催化裂化2分析
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9.2 烃类的催化裂化反应
例题3：循环裂化的循环系数为1.5, 已知汽油的 单程产率为30％, 轻柴油单程产率为20％, 焦炭 单程产率为3.34％, 求汽油、轻柴油、焦炭的总 产率。
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9.2 烃类的催化裂化反应
3、空速和反应时间
在移动床或流化床催化裂化装置中，再生器、反应器中 经常保持一定的催化剂量叫藏量。
第九章 催化裂化 Chapter 9 Catalytic Cracking
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9.2 烃类的催化裂化反应
五、烃类催化裂化反应的热力学特征 1、化学反应方向和化学平衡 反应条件：480～520℃、接近常压，反应可分为： (1)平衡时基本进行完全的反应：分解反应、某些氢 转移反应、环烷烃脱氢生成芳烃等 ➢ 平衡常数很大，可看作不可逆反应； ➢ 反应深度不受化学平衡限制，由反应速率和反应时间 决定。
（1）空速：每小时进入反应器的进料量与反应器催化 剂藏量的比值叫空速
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9.2 烃类的催化裂化反应
重量空速：进料量和催化剂藏量都以重量单位计，即
总进料量(T/h)/藏量(T)
(h-1)
体积空速：进料量和催化剂藏量都以体积单位计，即
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9.2 烃类的催化裂化反应
例2：某分子筛提升管催化裂化装置的总物料平衡是：
新鲜原料 51 t
总进料 80 t
损失 干气＋液化气 汽油 轻柴油 焦炭 回炼油
0.26 t 6.6 t 26.4 t 15.1 t 2.64 t 29 t
计算：(1)单程转化率、总转化率、回炼比和循环系数； (2)汽油、轻柴油单程产率、总产率，及轻质油收率。
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9.2 烃类的催化裂化反应
（2）循环系数：总进料量与新鲜原料量的比值。 循环系数=总进料/新鲜原料=1+回炼比
(3)总转化率、单程转化率、循环系数之间的关 系 总转化率=单程转化率×循环系数
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9.2 烃类的催化裂化反应
（4）产品产率也有单程产率和总产率之分 单程产率是产品与总进料的比值 总产率产品占新鲜原料的比值 一般所说的产品产率都是总产率 总产率=循环系数*单程产率
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9.2 烃类的催化裂化反应
(2)平衡时进行不完全的反应：异构化、芳烃缩合反应、 某些氢转移反应等。
➢ 化学平衡常数值不大，一般反应条件下要受平衡限制； ➢ 反应速率不高、反应时间不长，反应很难达到平衡， 反应深度由反应时间决定。
(3)不能有效发生的反应：芳烃加氢、烯烃叠合等 催化裂化反应中最主要的反应是分解反应，且是不可 逆反应，实际上不存在化学平衡的限制。 对催化裂化一般不研究化学平衡，而研究动力学。
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9.2 烃类的催化裂化反应
2、反应热 ➢ 吸热：分解反应，如断侧链、断环、脱氢等反应。 ➢ 放热：合成类型如氢转移、缩合等反应、异构化反应。
因分解反应占主导，且热效应较大，故总热效应表现 为吸热反应。随着反应深度加深，总体热效应降低。
在工业生产中一般采用经验方法计算反应热。 表示方法有三种*：
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可汽提碳＝催化剂循环量×0.02%。 目前国内多采用催化碳的计算方法。
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9.2 烃类的催化裂化反应
例题1：某催化裂化装置原料处理量为75t/h， 原料中残炭为0.2%，其焦炭产率为6.0%，焦 中H/C（质量比）为8/92，催化剂循环量为 470t/h，试计算出催化碳。(3956kg/h)
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六、烃类催化裂化反应动力学规律
当反应T为510℃时，反应 Fra Baidu bibliotek9127kJ/kg催化碳。
若反应T不在510℃，需乘 以其它反应T下的校正系数。
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9.2 烃类的催化裂化反应
催化碳的计算*： 催化碳＝总碳－附加碳－可汽提碳
式中：总碳——再生时烧去焦炭中的总碳量； 附加碳——原料中残炭转化生成的焦炭中的碳，
附加碳＝新鲜原料量×新鲜原料的残炭%×0.6； 可汽提碳——吸附在催化剂表面上没有汽提干净的油气，
（一）几个基本概念
1、转化率
原料转化为产品的百分率，表示反应深度的指标。若
原料油量为100，则
转化率
100
未转化的原料量 100%
100
在科研和生产中，转化率表示如下：
转化率
气体
汽油
焦炭 100%
