第七节 催化裂化工艺流程1

对于渣油催化裂化由于反应油气中的烯烃含量高，结焦更为严重。

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6、进料段（雾化喷嘴） 进料雾化喷嘴，进料雾化的好坏对原料的反应有很大的影响， 特别是对于渣油催化裂化来说更为重要。原料雾化的好才能很好地 汽化有效地和催化剂接触进行反应。 原料雾化喷嘴的形式有多种多样，主要目的是为了使原料更好地雾 化。 提升管进料段的方式对反应有影响，进料科学合理可以减少焦 碳。在进料段如果方式不合理会产生局部由于原料分布不均匀而导 致的结焦。 另外，如果采用选择性裂化还要在提升管下进料口上部7米的地 方选第二个进料口。
② 有较高的烧碳速率。③ 催化剂的减活及磨损条件缓和。 ④ 易操作，能耗低及投资少。 ⑤ 能量消耗少、能满足环保的要求。 ⑥ 对各种催化剂的适应性强，重金属污染少。 ⑦ 带如反应系统的惰性气体少。
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9-11各种组合的再生型式
型式 单段再 生 常规再生 CO2/CO 1-1.3 烧焦强度 80-100 再生剂含碳量 0.15-0.2
① 提升管的直径 提升管的直径由进料量决定 工业提升管反应器的入口线速为4-7米/秒、出口线速为12-18米 /秒。这是因为随反应深度加大大分子变成小分子，使气体的流量增 大。也有的提升管采用上下不同的直径。
② 提升管的长度
提升管的长度由反应时间确定 工业上的反应时间一般为2-4秒，近年来由于再生技术的进步， 再生催化剂的温度提高，采用高温短接触技术，反应时间一般为2秒。
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②分布板和分布管 再生器的主风分布器的作用是使空气沿整个床层截面分布均匀， 创造一个良好的起始流化条件。 分布板： 分布板需制成中心下凹的碟形。由于聚式流化气体有向中心部位 集中的趋势，因而使得气体分布不均匀，中央气速高，气泡聚集，而 四周气速低，这样会出现催化剂从周边筛孔下落，又从中心处筛孔返 床层的循环现象，以致造成中心部位筛孔的严重磨损。为了避免这种 情况，将分布板制成中心下凹的碟形，使气体通过中心部位阻力增大， 以迫使它必须均匀分布。但应注意曲率不能太大，一般下凹深度最大 为83mm/m直径左右。从机械结构方面来看，这种形状的受力情况也 较好。
汽提段得恩度高压力低有利于汽提。
④ 汽提段的结构 汽提段得结构影响水蒸气和催化剂的接触效果，从而影响气体效
果。
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8、提升管反应器设计中考虑的问题
（1）针对分子筛催化剂的特点，应该使反应油气和催化剂在提升管 内的运动接近于活塞流式流动以减少返混，从而减少二次反应和催化 剂的积碳。
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② 密相段高度 密相段高度 H=W/Aγ W—由烧焦动力学计算所需的藏量，（再生器藏量包括稀相段的藏量 次相要扣除）即CBR中的W。 A—密相段截面积，。 γ —密相床平均密度，公斤/米3 ，γ 与床层气速、催化剂的筛分组成 及颗粒密度有关。 再生器密相床高度一般越6-7米。 ③ 稀相段直径 为了有利于催化剂的沉降，旋分器周围的空间的气速应保证低于 0.6-0.7米/秒。如果密相采用高速床，则稀相段的直径必须大于密相 段直径。
裂化反应生成的催化焦、附加焦以及污染焦的含氢量达10%以上， 因此从汽提后催化剂上焦的氢碳比可以判断汽提效果。
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（3）汽提的影响因素 ① 汽提蒸汽用量 汽提蒸汽用量大汽提的效果好，焦炭中的氢碳比低。
② 催化剂在汽提段的停留时间
催化剂在汽提段得停留时间长，汽提效果好。 ③ 汽提段的温度、压力
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分布管
常用的分布管有同心圆式和树枝式两种类型。图6-51为分布管结构 示意图。 主管下端与辅助燃烧室的出口管联接。主管、支管、分支管是用 碳钢管或Cr5Mo管制成。每根分支管下面焊接许多厚壁短管(即喷嘴)， 主风从短管以高速向下喷出然后返向上面，经过管排间的缝隙进入床 层，在主管顶部设有人孔，以备检修时进入。为了避免形成死区，对 较大的装置常在人孔盖上装设曲管喷嘴，有的装置在支管上方也加设 曲管喷嘴如图6-51中(c)所示。 为了使主风分布均匀和操作稳定，应当使主风通过分布管时保证 一定的压降，根据经验分布管压降相当于床层压降的30-70%即可满 足要求。推荐设计压降为5.0-7.0kpa。
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欲使主风在分布管各部位处的喷嘴喷出均匀，应当使分布管的压
