催化裂化 课件
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催化裂化—催化裂化工艺(石油加工课件)
三、吸收－稳定系统
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
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。
《催化裂化和重整》课件
为提高催化裂化过程的效率和经济效益， 需要不断进行技术优化和改进，如采用新 型催化剂、优化反应条件等。
03
重整的原理与技术
原理介绍
催化裂化原理
催化裂化是一种石油加工技术， 通过催化剂的作用将重油或渣油 转化为轻质油品的过程。
重整原理
重整是一种将低辛烷值汽油转化 为高辛烷值汽油以及生产芳烃的 过程，通过在催化剂的作用下对 烃类分子进行结构重排。
设备故障
如反应器故障、管道破裂等。
操作失误
如错误控制温度、压力等参数。
安全问题及防范措施
• 化学品泄漏：可能导致人员伤亡和环境污染。
安全问题及防范措施
01
防范措施
02 定期维护和检查设备，确保其处于良好状 态。
03
严格遵守操作规程，避免人为失误。
04
配备应急处理设施，如泄漏探测器和紧急 停车系统。
技术分类
流化床催化裂化
流化床催化裂化技术中，催化剂 与原料油在流化床反应器中接触 反应，具有处理能力大、操作灵
活等优点。
固定床催化裂化
固定床催化裂化技术中，原料油通 过催化剂固定床层进行反应，具有 反应温度均匀、催化剂寿命长等优 点。
移动床催化裂化
移动床催化裂化技术中，催化剂与 原料油在移动床反应器中逆向流动 进行反应，具有操作稳定、能耗低 等优点。
环保问题及处理方法
废气排放
催化裂化和重整过程中可能产生有害气体。
废水和固废
如催化剂、废弃物料等。
环保问题及处理方法
• 噪声污染：设备运行可能产生噪 声扰民。
环保问题及处理方法
废气处理
采用催化氧化、活性炭吸附等方法去除 有害成分。
VS
废水处理
石油炼制催化裂化课件
馏分油FCC： 减压馏分油 原料
350～500℃， 焦化馏分油 含芳较多，较难 （焦化汽、柴油） 裂化，不单独使用 C20～C36 含芳更多，更难 溶剂精制抽出 裂化，只能掺兑用 油
第9章 催化裂化
4、催化裂化的原料
类别 重油FCC： 原料来源 常压重油 减压渣油 特点 最重的部分，除 了多环、稠环芳 烃外，含有胶质 与沥青质，必须 使用专门的催化 剂与相应的工艺 设备与条件。
1960
第一套移动床 FCC 第一套流化床 FCC 1930 第一套固定床 FCC 2000
第9章 催化裂化
7、 FCC技术的发展方向 发展重残渣油的FCC技术，拓宽原料来源。
调整产品结构及产品质量 催化剂的发展 （加工重质油，具备专门特性的） 降低能耗 减少环境污染
过程模拟和计算机应用
脱氢
环烷烃
裂化 脱氢
芳烃＋H2
断侧链
芳环＋烷烃或烯烃（反应同上） 非常困难，只有个别特殊结构的芳烃可裂化 结焦或复杂环芳烃
芳香烃
开环裂化 脱氢
第9章 催化裂化
FCC反应——第一要点
主要反应——分解反应。
特有反应——氢转移反应；
FCC其它反应包括：异构化反应，芳构化 反应，缩合生焦反应。
第9章 催化裂化
第9章 催化裂化
FCC反应热：
强吸热反应——分解、脱氢、环化反应； 弱放热反应——异构化、氢转移及缩合反应。
热效应的计算：
以新鲜原料为基准：300-500 KJ/kg新鲜原料； （P330表9-5）
以反应产物——生成的（汽油+气体）量为基准； （P330，图9-5 ） 以反应生成的焦炭中的碳（催化碳 ）为基准
催化裂化3PPT幻灯片
16
9.4催化裂化催化剂失活与再生
已知烟气分析数据和进入再生器的主风流量，可以按 以下方法计算烧焦量，焦碳中H/C比。
再生器烧焦量：
Ch=V1(3.78+0.242CO2+0.313CO-0.18O2)/[100(CO2+CO+O2)] （kg/h）
