石油催化裂化流态化

2001两段提升管
同轴式
高低并列式
7.2 再生器
7.2.1单段再生器
➢ 作用：用空气在一合适的 工艺条件下烧去（氧化） 集聚在催化剂上的焦炭， 使催化剂活性恢复
➢ 决定因素：化学动力学、 气固传质传热
➢ 床层流态化类型：湍流床 ➢ 结构：密相床、气体分布
器、稀相区、待生催化剂 分配器、再生催化剂导出、 气固分离系统
7.1 概述
7.1.2 催化裂化系统
反应-再生系统 分馏系统
吸收-稳定系统
7.1 概述
7.1.3 反应-再生系统的发展
➢ 固定床反应器：
➢ 移动床反应器：
设备结构复杂， 生产连续性差
设备尺寸大，装 置处理能力有限
7.1 概述
7.1.3反应-再生系统的发展
➢ 流化催化裂化---床层反应器
• 发明了立管，解决了催化剂从低压 区向高压区输送用螺杆泵造成催化 剂结块，活性迅速降低的难题
③ 具有足够的强度和刚度可
化
剂
支撑催化剂，能长周期操
7.1 概述
7.1.5 国外催化裂化重大技术进展
1956-1960年
1974年
UOP高低并列 式
UOP高效再生 流化催化裂化
7.1 概述
7.1.5 国外催化裂化重大技术进展
1956-1960年
1974年
1981年
UOP高低并列 式
UOP高效再生 流化催化裂化
RCC装置
1996年-
Lummus公司 催化裂化装置
再生烟气
旋
风
分
稀
离
相
器
床
待
密 相 床
生 催 化 剂
气体分布器 再生催化剂
烧焦空气
7.2 再生器
7.2.1单段再生器---密相床
➢ 焦炭燃烧的主要场所；
➢ 操作气速：0.2~1.2m/s；
稀 相
➢ 直径由表观气速和空气流率计算 区
➢ 催化剂床层密度
再生烟气
旋 风 分 离 器
距分布板最低点高点/m
密 相 床
表观气速/（m/s）
待生催化剂
轴向密度分布/（kg/m³）
烧焦空气 再生催化剂
7.2 再生器
再生烟气
7.2.1单段再生器--气体分布器
旋
➢ 分布器要求：
风 分
① 使气体均匀分布，降低压
离
器
降，节约能耗；
② 使流化床有好的的流化状
态，在分布器附近创造良
好的气固接触区，防止经
待
分布器筛出大颗粒；
生 催
Chapter 7石油催化裂化流态化
7.1 概述
➢ 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油 （70%）和柴油（30%）等轻质油产品的生产中占有很重 要的地位
➢ 催化裂化于1936年实现工业化 ➢ 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 ➢ 催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居首位
1961-1965
1966-1970
1971-1975
1976-1980
同高并列式流 化床工业装置
同高并列带管 流化床
高低并列全提 升管装置
烧焦罐式提升 管装置
1 —辅助燃烧室 2 —再生器 3、4 —集气室 5 —沉降器 6—汽提段 7 —提升管
1 —汽提段 2 —沉降器 3 —再生器 4 —提升管 5—烧焦罐 6 —循环外管
7.1 概述
7.1.6 国内催化裂化重大技术进展
1981-1985
1986-1995
后置烧焦罐两 段再生
常压渣油催化 裂化装置
7.1 概述
7.1.6 国内催化裂化重大技术进展
1981-1985
1986-1995
1996-2000
后置烧焦罐两 段再生
常压渣油催化 裂化装置
多产柴油和液 化石油气工艺
7.1 概述
7.1.5 国外催化裂化重大技术进展
1942年
I型流化床
1-原料 2-热交换器 3-再生催化剂斗 4-一级旋风分离器 5-二级旋风分离器 6-Cottrell 沉降器 烟气冷却器 8-待生催化剂斗 9-油气
7.1 概述
7.1.5 国外催化裂化重大技术进展
1942年
1944年
1947年
7.1 概述
7.1.1催化裂化的原料及产品
➢ 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、减压渣油、脱沥青油
➢ 产品分布： ✓ 气体：10~20%，气体中主要是C3、C4,烯烃含量很 高 ✓ 汽油：产率30~60%，辛烷值80~90 ✓ 柴油：产率0~40%，十六烷值低，需调和或精制 ✓ 油浆：产率0~10% ✓ 焦炭：产率5%~10%，原子比大约是C:H=1:0.3~1
7.1 概述
7.1.6 国内催化裂化重大技术进展
1961-1965
1966-1970
同高并列式流 化床工业装置
同高并列带管 流化床
1 —汽提段 2 —沉降器 3 —再生器 4 —溢流管 5 —辅助燃烧室 6—提升管 7 —U形管 8 —外溢流管 9 —管式反应器
7.1 概述
7.1.6 国内催化裂化重大技术进展
I型流化床
II型流化床
III型流化床
7.1 概述
7.1.5 国外催化裂化重大技术进展
1942年
1944年
1947年
I型流化床
II型流化床
III型流化床
1952年 IV型流化床
• 催化剂用U形管密相输送； • 循环量靠反-再内催化剂密度调节； • 待生催化剂经密相提升管送入再生器 • 装置高度降低到32~36m
同轴式
高低并列式
• 流态化系统： 鼓泡流化床、湍 动流化床、快速 流化床、立管密 相输送、斜管密 相输送、稀相输 送流化床以及流 化床中的一些关 键部件，如气体 分布器、催化剂 分布器等
7.1 概述
7.1.4催化流态化系统的特点
➢ 流化床直径大、操作流化数高：世界D=16800mm，国内 D=12100mm，流化数几十到1000；
➢ 高温压力下的流态化：再生器温度650~730℃，操作压力 0.25~0.4MPa（绝），反应器480~550℃，压力 0.15~0.35MPa
➢ 流化介质种类不同，物性差别大：烟气、空气、水蒸汽、 油气等；
➢ 催化剂的流化性能：粒径几微米到200μm，颗粒密度 1100~1700kg/m³，属于Geldart 颗粒分类中的A类
• 实现催化剂循环系统，解决连续生 产问题
• 催化剂与油气形成与沸腾的液体相 似的流化状态
• 催化剂直径为ຫໍສະໝຸດ Baidu0~100μm • 流化时，反应器或再生器内温度分
布均匀
生产连续、产品性质稳定、 • 催化剂循环量大 设备简化等优点
7.1 概述
7.1.3反应-再生系统的发展
➢ 流化催化裂化---提升管反应器