炼油工艺学PPT课件 第十章 催化裂化 第八节 渣油催化裂化
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原因是： a. 重油的H/C比较低，含稠环芳烃多， 胶质沥青质含量高； b. 原料在反应器中只能部分汽化，有相 当一部分不能汽化,以液相吸附在催化
剂上 b. 重金属污染催化剂。 引起一系列的问题，主要有： a. 再生器烧焦负荷大 b. 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 技术关键之一：减少生焦， c. 装置能耗增大。 提高再生效率
2011-2-11 炼油工艺学 5
技术关键之二：控制金属对催化剂 的污染和提高催化剂本身的抗污染 能力
② 金属污染催化剂 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体 金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高
第五节
渣油催化裂化
2011-2-11
炼油工艺学
1
我国以常压重油为裂化原料具有以下有利条件
① 我国常压重油饱和烃含量高，胶质含量较多，而 芳烃和沥青质则较少，具体反映在H/C较高，残炭 值较低，有利于提高轻质油收率，降低焦炭产 率； ② 重金属如镍和钒的含量较低，特别是钒含量很 少，有利于减轻催化剂的污染； ③ 硫含量较低，有利于提高产品质量
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如何提高产品质量 提高进料温度和雾化状况至关重要
③ 产品质量差 安定性和腐蚀性 ④ 减压渣油的沸点高，有相当大的一部 分难于 汽化 ⑤ 催化剂孔径为0.8～1.0nm,渣油大分子难于进 入催化剂的微孔 ⑥ 污染环境
技术关键之三：开发研制合适的渣油 裂化催化剂
炼油工艺学 2011-2-11 7
二、重油催化裂化技术的进展
1．重油裂化催化剂的开发 面临的挑战： ① 金属量(Ni、V)的增加； ② 高积炭导致高再生温度； ③ 高沸点大分子组分的转化； ④ 大量增加的NOX、SOX对环境造成的污染
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对重油裂化催化剂应有如下几条要求： ① 能抵制金属毒物Ni、V等； ② 高温再生温度下的水热稳定性好； ③ 高金属含量条件下，选择性好； ④ 对大分子组分有高的裂化活性； ⑤ 成本要低
高并列式。
反再流程、保证反再系统正常操作的技术关键 几个基本概念：单程转化率和总转化率、剂油比、空速、
回炼比、藏量、停留时间等
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小
结
催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热
油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多， 一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、 二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循 环回流而不用冷回流。
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降低分子筛内扩散限制，提高大分子组分 裂化活性的措施: ① 减小催化剂颗粒直径，增加外表面积 ② 将具有一定活性的大孔径担体和分子筛联 合使用
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对重油裂化的抗金属污染催化剂，具有下列共同特征: ① 微孔孔径大，孔体积和比表面积小。 ② 水热稳定性好，催化剂中分子筛含量较高，而且有些 还用了H-Y型超稳分子筛。 ③ 有些牌号的催化剂含有1～2%的TiO2，但它们所起的作 用尚不十分清楚。 ④ 针对硫含量高发展了有硫转移作用的催化剂
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一、渣油催化裂化的主要技术困难
1．原料与瓦斯油的差异 ① 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量
高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高； ② ③ ④ ⑤ Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高； 重油中含S、N的化合物较多； 馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程 作为微孔孔经只有8～9埃的分子筛来说，渣油中所含 有的胶质、沥青质分子团(25～300埃)是不可能进入 分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要 在催化剂载体上预裂化
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渣油和瓦斯油组成对比
大庆 残炭值，w% 减压瓦斯油 含镍量，ppm 残炭值，w% 常压重油 含镍量，ppm 0.23 <0.02 4.7 4.8 胜利 0.29 0.2～0.4 8.5 39.2
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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
压力、催化剂含碳量和类型等）。
渣油催化裂化的特点、技术困难和措施
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吸收稳定系统的作用：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）和蒸汽 压合格的稳定汽油。
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小
结
催化裂化的催化剂：组成、类型、特征、物性表征、催
化性能表征（活性、稳定性、选择性、污染性能等）。
催化剂的失活原因（水热、结焦、污染等） 影响催化剂再生反应速度的主要因素（再生温度、再生
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4．重油催化裂化(RFCC)操作的主要技术措施
(1).快速终止二次反应的技术 (2).原料高度雾化技术 （3）提升管反应器采用高温短停留时间操作 (4).采用新型高效的旋风分离器 (5).气体预提升技术 （6）采用小回炼比、外甩油浆操作，降低焦炭产率
(7).强化再生过程。比如用带预混管的烧焦罐式再生器
脱氢缩合等）、石油馏分催化裂化反应的特点（2条）
Fra Baidu bibliotek
影响催化裂化反应速度的主要因素：原料性质、反应温度、
反应压力、反应时间、回炼比、催化剂活性和剂油比等
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小
结
催化裂化装置的工艺流程包括反应再生系统、分馏系统、
吸收稳定系统和再生烟气的能量回收系统
提升管催化裂化装置的类型：高低并列式、同轴式、同
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2．金属钝化剂 主要有锑、硼、锡、铋、铟等元素的 化合物，但锑的毒性很大 使用金属钝化剂可以降低焦炭产率
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3．工艺技术
（1）组合工艺 （2）与减压瓦斯油催化裂化工艺相似，主要使用改进的 催化剂 （3）采用新的设计思路（喷嘴、汽提段等）； （4）采用两段裂化技术 （5）还有强化再生效率的技术，再生器内取热和外取热 技术等
（8）采用金属钝化剂，拟制重金属对催化剂的污染
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小
加氢处理重油等
结
催化裂化装置的原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分
油，焦化重馏分油；还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、
催化裂化的产品特点：气体、汽油、柴油、焦炭 催化裂化的主要反应（分解、氢转移、异构化、芳构化、