V1—进入再生器的干空气量Nm3/h，V1=V2/(1+e) V2—湿空气量Nm3/h; e—水蒸气和干空气的分子比。 CO2，CO，O2----分别为在干烟气中的体积分数。
7
9.4催化裂化催化剂失活与再生
焦炭的经验分子式为（CHn)m，n＝0.5～1.0。 ③再生反应 催化剂再生反应就是用空气中的氧烧去沉积的焦炭， 即焦炭中的C和H被空气中的O2燃烧的氧化反应，再生反 应的产物是CO2、CO和H2O。
8
9.4催化裂化催化剂失活与再生
④再生反应热（P376） 再生反应是放热反应，热效应相当大，足以提供本装 置热平衡所需的热量。 把焦炭看作是C和H单质的混合物，分别计算燃烧热， 再计算总和。
9.4催化裂化催化剂失活与再生
例题4：某催化裂化装置进入再生器的总的空气 量为1050Nm3/min，再生烟气中的CO为 0.08838%，O2为5.9762%，CO2为12.1632%，空 气中水蒸汽与干空气的分子比为0.012，试计算总 烧焦量，总焦碳中H/C比是多少？（ 4321kg/h， 0.098）（带经验式4314,0.0996）
C 2 C 2 O 33 k/8 k J 7 g C 3
C 0 .5 O 2 C O 1 0 2 5 8 k J /k g C
H 2 0 .5 O 2 H 2 O 11k9 /k J8 g H 90
9
9.4催化裂化催化剂失活与再生
已知烟气分析数据和进入再生器的主风流量，可以按 以下方法计算烧焦量，焦碳中H/C比。
再生器烧焦量：
Ch=V1(3.78+0.242CO2+0.313CO-0.18O2)/[100(CO2+CO+O2)] （kg/h）
V1—进入再生器的干空气量Nm3/h，V1=V2/(1+e) V2—湿空气量Nm3/h; e—水蒸气和干空气的分子比。 CO2，CO，O2----分别为在干烟气中的体积分数。
7
9.4催化裂化催化剂失活与再生
焦炭的经验分子式为（CHn)m，n＝0.5～1.0。 ③再生反应 催化剂再生反应就是用空气中的氧烧去沉积的焦炭， 即焦炭中的C和H被空气中的O2燃烧的氧化反应，再生反 应的产物是CO2、CO和H2O。
8
9.4催化裂化催化剂失活与再生
④再生反应热（P376） 再生反应是放热反应，热效应相当大，足以提供本装 置热平衡所需的热量。 把焦炭看作是C和H单质的混合物，分别计算燃烧热， 再计算总和。
9.4催化裂化催化剂失活与再生
例题4：某催化裂化装置进入再生器的总的空气 量为1050Nm3/min，再生烟气中的CO为 0.08838%，O2为5.9762%，CO2为12.1632%，空 气中水蒸汽与干空气的分子比为0.012，试计算总 烧焦量，总焦碳中H/C比是多少？（ 4321kg/h， 0.098）（带经验式4314,0.0996）
C 2 C 2 O 33 k/8 k J 7 g C 3
C 0 .5 O 2 C O 1 0 2 5 8 k J /k g C
H 2 0 .5 O 2 H 2 O 11k9 /k J8 g H 90
9
催化裂化课件
2.5~5:1
Mordenite 0.6x0.7
Na8[(AlO2)8(SiO2)40]·264H2O
5:1
目前，工业上所使用的FCC催化剂 主要是Y型分子筛。
工业用分子筛裂化催化剂种类
z 种类 ¾ 稀土Y（REY）
优点：活性高、水热稳定性好、汽油收率高 缺点：焦炭和干气的产率高，汽油RON低
¾ 超稳Y（USY） 优点：汽油RON高、焦炭产率低、热稳定性高 缺点：剂油比高、再生剂碳含量<0.05%
n=m + p
2、烯烃裂化成两个较小分子的烯烃
CnH2n
CmH2m + CpH2p
n=m + p
3、烷基芳烃脱烷基生成芳烃和烯烃
ArCnH2n+1
ArH + CnH2n
4、烷基芳烃的烷基侧链断裂成烷烃和带烯烃侧链的芳烃
ArCnH2n+1
ArCmH2m-1 + CpH2p+2