降绝大部分消耗在喷嘴处。根据水力学原理推算，如果喷嘴压降占总 压降的90%以上，则通过各喷嘴的流量可以基本达到相等。实际在设 计分布管时，使主管、支管、分支管内的流速大体相同，一般为1525m/s。而喷嘴线速往往高达50-70m/s。但主风以高速自喷嘴喷出时 对催化剂有冲蚀作用，为了能既保证气流分布均匀，又减少对催化剂 冲蚀的双重要求，常采用异径喷嘴。
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4、提升管出口快速分离器的作用 它的作用是使反应油气和催化剂迅速分离，防止二次反应。 快分器的形式有多种，有梯形快分器、伞帽形快分器、粗旋、弹 射式快分器等。 5、沉降器的作用 沉降器是对快分器出来的气体中的催化剂进行沉降分离，其中安 装有旋风分离器，回收没有自由沉降下来的催化剂。 反应生成的油气在沉降器内由于有一定的停留时间，会进一步进 行反应（温度460-510℃）生成焦碳，因此在沉降器的设计中要减少 油气的停留时间。
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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。 （4）在结构上要注意磨损和热膨胀问题
两段再 生
两器两段再生（不取热） 2-150 两器两段逆流再生(取热） 3-5 快速床 再生 前置烧焦罐再生 后置烧焦罐再生 烧焦罐-湍流床串联再生 50-200 3-200 50-200
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1、再生器的组成和结构 再生器由密相段、稀相段、主风分布器、 旋风分离器器、集气室等组成。 （1）壳体 再生器是一个圆筒形焊接设备，其壳体 一般是用A3碳钢制作。由于再生器的操作温 度已经超过碳钢所允许的温度以及壳体受到 流化催化剂的磨损，因此一般在壳体内壁设 隔热层和耐磨衬里。 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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（二）再生器 再生器的主要作用是烧去催化剂上的焦炭恢复催化剂的活性，同 时提供裂化所需要的热量。 再生器在催化裂化反应装置中是重要的设备，它的建设投资大约 占装置总投资的60%。对再生器的要求：
① 再剂含碳量低，一般要求低于0.2%,有时要求达到0.05%-0.1%,或 更低。
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⑤ 过度段
当稀相段的直径大于密相段直径时，两段之间用锥体连接，锥体 斜面与水平的倾角保持600，以免催化剂在该处流动不畅或堆积。
(2)再生器的设备 ① 旋风分离器 旋风分离器的作用是把再生器稀相段没有沉降下来的催化剂颗粒 通过气固分离返回到再生器的密相床。
催化裂化工艺 第七节 催化裂化工艺流程
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一、反应-再生系统 （一）提升管反应器 1、提升管反应器的结构（见图） 2、提升管反应器的组成 提升管反应器由预提升段、提升管、提升管出口快速分离器、反 应沉降器、旋分离器、汽提段组成。设有再生催化剂入口、原料油入 口（原料油一般由雾化喷嘴喷入，原料油和雾化蒸汽混合经雾化喷嘴 进入反应器）、回炼油入口、终止剂入口等。
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7、汽提段 （1）汽提段得结构 汽提段由多层汽提挡板，一般为8-10层，汽提蒸汽和催化剂逆流 接触，实现对催化剂的汽提。 （2）汽提的作用 由反应沉降器落入到汽提段的催化剂颗粒和颗粒之间存在大量的 反应油气，如果不将其分离出来，带入到再生器烧掉了，汽提是用水 蒸气汽提催化剂吸附的油气和置换催化剂颗粒之间的油气。目的是减 少油气损失和再生器的负荷。
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设计和制造质量良好的分布板可以获得较好的流化质量，但 分布板存在着特有的缺点： ①压降较大； ②制作和检修困难； ③大型再生器分布板容易变形。国内不少再生器的分布板都 发生较严重的变形，造成主风分布恶化，使流化质量变坏， 影响了再生效率并增大催化剂的损耗，故而很多装置改用 分分布管。
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④ 稀相段高度 随着气流由密相进入稀相段的催化剂，在上升的过程中，不断沉 降并落回密相段，因此，稀相段的高度越大则气体中的催化剂浓度越 低。当高至某一高度时再继续增加高度，固体浓度不再降低，这个高 度就是分离空间高度，也称为TDH高度，分离空间高度与床层线速及 催化剂物性有关。再生器床层料面与一级旋分器入口的高度一般保持 在6米以上，根据生产经验此高度的适宜数值为9-11米。从再生器一 级旋分器入口到再生器顶烟气出口在加3米。