第六节催化裂化反应再生系统资料
催化裂化反再系统培训 资料
反应特点
1、各类烃之间的竞争吸附和对反应的阻滞作用 从以上分析看出，吸附能力强的烃分子将首先占据催化剂 活性中心进行反应。 但若吸附能力强，反应能力却差，则会阻碍其它烃分子反 应。 在一定反应条件下，各种烃类在催化剂上的吸附能力和反 应能力有很大差别 吸附能力：
稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链单芳>环烷烃>烷烃
催化裂化再生过程
催化裂化催化剂
催化剂：能够改变化学反应速度而本身 不发生化学反应的物质 催化剂能有选择性地促进某些反应 催化剂不仅对装置的生产能力、产品产 率及质量好坏、经济效益起主要影响， 而且对操作条件、工艺过程和设备型式 的选择有重要影响。
裂化催化剂的失活与再生
催化剂的失活 ：在反应过程中，裂化催化剂的活性和选择性不断 下降的现象称为催化剂的失活。失活原因主要有：高温或高温与 水蒸气的作用；裂化反应生焦；毒物的毒害。
反应沉降器在提升管反应器的上部，沉 降器分为两部分，上部为沉降段，下部 为汽提段。 沉降段内设有四组单级旋分器，顶部为 集气室。提升管反应器出来的反应油气 和催化剂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 催化剂随油气进入设在沉降器顶部的旋 风分离器进行继续进行分离，分离后油 气经集气室去分馏单元。
催化裂化反应
催化裂化进料
烃类在催化剂 表面发生反应
循环使用 烧焦 催化剂恢复活性 再生 催化剂活性下降 分解 缩合 气体和轻油 沉积在催化剂上
催化裂化特征
催化裂化反应类型
(1)裂化反应 催化裂化的主要反应是裂化反应，反应速度快。各
类烃的裂化反应规律：
烷烃：分子中间C-C键断裂，分子越大，越易断裂;碳 数相同的链状烃中，异构比正构易反应 烯烃：与烷烃类似，速度比烷烃高得多 环烷烃：断侧链和开环
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。
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。
催化裂化反应再生系统流程简述
催化裂化反应再生系统流程简述下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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催化裂化再生系统
1再生动力学1.1催化剂上的焦炭1）焦炭的化学组成催化剂上的焦炭来源于四个方面：⑴在酸性中心上由催化裂化反应生成的焦炭；⑵由原料中高沸点、高碱性化合物在催化剂表面吸附，经过缩合反应生成的焦炭；⑶因汽提段汽提不完全而残留在催化剂上的重质烃类，是一种富氢焦炭；⑷由于镍、钒等重金属沉积在催化剂表面上造成催化剂中毒，促使脱氢和缩合反应的加剧，而产生的次生焦炭；或者是由于催化剂的活性中心被堵塞和中和，所导致的过度热裂化反应所生成的焦炭。
上述四种来源的焦炭通常被分别称为催化焦、附加焦（也称为原料焦）、剂油比焦（也称为可汽提焦）和污染焦。
实际上，这四种来源的焦炭在催化剂上是无法辩认的。
所谓“焦炭”并不是具有严格的固定组成和结构的物质。
它不是纯碳，一般主要由碳和氢组成，是高度缩合的碳氢化合物，但碳和氢的比例受多种因素的影响，有相当大的变化范围。
影响H/C的因素主要有：催化剂、原料、反应温度、反应时间及汽提条件等。
对一定的催化剂和原料，影响焦炭H/C的主要因素是反应温度和反应时间（或结焦量）。
普遍认为，反应温度越高，焦炭的H/C越小，即焦炭中氢含量越低。
反应时间加长也有同样的影响。
在硅酸铝催化剂上用多种单体烃和轻瓦斯油进行催化裂化反应试验，结果表明所得焦炭的H/C不相同，而在0.4～0.9之间变化。
除碳和氢外，焦炭中还可能含有硫、氮、氧等杂原子，这主要决定于原料的杂原子化合物的含量。
应该指出，焦炭的化学组成，是焦炭的一个重要性质，尤其是C/H，对再生器的操作，特别是对装置的热平衡具有重要意义。
但很遗憾，焦炭的C/H很难测定准确，主要是氢含量很难测准，因为一般用燃烧法测定生成的水量，而水量难以测准，而且在燃烧过程中催化剂结构本身也可能放出一部分水，因而造成实验误差。
在生产装置上，一般还是以测定烟气中CO、CO2和O2的组成，利用焦炭在空气中燃烧时的元素平衡等计算焦炭中的C/H比。
2）焦炭的结构前面谈到焦炭的化学组成是不均匀的，而焦炭的结构与其组成密切相关，可以想象，焦炭的结构也是不均匀的，实际研究结果也证明了这一点，而且结构问题比组成更为复杂。
第六节 催化裂化反应-再生系统概述
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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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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）
