、汽油等小分子产品富集，原料的氢含量（或烃族组成）对产品分布与装置操作有重要影响。
2.1催化裂化反应过程基本原理2.1.1催化裂化反应机理催化裂化的反应机理一般用正碳离子的机理来解释。
正碳离子是烃分子中有一个碳原子的外围缺少一对电子，因而形成带正电的离子。
它只能吸附于催化剂表面上进行反应而不能脱离催化剂自由移动。
催化裂化中的各类主要反应一般都经过原料烃分子变成正碳离子的阶段，所以催化裂化反应实际上就是各种正碳离子的反应。
正碳离子的基本来源有几种不同的途径：一是酸（催化剂酸性中心）和充当弱碱的不饱和烃反应，烃接受质子而形成正碳离子；二是烷烃被酸性中心抽取一个负氢离子而形成正碳离子；三是正碳离子和饱和烃反应时，发生类似于负氢离子转移生成一个新的正碳离子；四是稳定分子碳键断裂生成两个带相反电荷的碎片，带正电荷的即为正碳离子。
例如：C 16H32+H+—————→C16H33+催化裂化裂化反应过程中的氢离子来源于催化剂表面上的酸性活性中心。
正碳离子反应过程复杂，主要特点如下：(1)大的正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯烃和一个小正碳离子，如：C—Cα—Cβ—C—C—C ————→C=C—C + C—C—C+ +正己基离子丙烯丙基离子只有主链中碳原子数在五个以上才容易断裂，裂化后生成的至少为C3的分子，所以催化产品中C1、C2含量较少。
催化裂化技师培训资料
在启动催化裂化装置前，需检查各种设备、管道和阀门等设施是否正常，确保没有安全隐患。启动过程中，需要按照操作规程依次开启设备，控制适宜的工艺参数，如温度、压力和流速等。在装置运行稳定后，可进行停机操作，先逐渐降低工艺参数至安全范围，再关闭设备。
详细描述
总结词
掌握装置正常操作与优化是提高催化裂化过程效率和经济效益的关键。
催化裂化事故处理与安全
03
事故处理原则
遵循“安全第一，预防为主”的原则，确保人员安全，减少事故损失。
事故处理方法
立即报告，迅速采取措施防止事故扩大，保护事故现场，收集证据。
事故处理原则与方法
安全风险识别
识别潜在的事故风险源，如设备故障、操作失误、自然灾害等。
安全风险防范
采取有效的预防措施，如定期检查设备、培训操作人员、建立应急预案等。
催化裂化定义
催化裂化广泛应用于炼油厂和石化工业，是生产高辛烷值汽油、柴油和其他石油产品的关键技术之一。
催化裂化应用范围
催化裂化定义
反应原理概述
催化裂化过程主要涉及裂解和异构化反应，通过催化剂的作用将重质油转化为轻质烃类。
催化裂化反应原理
裂解反应
裂解反应是催化催化剂的作用下，按C-C键裂解成更小的烃类，如汽油、柴油等。
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提升管在流化过程中，当气速高于带出速度，固体颗粒便被带出。
把带出的颗粒沿一根垂直管道向上运动，这根管道称为提升管。
提升管主要有两种用途。
一是用于固体颗粒输送；一是作为反应器，亦称为提升管反应器，催化剂和气相原料在提升管中停留时进行反应，在出口处反应产物与催化剂分离。
催化剂经再生后又重新进入提升管，构成一循环流化床反应系统。
提升管反应器的主要优点是返混较小，效率高，结构简单。
目前的催化裂化装置都采用提升管反应器。
提升管反应器的作用提升管反应器的基本结构形式如图1所示。
提升管反应器的直径由进料量确定。
工业上一般采用的线速是入口处为4-7m/s ，出口处为12-18m/s。
随着反应深度的增大，油气体积流量增大，因此有的提升管反应器由不同直径的两段（上粗下细）组成二提升管反应器的高度由反应所需时间确定，工业设计时多采用2-4s的反应时间。
近年来由于进入反应器的再生催化剂温度多已提高到650-720℃，提升管下段进料油与再生催化剂接触处的混合温度较高，当以生产汽油、柴油为上要目标时，反应只需2s左右的时间就已基本完成，过长的反应时间使二次裂化反应增多，反而使口的产物的收率下降。
为了优化反应深度，有的装置采用终止反应技术，即在提升管的中上部某个适当位置注人冷却介质以降低终中部的反应温度，从而抑制二次反应。
有的还在注人反应终止剂的问时相应地提高或控制混合段的温度，称为混合温度控制技术（MTC）。
此项技术的关键是如何确定注入冷却介质的适宜位置、种类和数量。