100
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六、烃类催化裂化反应动力学规律
工业上为获得较高的轻质油收率，常采用回炼操作。转化 率有单程转化率和总转化率之分。
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9.2 烃类的催化裂化反应
解：(1)单程转化率、总转化率以及回炼比
单程转化率 0.26 6.6 26.4 2.64 100% 44.88% 80
总转化率 0.26 6.6 26.4 2.64 100% 70.4% 51
回炼比 29 0.569 51
循环系数 80 1.569 51
(2)汽油、轻柴油单程产率、总产率，及轻质油收率
汽油单程产率＝26.4 100%＝33% 80
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9.2 烃类的催化裂化反应
轻柴油单程产率＝15.1 100%＝18.88% 80
汽油总产率＝26.4 100%＝51.76% 51
轻柴油总产率＝15.1 100%＝29.61% 51
轻质油收率是汽油和轻柴油总产率之和： 轻质油收率＝汽油总产率+柴油总产率 ＝(51.76+29.61)%=81.37%
9.2 烃类的催化裂化反应
(1)以生成的汽油量或“汽油＋气体”(＜205℃产物) 量为基准。
(2)以新鲜原料为基准表示。在一般的工业条件下反 应热约为300～500KJ/Kg。没有考虑到反应深度对反应 热的影响。
(3)以催化碳为基准表示。
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9.2 烃类的催化裂化反应
催化碳指在催化裂化反应 过程中生成的焦炭中的碳。
单程转化率直接反映了反应速度与反应时间，因此
考察动力学时总是用单程转化率
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9.2 烃类的催化裂化反应
2、回炼比和循环系数 (1)回炼比：回炼油量与新鲜原料量的比值。 回炼油与原料油的性质不同，改变回炼比就是改 变进料油的性质。追求高轻质油收率：高的回炼比， 0.8～1.5；追求高汽油产率：回炼比＜0.5。
(1)单程转化率* 总进料(新鲜原料、回炼油、回炼油浆)一次通过反应器 的转化率。
单程转化率（质量分数）=（气体+汽油+焦炭）/总进 料*100%
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9.2 烃类的催化裂化反应
(2)总转化率：以新鲜原料为基准计算的转化率。不考 虑回炼油和回炼油浆
总转化率（质量分数）=（气体+汽油+焦炭）/新鲜原料
9.2 烃类的催化裂化反应
例题3：循环裂化的循环系数为1.5, 已知汽油的 单程产率为30％, 轻柴油单程产率为20％, 焦炭 单程产率为3.34％, 求汽油、轻柴油、焦炭的总 产率。
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9.2 烃类的催化裂化反应
3、空速和反应时间
在移动床或流化床催化裂化装置中，再生器、反应器中 经常保持一定的催化剂量叫藏量。
第九章 催化裂化 Chapter 9 Catalytic Cracking
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9.2 烃类的催化裂化反应
五、烃类催化裂化反应的热力学特征 1、化学反应方向和化学平衡 反应条件：480～520℃、接近常压，反应可分为： (1)平衡时基本进行完全的反应：分解反应、某些氢 转移反应、环烷烃脱氢生成芳烃等 ➢ 平衡常数很大，可看作不可逆反应； ➢ 反应深度不受化学平衡限制，由反应速率和反应时间 决定。
（1）空速：每小时进入反应器的进料量与反应器催化 剂藏量的比值叫空速
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9.2 烃类的催化裂化反应
重量空速：进料量和催化剂藏量都以重量单位计，即
总进料量(T/h)/藏量(T)
(h-1)
体积空速：进料量和催化剂藏量都以体积单位计，即
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9.2 烃类的催化裂化反应
例2：某分子筛提升管催化裂化装置的总物料平衡是：
新鲜原料 51 t
总进料 80 t
损失 干气＋液化气 汽油 轻柴油 焦炭 回炼油
0.26 t 6.6 t 26.4 t 15.1 t 2.64 t 29 t
计算：(1)单程转化率、总转化率、回炼比和循环系数； (2)汽油、轻柴油单程产率、总产率，及轻质油收率。
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9.2 烃类的催化裂化反应
（2）循环系数：总进料量与新鲜原料量的比值。 循环系数=总进料/新鲜原料=1+回炼比
(3)总转化率、单程转化率、循环系数之间的关 系 总转化率=单程转化率×循环系数
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9.2 烃类的催化裂化反应
（4）产品产率也有单程产率和总产率之分 单程产率是产品与总进料的比值 总产率产品占新鲜原料的比值 一般所说的产品产率都是总产率 总产率=循环系数*单程产率