n=m + p
5、环烷烃裂化生成烯烃
Solid
Solution
四、催化裂化的化学
z催化裂化的化学反应 主要反应: ¾ 催化反应（裂化、异构化、烷基转移、
歧化、氢转移、环化、缩合、叠合、烷基化）
次要反应: ¾ 非催化反应（热裂化）
（一）裂化（C-C键断裂）
1、烷烃裂化成烯烃及较小分子的烷烃
CnH2nห้องสมุดไป่ตู้2
CmH2m + CpH2p+2
典型氢转移反应：烯烃与烷烃、烯烃之间、环烯之间
烯烃与焦炭前体的反应。
3CnH2n + CmH2m （烯烃） （环烷）
3CnH2n+2 + CmH2m-6 （烷烃） （芳烃）
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。
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↙。
催化裂化工艺流程及主要设备PPT课件
一、反应—再生系统
• （一）、流程回顾 • （二）、设备 • 1、三器：提升管反应器、沉降器及再生器。 • 2、三阀 ：单动滑阀、双动滑阀、塞阀 • 3、三机：主风机、气压机和增压机。
•1
（一）、流程回顾
高低并列式
同轴式
•2
提升管反应器
•3
（1）提升管
➢ 提升管反应器是一根长30~40m的管道，介质是油气和催化剂 ➢ 提升管下端油气速度一般为6 ~l0m/s，出口油气速度为16 ~30m/s, ➢ 操作温度，500~550℃。油气停留时间2~4S。 ➢ 为避免设备内壁受高流速催化剂冲蚀和减少热量损失，管内设有
➢利用循环管把热催化剂 从二密相返回烧焦罐， 提高烧焦罐底部温度和 烧焦罐密度，以提高烧 焦速度并增加烧焦能力。
•22
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。
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。
•18
从流化域来看，单段再生和两
段再生都属于鼓泡床和湍流床 的范畴，传递阻力和返混对烧 碳速率都有重要的影响。
你知道吗？
如果把气速提高到1. 2m/s
以上，而且气体和催化剂向 上同向流动，就会过渡到快 速床区域。
▪烧焦罐再生(亦称高效再生)就是 循环流化床的一种方式
•19
二密床高度4~6m. 烟气流速 0.1~0.25m/s
稀相管高度8~15m.
烧焦罐再生 烟气流速7~10m/s
• （一）、流程回顾 • （二）、设备 • 1、三器：提升管反应器、沉降器及再生器。 • 2、三阀 ：单动滑阀、双动滑阀、塞阀 • 3、三机：主风机、气压机和增压机。
•1
（一）、流程回顾
高低并列式
同轴式
•2
提升管反应器
•3
（1）提升管
➢ 提升管反应器是一根长30~40m的管道，介质是油气和催化剂 ➢ 提升管下端油气速度一般为6 ~l0m/s，出口油气速度为16 ~30m/s, ➢ 操作温度，500~550℃。油气停留时间2~4S。 ➢ 为避免设备内壁受高流速催化剂冲蚀和减少热量损失，管内设有
➢利用循环管把热催化剂 从二密相返回烧焦罐， 提高烧焦罐底部温度和 烧焦罐密度，以提高烧 焦速度并增加烧焦能力。
•22
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。
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。
•18
从流化域来看，单段再生和两
段再生都属于鼓泡床和湍流床 的范畴，传递阻力和返混对烧 碳速率都有重要的影响。
你知道吗？
如果把气速提高到1. 2m/s
以上，而且气体和催化剂向 上同向流动，就会过渡到快 速床区域。
▪烧焦罐再生(亦称高效再生)就是 循环流化床的一种方式
•19
二密床高度4~6m. 烟气流速 0.1~0.25m/s
稀相管高度8~15m.