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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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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
第六节
催化裂化 反应-再生系统
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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
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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
催化裂化反应-再生系统的失效模式、效应和危害度分析
械造 故问
了 分 析， 并 建 立 了 催 化 裂 化 故 障 树 分 析 模 型 （ FTA），本文针对催化裂化反应-再生系统建立了 FMECA 方法，为催化裂化装置的可靠性分析和长 周期安全运行提供理论指导。该方法可以推广应用
于同类炼油厂催化裂化装置的可靠性分析及风险性 评价，具有显著的经济效益和工程应用价值。
应 反 焦 壁 正常 环
质量含量；
应
上
裂解
量 （4）选择合格的反应条件和温度。
产
器 生 膨 露 液 体 液 （l）更换材料，选超低碳钢或双向不锈钢；
油 胀 点 漏 出 体 （2）制造成型后应进行稳定化热处理；
节
影响
气 裂 腐 反 应 漏 （3）保证反应温度在露点以上；
开 蚀 进 行 出 （4）避免液相设计时防止膨胀节受剪力。
事件
编号 x13 x14 x15 x16 x17 x18 x19 x20 x21 x22 x23
相对概率重要度 IC
1. 902505 > 10 - 2 3. 261519 > 10 - 2 2. 717905 > 10 - 2 6. 802927 > 10 - 1 6. 522725 > 10 - 3 3. 261519 > 10 - 2 3. 261519 > 10 - 2 6. 522725 > 10 - 3 6. 522725 > 10 - 3 5. 436083 > 10 - 2 5. 435593 > 10 - 3
利用 FMECA 很容易分析各层次之间的因果关 系，而 FTA 很容易考虑人为因素、环境因素或多 种因素相互组合对顶事件的影响。在可靠性分析 时，FMECA 可以与 FTA 分析方法结合使用，综合 使用的基本原理是根据系统的功能要求和故障定 义，首先选择一个或多个系统中不希望发生的事件
催化裂化装置反应再生系统操作
任务二 反应再生岗操作 -------反应再生系统操作
要点回顾与检查
同学们上节课已经学习了反应再生系统流程和操作变量。 检查同学们掌握的情况： 1、简述反应再生系统工艺流程？ 2、反应再生系统操作变量有哪些？
任务布置
简述右图反应再生系统工 艺流程。
1.控制物料、热量、压 力三大平衡，保持两器 流化通畅。 2.根据反应再生系统操 作规程调整控制参数。
（一）温度控制： 反应再生系统主要控制的温度点有：原料预热温度、
反应器出口温度、再生器床层温度等。
（二）压力控制 反应再生系统主要控制的压力点有：再生器压力、反应 沉降器压力等。 （三）汽提蒸汽 （四）再生烟气氧含量的控制 若再生烟气氧含量过高，再生器稀相易发生二次燃烧； 过低时，再生器定碳量不易控制到低于0.1%，且易发生碳 堆。该参数是判断再生器工况的一个重要参数。
（五）反应深度的控制 反应深度是裂化反应过程转化率高低的标志。可通过观 察富气和粗汽油产率及回炼油罐和分馏塔底液位高低来判 断。反应深度过高，裂化反应过程中会将汽油、轻柴油及 中间产物进一步裂化，进而转化为气体和焦炭。反应深度 的变化反映在分馏塔底液面变化是非常明显的。当分馏操 作平稳，回炼油罐液面恒定，分馏塔底液面上升，说明反 应深度减少。
二、非正常操作 1.反应温度大幅度波动 2、反应压力大幅波动 3、沉降器汽提段藏量突然波动 4.催化剂“架桥” 5、再生器压力大幅波动
能力提升
能力提升
Description of the contents
1.仿真训练参数调整 2.观看平台反应再生系统操作视频
任务布置
简述右图反应再生系统工 艺流程。
1.控制物料、热量、压 力三大平衡，保持两器 流化通畅。 2.根据反应再生系统操 作规程调整控制参数。
5催化裂化9-6反应再生系统
第六节 反应—再生系统 P365一、反应器P3661、床层反应器（在催化裂化中已淘汰）各段结构和作用：密相段、稀相段、汽提段。
ÈË×°½¹ÕôÆûÌáÕôÆûÔÁϺʹ߻¯¼Á´µÉ¨ÕôÓÍÆø½¹°åͼ¼òͼ2、提升管反应器气管旋风分离器速分离器降器升管反应器提段形挡板水斜管图6-56 提升管反应器及沉降器简图⑴型式及结构直立式：用于高低并列式装置 折叠式：用于同轴式装置提升管制成两段或三段不同直径，设两个进料口；下部为预提升段(气速>1.5m/s)。
沿提升管装有人孔、热电偶管、测压管、采样口等。
下进料口事故蒸汽人孔附图 提升管预提升段⑵直径和长度直径由气体线速度计算，长度由反应所需时间确定。