国内有些炼油厂采用了注入终止剂技术，但是仅是凭经验来确定有关的参数，可靠性差。
中国石油大学提出的提升管反应器流动—反应模型可以对提升管内的反应过程进行三维模拟，初步解决了科学确定上述有关参数的问题。
图2是在某催化裂化装置的提升管的适当位置注入反应终止剂前后提升管沿高的温度及反应产二物产率变化情况的模拟计算结果。
由此可见，注入终止剂后，汽油和柴油的产率都有所提高。
注入终止剂的效果与原工况及注入的条件有关。
提升管反应过程提升管上端出口处设有气—固快速分离构件，其目的是使催化剂与油气快速分离以抑制反应的继续进行。
快速分离构件有多种形式，比较简单的有半圆帽形、T 字形的构件，为了提高分离效率，近年来较多地采用初级旋风分离器。
实际上油气在沉降器及油气转移管线中仍有一段停留时间，从提升管出日到分馏塔约为10-20s。
，而且温度也较高一般为450-510℃。
在此条件下还会有相当程度的二次反应发生，而且主要是热裂化反应，造成于气和焦炭产率增大。
对重油催化裂化，此现象更为严重，有时甚至在沉降器、油气管线及分馏塔底的器壁上结成焦块。
因此，缩短油气在高温下的停留时间是很有必要的。
适当减小沉降器的稀相空间体积、缩短初级旋风分离器的升气管出口与沉降器顶的旋风分离器入口之间的距离是减少二次反应的有效措施之一。
据报道，采取此措施可以使油气在沉降器内的停留时间缩短至3s，热裂化反应明显减少。
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。
对重油进料，要求迅速汽化、有尽可能高的汽化率，而且一与催化剂的接触均匀。
原料油雾化粒径小可增人传热面积，而.只由于原料油分散程度高，油雾与催化剂的接触机会较均等，从而提高了汽化速率。
实验及计算结果表明，雾滴初始粒径越小则进料段内的汽化速率越高，两者之间呈指数关系。
实验结果还表明，对重油催化裂化，提高进料段的汽化率能改善产品产率分布。
因此，选用喷雾粒径小，而且粒径分布范围较窄的高效雾化喷嘴对重油催化裂化是很重要的。
模拟计算结果表明，当雾滴平均粒径从60μm减小至50μm时，对重油催化裂化的反应结果仍有明.显的效果。
除了液雾的粒径分布外，影响油雾与催化剂的接触状况的因素还有喷嘴的个数及位置、喷出液雾的形状、从预提升管上升的催化剂的流动状况等。
在重油催化裂化时，对这些因素都应予以认真的研究。
汽提段的作用沉降器下面的汽提段的作用是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，其目的是减少油气损失和减小再生器的烧焦负荷。
裂化反应中生成的催化焦、附加焦及污染焦的含氢量约为4%（质量分数），但汽提段的剂油比焦的含氢量有时可达10%（质量分数）以上。
因此，从汽提后的催化剂上焦炭的氢碳比可以判断汽提效果。
汽提段的效率与水蒸气用量、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。
工业装置的水蒸气用量一般为2-3kg/1000kg催化剂，对重油催化裂化则用4-5 kg/1000kg催化剂。
改进汽提段的结构可以提高汽提效率或减少水蒸气用量。
据报道，在初级旋风分离器料腿处安装预汽提器有利于进一步提高油气与催化剂分离的效果。
再生器一种新型再生器主要由催化剂进口管道、鼓风进口管道、燃料进口管道、再生催化剂出口管道、热风进口管道所组成；各管道端口与再生器中心相通，且相通处为一个空腔，各管道之间用耐火材料相隔离，整个再生器系统呈封闭状态。
这种再生器，构造简单，造价低。
由于有二次热风，催化剂循环煅烧充分，能恢复催化剂最佳活性，不但催化剂再生效果好，而且燃料来源广泛。
再生器的主要作用是烧去结焦催化剂上的焦炭以恢复催化剂的活性，需的热量。
催化裂化再生器再生器的主要作用是烧去结焦催化剂上的焦炭以恢复催化剂的活性，需的热量。
对再生器的主要要求有:①生催化剂的含炭量较低，一般要求低于0.2%（质量分数）有时要求低达0.05%0.10%（质量分数）。
②有较高的烧焦强度，当以再生器内的有效藏最为基准时，烧焦强度一般为100-250 kg/（t*h）。
③催化剂减活及磨损的条件比较缓和。
④易于操作，能耗及投资较少。
⑤能满足环境保护要求。
为了实现以上目标，工业上有各种型式的再生器，大体可分为三种类型：单段再生、两段再生、快速流化床再生。
表1列出了各种组合方式的再生型式以及它们的主要指标。