烧焦罐再生 烟气流速7~10m/s
催化裂化工艺流程及主要设备课件
加热炉的设计需考虑加热效率、燃料消耗和环保要求等 ，以确保原料油和催化剂得到充分加热。
加热炉通常采用燃油、燃气或电加热方式，根据不同的 工艺需求选择合适的加热方式。
加热炉的操作需根据工艺要求控制温度、压力和流量等 参数，以确保原料油和催化剂得到均匀加热。
分馏塔
分馏塔是催化裂化工艺流程中 用于分离不同沸点的烃类的设 备。
反应器内部通常装有高效催化剂，以 促进原料油裂化成小分子烃类，同时 降低生焦率。
反应器通常采用固定床、流化床或移 动床的情势，根据不同的原料和产品 需求选择合适的反应器类型。
反应器的设计需考虑温度、压力、原 料油性质和流量等工艺参数，以确保 较高的转化率和选择性。
再生器
再生器是催化裂化工艺流程中 用于烧焦和再生催化剂的设备
气体净化
分离出的气体中可能含有 硫化氢、一氧化碳等杂质 ，需要进行脱硫、脱碳等 处理，以满足环保要求。
液体产品精制
经过油气分离后的液体产 品需要进行精制，如加氢 处理、脱蜡等，以提高产 品的质量和稳定性。
03
主要设备介绍
反应器
反应器是催化裂化工艺流程中的核心 设备，用于实现原料油在催化剂的作 用下的裂化反应。
活性和寿命。
预热和注水
预处理过程中，原料油需要经过 加热和注水处理，以提高油品的 流动性和降低粘度，有利于油品
的快速加热和反应。
原料的雾化
为了使原料油与催化剂充分接触 和混合，需要对原料油进行雾化 处理，使其形成微小的液滴，增 加油滴在反应器内的停留时间。
反应过程
反应温度与压力
催化裂化反应需要在一定的温度和压力下进行，通常温度在450550℃之间，压力在0.5-1.0 MPa之间。
催化裂化工艺流程及主要设备课 件
加热炉通常采用燃油、燃气或电加热方式，根据不同的 工艺需求选择合适的加热方式。
加热炉的操作需根据工艺要求控制温度、压力和流量等 参数，以确保原料油和催化剂得到均匀加热。
分馏塔
分馏塔是催化裂化工艺流程中 用于分离不同沸点的烃类的设 备。
反应器内部通常装有高效催化剂，以 促进原料油裂化成小分子烃类，同时 降低生焦率。
反应器通常采用固定床、流化床或移 动床的情势，根据不同的原料和产品 需求选择合适的反应器类型。
反应器的设计需考虑温度、压力、原 料油性质和流量等工艺参数，以确保 较高的转化率和选择性。
再生器
再生器是催化裂化工艺流程中 用于烧焦和再生催化剂的设备
气体净化
分离出的气体中可能含有 硫化氢、一氧化碳等杂质 ，需要进行脱硫、脱碳等 处理，以满足环保要求。
液体产品精制
经过油气分离后的液体产 品需要进行精制，如加氢 处理、脱蜡等，以提高产 品的质量和稳定性。
03
主要设备介绍
反应器
反应器是催化裂化工艺流程中的核心 设备，用于实现原料油在催化剂的作 用下的裂化反应。
活性和寿命。
预热和注水
预处理过程中，原料油需要经过 加热和注水处理，以提高油品的 流动性和降低粘度，有利于油品
的快速加热和反应。
原料的雾化
为了使原料油与催化剂充分接触 和混合，需要对原料油进行雾化 处理，使其形成微小的液滴，增 加油滴在反应器内的停留时间。
反应过程
反应温度与压力
催化裂化反应需要在一定的温度和压力下进行，通常温度在450550℃之间，压力在0.5-1.0 MPa之间。
催化裂化工艺流程及主要设备课 件
第七节-催化裂化工艺流程课件
(4)在结构上要注意磨损和热膨胀问题 提升管内的线速较大，为了防止磨损，应有耐磨衬里。 物流急转弯的地方容易产生磨损、冲蚀，可在转弯处采用直角气
垫弯头，在弯头的顶部充满了催化剂和油气，构成一个气垫。 提升管比较长、操作温度较高，热膨胀的问题也应给予考虑，一
般设置 波纹管膨胀节。
10/18/2023
页岩油化工厂催化裂化技术讲座
提升管入口线速： 4.5-7.5m/s 提升管出口线速： 8-1m/s (2)严格控制油气和催化剂的接触时间。一般停留时间2-4秒。为了 严格控制提升管反应时间，出口设快速分离器。
(3)保证油气和催化剂的良好接触。 设高效雾化喷嘴，使进料完全雾化成很小的液滴，以利于汽化，
否则会使转化率降低，焦碳产率增加。
隔热层：矾土水泥、轻质耐火土以及蛭 石配成。厚度74mm。
耐热耐磨层：矾土水泥、矾土细粉和矾 土熟料配成。厚度26mm。
为了防止耐磨层的脱落，一般采用龟甲网。
10/18/2023
页岩油化工厂催化裂化技术讲座
15
① 密相段直径 再生器密相床有高速床和低速床，对低速床，按床层线速(空塔
线速) 0.6-0.7米/秒确定密相直径；对高速床，气速采用1.0-1.5米/ 秒，烧焦罐就是高速床再生。