入口线速：4～7m/s; 出口线速：12～18m/s。
停留时间:τ=L/u平；u平=(u出-u入)/ln(u出/u入)一般停留时间2~4秒。
中止反应技术：P367图9-30⑶提升管出口设快速分离装置，油气与催化剂快速分离(a)伞帽：分离效率约60～70%(b)倒L型弯头：分离效率约70～80%(c)T型弯头：分离效率～85%(d)粗旋风分离器：分离效率可达98%以上（常用）(e)弹射式快速分离器：分离效率大于90%(f)垂直齿缝式快速分离器(a)(b)(c)(d)(e)(f)同时要缩短油气在高温下的停留时间，以减少二次反应（热裂化反应）。
催化裂化
第六章催化裂化现状：(1).对轻质燃料和石油化工原料需求增长(2). 原油重质化油品的轻（重）质化通过? ?指标体现重油轻质化加氢脱碳一、催化裂化（FCC）1、概述重油轻质化的核心工艺之一。
第一套催化裂化装置1942年5月在美国投产。
至2007年底，我国催化裂化年加工能力超过1.2亿吨（仅次于美国2.8亿吨/年），且大多是重油催化（我国2005年掺炼VR 36.5 %，国外一般仅为15～20% ）。
提供了约80％的成品汽油、约1/3的成品柴油，40%的丙烯，柴汽比约0.7:1。
2. 原理重质油在分子筛催化剂、～500℃、近常压的环境下，按正碳离子机理发生裂解反应，生成轻质油、气体和焦炭。
总体上为平行－顺序反应。
反应类型：裂解、异构化、芳构化、氢转移、缩合反应－再生系统12-18m/s 不会吧？循环（～700℃）掺炼减压渣油或脱沥青油加氢后渣油掺炼焦化蜡油VGO原料掺炼常压渣油裂化气（干气＋液化气）汽油柴油焦炭（不作产品）产物产物特点干气C1-C2，含有10～20%的乙烯，它不仅可作为燃料，还可作生产乙苯、制氢等的原料。
液化气C3-C4，烯烃含量高（约占50%），平均30%以上的丙烯来自RFCC，我国约40%，丁烯作石化原料和合成高辛烷值汽油原料汽油辛烷值较高（RON～90)柴油十六烷值低（～30）且安定性差FCC是炼油-化工一体化的核心工艺之一硫含量高3．工艺流程富气柴油油浆•分馏点（一）分馏塔底设有脱过热段•进料是带有催化剂粉尘的过热油气，因此，分馏塔底设有脱过热段。
用经过冷却到280℃左右的循环油浆与反应油气经过人字挡板逆流接触，它的作用一方面洗掉反应油气中携带的催化剂，避免堵塞塔盘，另一方面回收反应油气的过剩热量，使油气由过热状态变为饱和状态以进行分馏。
•所以脱过热段又称为冲洗冷却段。
点•（二）全塔的剩余热量大而且产品的分离精确度要求比较容易满足。
因此一般设有多个循环回流：塔顶循环回流、一至两个中段循环回流、油浆循环回流。
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
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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。
催化裂化反应再生系统流程
催化裂化反应再生系统流程
1. 新鲜原料油经换热后与回炼油浆混合，经加热炉加热至180-320℃后至催化裂化提升管反应器下部的喷嘴。
2. 原料油由蒸气雾化并喷入提升管内，在其中与来自再生器的高温催化剂（600-750℃）接触，随即汽化并进行反应。
3. 油气在提升管内的停留时间很短，一般只有几秒钟。
反应产物经旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开沉降器去分馏塔。
4. 积有焦炭的催化剂（称待生催化剂）由沉降器落入下面的汽提段。
汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热水蒸气，待生催化剂上吸附的油气和颗粒之间的空间内的油气被水蒸气置换出而返回上部。
5. 经汽提后的待生催化剂通过待生斜管进人再生器。
再生器的主要作用是烧去催化剂上因反应而生成的积炭，使催化剂的活性得以恢复。
6. 再生后的催化剂（称再生催化剂）落人淹流管，经再生斜管送回反应器循环使用。
再生烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，经双动滑阀排人大气。
催化裂化装置反应再生部分控制系统设计
过程控制综合实践催化裂化装置反应再生部分控制系统设计第十二组目录第一章系统分析 (1)一、工艺流程 (1)二、控制需求分析 (2)三、对象特性分析 (2)1.控制系统特点 (2)2.控制系统扰动 (2)3.控制难点 (2)第二章控制系统详细的设计 (3)一、系统变量设置 (3)二、控制回路设计 (3)三、安全联锁报警设计 (4)四、I/O表 (5)第三章设备选型与图纸绘制 (6)一、控制器选型 (6)二、调节阀选型 (6)三、测量变送装置选型 (7)四、PLC接线图 (7)1.CPU224接线端子图 (7)2.EM235接线端子图 (8)3.控制柜接线图 (8)4.控制柜柜门设计图 (9)五、系统图纸绘制 (9)1.P&ID图图纸规格 (9)2.P&ID图的内容 (9)3.P&ID图中设备 (10)4.P&ID图中管道 (10)5.P&ID图代号和图例 (10)6.其它 (10)第四章MATLAB仿真研究 (11)一、基于MATLAB的控制对象仿真 (11)1.