图1是单段再生的再生器简图，以下以此图为例说明再生器的基本工艺结构。
再生器的结构再生器的壳体是钢制的大型筒体，国外最大的直径达16.8m（装置处理能力8.5Mt/a）。
壳体内的上部为稀相区，下部为密相区。
密相区的有效藏量由烧焦负荷及烧焦强度确定，根据密相区的有效藏量和固体密度可决定密相风的容积。
所谓有效藏量是指处于烧焦环境中的藏量。
密相区的直径由空塔气用较高的气速可以有较高的烧焦强度，从而使藏量减少，但床层密度下降而使床层体积增大，因此，气速的选择有一合理的范围。
密相区的直径和容积确定后，即可确定其高度。
密相区的床层高度一般为5-7m。
为了避免过多地带出催化剂及增大催化剂的损耗，稀相区的气速不能太高，对堆积密度较小的催化剂一般采用0.6-0.7m/S，对堆积密度较入的催化剂则可采用0. 8 - 0.9 m/s。
从密相区向上到一级旋风分离器入口之间的稀相空间高度应大于TDH。
即使如此，稀相空间仍有一定的催化剂浓度，为了减少催化剂的损耗，再生器内装有两级串联的旋风分离器，其回收固体颗粒的效率应在99.99%以上。
旋风分离器的直径不能过大，以免降低分离效率，因此，在烧焦负荷大的再生器内装有几组旋风分离器，它们的升气管连接到一个集气室将烟气导出再生器。
为了使烧焦空气（工厂里多称为主风）进入床层时能沿整个床截面分布均匀，在再生器下部装有空气分布器，其主要结构形式有分布板式（碟形）和分布管式（平面树枝形和环形）两类。
碟形分布板上开有许多小孔，孔直径为16-25mm，孔数为10-20/㎡。
分布板可使空气得到良好的分布，但是大直径的分布板长期在高温下操作易变形而使空气分布状况变差。
目前工业上使用较多的是管式分布器，这种分布器在树枝形分布管或环形分布管上设有向下倾斜45°的喷嘴，空气由喷嘴向下喷出，再返回上面的床层。
待生催化剂进入再生器和再生催化剂出再生器的方式及相关的结构形式随再生器的结构、再生器与反应器的相对位置等因素而多种多样，同时还应从反应工程的角度考虑如何能有较高的烧焦效率。
一般来说，待生催化剂从再生器床层的中上部进入，并且以设有分配器为佳;再生催化剂从床层的中下部引出，通常是通过淹流管引出。
在以馏分油为原料的催化裂化装置中，一般是处于热平衡操作。
但在重油催化裂化装置中，由于焦炭产率高，再生器内产生的热量过剩，必须另外取走一部分热量才能维持两器的热平衡。
工业上曾经采用在再生器内安装取热盘管或管束的办法来取走过剩的热量，称为内取热方式。
由于操作灵活性差及取热管易损坏，近年来，内取热方式已被外取热方式逐渐所替代。
外取热方式是在再生器壳体外部设一催化剂冷却器（称外取热器），从再生器密相床层引出部分热催化剂，经外取热器冷却，温度降低约100-200℃，然后返回再生器。
这种取热方式可以采用调节引出的催化剂的流率的方法改变冷却负荷，其操作弹性可在0-100%之间变动，这就使再生温度成为一个独立调节变动，从而可以适合不同条件下的反应—再生系统热平衡的需要。
沉降器利用重力的差别使流体(气体或液体)中的固体颗粒沉降的设备。
将气溶胶或悬浮液导入器内，经一定时间的静置或极慢的流动，然后将沉降物导出器外。
沉降器的分离效率很低，一般仅用于初步分离。
有间歇式、半连续式或连续式。
用于气体净化的有降尘室和离心沉降器等。
用于处理悬浮液的有锥形沉降器和增稠器等。
气提原理气提是一个物理过程，它采用一个气体介质破坏原气液两相平衡而建立一种新的气液平衡状态，使溶液中的某一组分由于分压降低而解吸出来，从而达到分离物质的目的。
例如，A为液体，B为气体，B溶于A中达到气液平衡，气相中以B 气相为主，加入气相汽提介质C时，气相中A、B的分均均降低从而破坏了气液平衡，A、B物质均向气相扩散，但因气相中以B为主，趋于建立一种新的平衡关系，故大量B介质向气相中扩散，从而达到气液相分离目的。
通过控制气提介质的量可以控制气提程度。
化工中做气提的是汽提塔，其原理就是分离作用。
简单的说汽化塔是在塔中把液体变为气体的装置；洗涤塔是利用自塔顶喷淋下来的液体将自塔底进来的气体中要去除的成分吸收掉的装置；精馏塔是把多种混合的液体进行分离的装置；汽提塔是利用气体通过液体时把液体中要提走的成分带走的装置。
干气油田的伴生天然气，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。