10/18/2023
页岩油化工厂催化裂化技术讲座
10
催化剂在斜管和水平管流动时，催化剂有向管子低部沉积的趋势， 虽然在提升管反应器里气体速度较大，超过催化剂的沉积速度，但是 实践表明，在水平管中催化剂的分布沿管截面是不均匀的，下部密度 大而上部密度小，反应在管截面的上下部有较大的温差现象可以看出 次现象。提升管有竖直的也有折叠的，折叠提升管有一部分是水平管。
10/18/2023
垫弯头，在弯头的顶部充满了催化剂和油气，构成一个气垫。 提升管比较长、操作温度较高，热膨胀的问题也应给予考虑，一
般设置 波纹管膨胀节。
10/18/2023
页岩油化工厂催化裂化技术讲座
提升管入口线速： 4.5-7.5m/s 提升管出口线速： 8-1m/s (2)严格控制油气和催化剂的接触时间。一般停留时间2-4秒。为了 严格控制提升管反应时间，出口设快速分离器。
(3)保证油气和催化剂的良好接触。 设高效雾化喷嘴，使进料完全雾化成很小的液滴，以利于汽化，
否则会使转化率降低，焦碳产率增加。
隔热层：矾土水泥、轻质耐火土以及蛭 石配成。厚度74mm。
耐热耐磨层：矾土水泥、矾土细粉和矾 土熟料配成。厚度26mm。
为了防止耐磨层的脱落，一般采用龟甲网。
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15
① 密相段直径 再生器密相床有高速床和低速床，对低速床，按床层线速(空塔
线速) 0.6-0.7米/秒确定密相直径；对高速床，气速采用1.0-1.5米/ 秒，烧焦罐就是高速床再生。
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10
催化剂在斜管和水平管流动时，催化剂有向管子低部沉积的趋势， 虽然在提升管反应器里气体速度较大，超过催化剂的沉积速度，但是 实践表明，在水平管中催化剂的分布沿管截面是不均匀的，下部密度 大而上部密度小，反应在管截面的上下部有较大的温差现象可以看出 次现象。提升管有竖直的也有折叠的，折叠提升管有一部分是水平管。
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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：
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烃与催化剂表面酸中心反应 生成活泼碳正离子，活泼碳
CmH2m(烯烃) + CpH2p+2（烷烃） n=m+p
2、烯烃裂化为较小的烯烃
7、烷基芳烃脱烷基反应
8、缩合反应
正离子引发烃的链式反应。
1、反应-再生系统
新鲜原料经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到 370 ℃ 左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部， 与来自再生器的高温（约 650～700 ℃ ）催化剂接触并立即气化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以 7～8 m/s的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气排带少量催化剂经两级旋风分 离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
催化裂化反应—再生系统的三大平衡
（一）压力平衡 压力平衡也包括两器压力平衡、气体产量和气体压缩能力的平衡，以两器压力平衡最为关键。在两器压 差调节中，一般是用气压机转速和气体循量来控制反应器的压力，而再生器的压力又是随反应器的压力 改变而改变的。通常通过两器差压调节器控制双动滑阀开度来调节，使两器压力大致保持相等。 （二）热平衡 操作中主要是通过调节两器间催化剂的循环量来控制两器间的热量平衡，以保持要求的反应温度。 （三）物料平衡 物料平衡包括催化剂和原料在数量上的平衡、单程转化率和回炼比的平衡及催化剂的损失和补充的平衡 催化剂和原料在数量上的平衡是通过选择合适的剂油比控制的
主要控制手段
• 由吸收稳定系统压机入口压力调节汽轮机转数控制富气流 量，维持沉降器顶部压力恒定 • 以两器压差作为调节信号，由双动滑阀控制再生器顶部压 力 • 由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度调节催化剂循 环量；根据系统压力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段 料位高度 • 根据再生器稀密相温差调节主风放空量控制烟气中过剩氧 含量，防止发生二次燃烧