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9.2 烃类的催化裂化反应
(2)平衡时进行不完全的反应：异构化、芳烃缩合反应、 某些氢转移反应等。
➢ 化学平衡常数值不大，一般反应条件下要受平衡限制； ➢ 反应速率不高、反应时间不长，反应很难达到平衡， 反应深度由反应时间决定。
(3)不能有效发生的反应：芳烃加氢、烯烃叠合等 催化裂化反应中最主要的反应是分解反应，且是不可 逆反应，实际上不存在化学平衡的限制。 对催化裂化一般不研究化学平衡，而研究动力学。
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9.2 烃类的催化裂化反应
2、反应热 ➢ 吸热：分解反应，如断侧链、断环、脱氢等反应。 ➢ 放热：合成类型如氢转移、缩合等反应、异构化反应。
因分解反应占主导，且热效应较大，故总热效应表现 为吸热反应。随着反应深度加深，总体热效应降低。
在工业生产中一般采用经验方法计算反应热。 表示方法有三种*：
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可汽提碳＝催化剂循环量×0.02%。 目前国内多采用催化碳的计算方法。
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9.2 烃类的催化裂化反应
例题1：某催化裂化装置原料处理量为75t/h， 原料中残炭为0.2%，其焦炭产率为6.0%，焦 中H/C（质量比）为8/92，催化剂循环量为 470t/h，试计算出催化碳。(3956kg/h)
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六、烃类催化裂化反应动力学规律
当反应T为510℃时，反应 Fra Baidu bibliotek9127kJ/kg催化碳。
若反应T不在510℃，需乘 以其它反应T下的校正系数。
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9.2 烃类的催化裂化反应
催化碳的计算*： 催化碳＝总碳－附加碳－可汽提碳
式中：总碳——再生时烧去焦炭中的总碳量； 附加碳——原料中残炭转化生成的焦炭中的碳，
附加碳＝新鲜原料量×新鲜原料的残炭%×0.6； 可汽提碳——吸附在催化剂表面上没有汽提干净的油气，
（一）几个基本概念
1、转化率
原料转化为产品的百分率，表示反应深度的指标。若
原料油量为100，则
转化率
100
未转化的原料量 100%
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在科研和生产中，转化率表示如下：
转化率
气体
汽油
焦炭 100%
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六、烃类催化裂化反应动力学规律
工业上为获得较高的轻质油收率，常采用回炼操作。转化 率有单程转化率和总转化率之分。
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9.2 烃类的催化裂化反应
解：(1)单程转化率、总转化率以及回炼比
单程转化率 0.26 6.6 26.4 2.64 100% 44.88% 80
总转化率 0.26 6.6 26.4 2.64 100% 70.4% 51
回炼比 29 0.569 51
循环系数 80 1.569 51
(2)汽油、轻柴油单程产率、总产率，及轻质油收率
汽油单程产率＝26.4 100%＝33% 80
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9.2 烃类的催化裂化反应
轻柴油单程产率＝15.1 100%＝18.88% 80
汽油总产率＝26.4 100%＝51.76% 51
轻柴油总产率＝15.1 100%＝29.61% 51
轻质油收率是汽油和轻柴油总产率之和： 轻质油收率＝汽油总产率+柴油总产率 ＝(51.76+29.61)%=81.37%
9.2 烃类的催化裂化反应
(1)以生成的汽油量或“汽油＋气体”(＜205℃产物) 量为基准。
(2)以新鲜原料为基准表示。在一般的工业条件下反 应热约为300～500KJ/Kg。没有考虑到反应深度对反应 热的影响。
(3)以催化碳为基准表示。
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9.2 烃类的催化裂化反应
催化碳指在催化裂化反应 过程中生成的焦炭中的碳。
单程转化率直接反映了反应速度与反应时间，因此
考察动力学时总是用单程转化率
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9.2 烃类的催化裂化反应
2、回炼比和循环系数 (1)回炼比：回炼油量与新鲜原料量的比值。 回炼油与原料油的性质不同，改变回炼比就是改 变进料油的性质。追求高轻质油收率：高的回炼比， 0.8～1.5；追求高汽油产率：回炼比＜0.5。
(1)单程转化率* 总进料(新鲜原料、回炼油、回炼油浆)一次通过反应器 的转化率。
单程转化率（质量分数）=（气体+汽油+焦炭）/总进 料*100%
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9.2 烃类的催化裂化反应
(2)总转化率：以新鲜原料为基准计算的转化率。不考 虑回炼油和回炼油浆
总转化率（质量分数）=（气体+汽油+焦炭）/新鲜原料