参考模型FCC——Linear (11)2.对象特性的阶跃响应测试 (12)二、数字控制器的设计 (12)三、控制参数对控制性能的影响及参数整定 (13)1.PID的三个调整参数对控制系统的影响 (13)2.参数整定结果 (14)第五章MATLAB与组态王的DDE连接 (17)一、动态数据交换 (17)二、组态王DDE功能 (17)三、MATLAB与组态王建立连接 (17)第六章组态王监控软件的详细设计 (20)一、组态王监控软件的界面设计 (20)二、监控软件功能设计 (20)1.工艺流程画面 (20)2.总体实时监控画面 (21)3.各个回路独立监控画面 (21)4.数据报表画面 (22)5.报警画面及报警查询画面 (23)6.总控制室画面 (23)7.标签画面 (23)三、设计过程 (23)1.建立组态王新工程 (23)2.创建组态画面 (24)3.定义I/O设备 (24)4.构造数据库 (24)5.建立动画连接 (24)6.运行和调试 (24)第七章实验结果及分析 (25)一、系统使用流程 (25)二、实际运行效果 (25)1.阶跃响应实时曲线 (26)2.性能指标整理 (26)3.鲁棒性实验 (27)三、控制系统性能分析 (28)1.控制方案优点 (28)2.控制方案缺点 (28)3.模型改进 (29)第八章感受和建议 (30)一、设计感受 (30)二、遇到的一些问题 (30)第一章系统分析催化裂化（Fluid Catalytic Cracking）是原油二次加工的核心工艺。
催化裂化过程
焦碳CmHn烧焦产生热，作为热源
• 分子结构对辛烷值的影响: 当C数目相同的情 况下,由高到低顺序为： 芳烃 > iC= > iC0 > 环烷 > 环烯 > nC= > nC0
辛烷值
高
递减
最低
• 分子结构十六烷的影响：再C数目相同的情 况下,由高到低顺序为 nC0 > iC0 , C= > 环烷 > 芳烃 > 稠芳
附表 a nCO 链长对 Cat 转化率 的影响 正构烷烃 NC5H12 NC7H16 NC12H26 NC16H34 转化率 m% 1 3 18 42
附表 b 己烷异构程度对转化率 的影响 C6 异构体 C-C-C-C-C C-C-C-C C C-C-C-C CC C-C-C-C CC 转化率%m 13.8 24.9 25.7 31.7
FCC是重质油轻质化的 重要手段之一
• 催化裂化
原料（重 质馏分油） 1-3atm, 450-530℃ 产品(气体、 液化气、汽 油、柴油、 焦炭)
有催化剂存在下
催化裂化的原料（1）
类别 原料来源 特点
含芳烃不多，易裂 化，轻油收率高， 优质催化料 馏分油FCC： 减压馏分油 30～60年代 （减二、三线、 （原料350～ 常四线）
FCC 5 12 97 102 64 50 8
附表c 正十六烷热裂化及催化裂化反应产物（2）
（500℃）mol/100mol原料
产物组分
C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14
热裂化
13 10 11 9 7 7 5
FCC
8 3 3 2 2 2 1
反应条件：Cat：SiO2-Al2O3-ZnO2， 温度500℃，反应时间相同. 摘自：梁文杰《石油化学》,P.294
催化裂化装置反应再生系统认知
• （十二）反应深度的控制
• 反应深度是一个综合参数，直接影响产品分布。深度变化对轻油收率，生焦量 等起关键作用，可以说它对整个催化装置的经济效益起决定性作用。一般反应 温度：反应温度高，反应深度大。剂油比：剂油比大，反应深度大。再生催化 剂定碳低，催化剂活性高，再生剂温度高，反应深度大。
• （八）氧分压
• 烧焦速度与再生烟气中氧分压成正比，氧分压是再生压力与烟气中氧的分子浓 度的乘积。提高再生压力，或提高主风量增加烟气中氧的分子浓度，都会提高 氧分压。
• 烟气中氧分压对烧焦速度的影响相当明显，氧分压由1%上升到 2%，烧焦速度 上升18%，对于二段完全再生装置， 因二次燃烧的可能性大大降低，为获得 高烧焦速度，进入烟道的再生烟气中的氧含量一般控制在2～5%。
• （九）催化剂性质 • 催化裂化催化剂属于固体强酸催化剂，主要由分子筛、担体、粘结剂构成，主
要成份氧化铝、氧化硅及稀土、磷等改性元素组成。
• ①平衡剂活性 • ②再生剂含碳量 • ③催化剂的重金属污染
• （十）原料性质
• 原料油性质是所有操作条件中最重要的条件，选择催化剂牌号， 制定生产方 案，选择操作条件，都应首先了解原料油性质。生产中我们要求原料性质相对 稳定，同时加工几种性质不同的原料时，要在原料罐或管道中调合均匀再进提 升管反应器，并要求分析单位预先评价。原料带水会造成装置操作波动，严重 时甚至会造成事故。理想的催化裂化原料是H／C比高，CA、残炭低，密度小 （K值大），含水少。
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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
➢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
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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
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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 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。
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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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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。
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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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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 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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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
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
5kgH2O/1000kgCat
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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
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第六节 催化裂化 反应-再生系统
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➢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
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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
蒸气用量、催化剂在汽提段的停留时间、汽提段的温度及
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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
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➢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、 T字形的构件，现在用得比较多的是初级旋风分离器
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➢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
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重催再生器需设取热设备： a.内取热式 b.外取热式
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17工业上常用再生器的形式大上可以分为三类：a.单段再生
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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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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； ④易于操作，能耗及投资少； ⑤能满足环保要求
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两段提升管反应器示意图
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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
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