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。由反应 －再生系统来的高温 油气进人催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、 重柴油、回炼油和油浆。
3、吸收-稳定系统
从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3和C4甚至 C2组分。吸收－稳定系 统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气 ( ≤C2 )、液化气（ C3 、C4）和蒸气压合格的 稳定汽油。
必做任务：简述催化裂化工艺的反应机理和流程
是以减压馏分油、焦化柴油和蜡 油等重质馏分油或渣油为原料，在常压和 450～550 ℃条件下，在固体酸催化剂的 存在下发生一系列化学反应，转化生成气 体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。
1、烷烃裂化为较小分子的烯烃和烷烃
CnH2n+2 3、异构化反应 4、氢转移反应 5、芳构化反应 6、环烷烃裂解为烯烃
团队协作意识（10分）
完成任务的态度（5分） 解决问题能力（15分） 安全意识（10分） 3 检查评价 25% 表述的全面、流畅和准确性（10分） 学习纪律与敬业精神（5分） 总结能力（10分）
THANKS
任务一 酸碱催化实例分析 -------催化裂化
复习知识
1、什么叫催化剂？有哪些特点？
2、催化剂按照化合物可以分为哪几种？
按化合物分类 酸碱盐催化剂
催化剂
过渡金属氧化物催化剂
金属催化剂
金属有机化合物催化剂
任务导入
石蜡的催化裂化
催化裂化
/v_show/id_XMjY2N
任务实施
任务要求：简述催化裂化工艺的三个主要部分和反应机理
时间在 25 分钟左右，可以小组间相互讨论，的主要控制手段（三大平衡）
成果展示及评价
序号 1 评价项目 资讯20% 考核内容 任务认知程度（5分） 获取知识情况（5分） 整理、分析、归纳信息资料（5分） 自学能力（5分） 2 任务实施 55% 问题讨论情况（15分）
• 自保（连锁）系统
说明：
反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体
再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能
和热能
在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统
内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催 化剂 保证催化剂在两器间按正常流向循环以及再生器有好的 流化状态是催化裂化装置的技术关键
DE1Njc2.html?tpa=dW5pb25faWQ9M TAyMjEzXzEwMDAwMl8wMV8wMQ
教学目标
知识目标：
懂得催化裂化工艺的反应机理及主要流程
能力目标：
会对酸碱催化实例--催化裂化进行分析
素质目标： 提高学生的创新意识、参与意识以及团队合作精神
布置任务
拓展任务：说明催化裂化过程中的主要控制手段（三大平衡）
CmH2m(烯烃) + CpH2p+2（烷烃） n=m+p
2、烯烃裂化为较小的烯烃
7、烷基芳烃脱烷基反应
8、缩合反应
正离子引发烃的链式反应。
1、反应-再生系统
新鲜原料经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到 370 ℃ 左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部， 与来自再生器的高温（约 650～700 ℃ ）催化剂接触并立即气化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以 7～8 m/s的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气排带少量催化剂经两级旋风分 离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