剂上 b. 重金属污染催化剂。 引起一系列的问题，主要有： a. 再生器烧焦负荷大 b. 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 技术关键之一：减少生焦， c. 装置能耗增大。 提高再生效率
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技术关键之二：控制金属对催化剂 的污染和提高催化剂本身的抗污染 能力
② 金属污染催化剂 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体 金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高
第五节
渣油催化裂化
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我国以常压重油为裂化原料具有以下有利条件
① 我国常压重油饱和烃含量高，胶质含量较多，而 芳烃和沥青质则较少，具体反映在H/C较高，残炭 值较低，有利于提高轻质油收率，降低焦炭产 率； ② 重金属如镍和钒的含量较低，特别是钒含量很 少，有利于减轻催化剂的污染； ③ 硫含量较低，有利于提高产品质量
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如何提高产品质量 提高进料温度和雾化状况至关重要
③ 产品质量差 安定性和腐蚀性 ④ 减压渣油的沸点高，有相当大的一部 分难于 汽化 ⑤ 催化剂孔径为0.8～1.0nm,渣油大分子难于进 入催化剂的微孔 ⑥ 污染环境
技术关键之三：开发研制合适的渣油 裂化催化剂
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二、重油催化裂化技术的进展
1．重油裂化催化剂的开发 面临的挑战： ① 金属量(Ni、V)的增加； ② 高积炭导致高再生温度； ③ 高沸点大分子组分的转化； ④ 大量增加的NOX、SOX对环境造成的污染
2011-2-11 炼油工艺学 8
对重油裂化催化剂应有如下几条要求： ① 能抵制金属毒物Ni、V等； ② 高温再生温度下的水热稳定性好； ③ 高金属含量条件下，选择性好； ④ 对大分子组分有高的裂化活性； ⑤ 成本要低
高并列式。
反再流程、保证反再系统正常操作的技术关键 几个基本概念：单程转化率和总转化率、剂油比、空速、
回炼比、藏量、停留时间等
2011-2-11 炼油工艺学 16
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催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热
油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多， 一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、 二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循 环回流而不用冷回流。
2011-2-11 炼油工艺学 9
降低分子筛内扩散限制，提高大分子组分 裂化活性的措施: ① 减小催化剂颗粒直径，增加外表面积 ② 将具有一定活性的大孔径担体和分子筛联 合使用
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对重油裂化的抗金属污染催化剂，具有下列共同特征: ① 微孔孔径大，孔体积和比表面积小。 ② 水热稳定性好，催化剂中分子筛含量较高，而且有些 还用了H-Y型超稳分子筛。 ③ 有些牌号的催化剂含有1～2%的TiO2，但它们所起的作 用尚不十分清楚。 ④ 针对硫含量高发展了有硫转移作用的催化剂
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一、渣油催化裂化的主要技术困难
1．原料与瓦斯油的差异 ① 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量
高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高； ② ③ ④ ⑤ Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高； 重油中含S、N的化合物较多； 馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程 作为微孔孔经只有8～9埃的分子筛来说，渣油中所含 有的胶质、沥青质分子团(25～300埃)是不可能进入 分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要 在催化剂载体上预裂化
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渣油和瓦斯油组成对比
大庆 残炭值，w% 减压瓦斯油 含镍量，ppm 残炭值，w% 常压重油 含镍量，ppm 0.23 <0.02 4.7 4.8 胜利 0.29 0.2～0.4 8.5 39.2
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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
压力、催化剂含碳量和类型等）。
渣油催化裂化的特点、技术困难和措施
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吸收稳定系统的作用：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）和蒸汽 压合格的稳定汽油。
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催化裂化的催化剂：组成、类型、特征、物性表征、催
化性能表征（活性、稳定性、选择性、污染性能等）。
催化剂的失活原因（水热、结焦、污染等） 影响催化剂再生反应速度的主要因素（再生温度、再生
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4．重油催化裂化(RFCC)操作的主要技术措施
(1).快速终止二次反应的技术 (2).原料高度雾化技术 （3）提升管反应器采用高温短停留时间操作 (4).采用新型高效的旋风分离器 (5).气体预提升技术 （6）采用小回炼比、外甩油浆操作，降低焦炭产率
(7).强化再生过程。比如用带预混管的烧焦罐式再生器
脱氢缩合等）、石油馏分催化裂化反应的特点（2条）
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影响催化裂化反应速度的主要因素：原料性质、反应温度、
反应压力、反应时间、回炼比、催化剂活性和剂油比等
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催化裂化装置的工艺流程包括反应再生系统、分馏系统、
吸收稳定系统和再生烟气的能量回收系统
提升管催化裂化装置的类型：高低并列式、同轴式、同
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2．金属钝化剂 主要有锑、硼、锡、铋、铟等元素的 化合物，但锑的毒性很大 使用金属钝化剂可以降低焦炭产率
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炼油工艺学
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3．工艺技术
（1）组合工艺 （2）与减压瓦斯油催化裂化工艺相似，主要使用改进的 催化剂 （3）采用新的设计思路（喷嘴、汽提段等）； （4）采用两段裂化技术 （5）还有强化再生效率的技术，再生器内取热和外取热 技术等
（8）采用金属钝化剂，拟制重金属对催化剂的污染
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加氢处理重油等
结
催化裂化装置的原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分
油，焦化重馏分油；还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、
催化裂化的产品特点：气体、汽油、柴油、焦炭 催化裂化的主要反应（分解、氢转移、异构化、芳构化、