催化裂化反应—再生系统的三大平衡
（一）压力平衡 压力平衡也包括两器压力平衡、气体产量和气体压缩能力的平衡，以两器压力平衡最为关键。在两器压 差调节中，一般是用气压机转速和气体循量来控制反应器的压力，而再生器的压力又是随反应器的压力 改变而改变的。通常通过两器差压调节器控制双动滑阀开度来调节，使两器压力大致保持相等。 （二）热平衡 操作中主要是通过调节两器间催化剂的循环量来控制两器间的热量平衡，以保持要求的反应温度。 （三）物料平衡 物料平衡包括催化剂和原料在数量上的平衡、单程转化率和回炼比的平衡及催化剂的损失和补充的平衡 催化剂和原料在数量上的平衡是通过选择合适的剂油比控制的
主要控制手段
• 由吸收稳定系统压机入口压力调节汽轮机转数控制富气流 量，维持沉降器顶部压力恒定 • 以两器压差作为调节信号，由双动滑阀控制再生器顶部压 力 • 由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度调节催化剂循 环量；根据系统压力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段 料位高度 • 根据再生器稀密相温差调节主风放空量控制烟气中过剩氧 含量，防止发生二次燃烧
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。由反应 －再生系统来的高温 油气进人催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、 重柴油、回炼油和油浆。
3、吸收-稳定系统
从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3和C4甚至 C2组分。吸收－稳定系 统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气 ( ≤C2 )、液化气（ C3 、C4）和蒸气压合格的 稳定汽油。
必做任务：简述催化裂化工艺的反应机理和流程
是以减压馏分油、焦化柴油和蜡 油等重质馏分油或渣油为原料，在常压和 450～550 ℃条件下，在固体酸催化剂的 存在下发生一系列化学反应，转化生成气 体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。
1、烷烃裂化为较小分子的烯烃和烷烃
CnH2n+2 3、异构化反应 4、氢转移反应 5、芳构化反应 6、环烷烃裂解为烯烃
团队协作意识（10分）
完成任务的态度（5分） 解决问题能力（15分） 安全意识（10分） 3 检查评价 25% 表述的全面、流畅和准确性（10分） 学习纪律与敬业精神（5分） 总结能力（10分）
THANKS
任务一 酸碱催化实例分析 -------催化裂化
复习知识
1、什么叫催化剂？有哪些特点？
2、催化剂按照化合物可以分为哪几种？
按化合物分类 酸碱盐催化剂
催化剂
过渡金属氧化物催化剂
金属催化剂
金属有机化合物催化剂
任务导入
石蜡的催化裂化
催化裂化
/v_show/id_XMjY2N
任务实施
任务要求：简述催化裂化工艺的三个主要部分和反应机理
时间在 25 分钟左右，可以小组间相互讨论，的主要控制手段（三大平衡）
成果展示及评价
序号 1 评价项目 资讯20% 考核内容 任务认知程度（5分） 获取知识情况（5分） 整理、分析、归纳信息资料（5分） 自学能力（5分） 2 任务实施 55% 问题讨论情况（15分）
• 自保（连锁）系统
说明：
反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体
再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能
和热能
在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统
内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催 化剂 保证催化剂在两器间按正常流向循环以及再生器有好的 流化状态是催化裂化装置的技术关键
DE1Njc2.html?tpa=dW5pb25faWQ9M TAyMjEzXzEwMDAwMl8wMV8wMQ
教学目标
知识目标：
懂得催化裂化工艺的反应机理及主要流程
能力目标：
会对酸碱催化实例--催化裂化进行分析
素质目标： 提高学生的创新意识、参与意识以及团队合作精神
布置任务
拓展任务：说明催化裂化过程中的主要控制手段（三大平衡）