第三章_催化裂化装置..
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脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等） 加氢（加氢裂化）
2018/9/16 石油化工过程系统概论 2
西南石油大学
催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在
汽油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地
位。
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，生成
轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代化
炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术， 是炼厂获取经济效益的重要手段。
2018/9/16
石油化工过程系统概论
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西南石油大学
催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位。
2018/9/16 石油化工过程系统概论 4
西南石油大学
一、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，
和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。
如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业
装置型式发展的主要推动力。
2018/9/16 石油化工过程系统概论 8
西南石油大学 1.固定床反应器 预热后的原料进入反应器内进行反应，通常只经过几分钟到 十几分钟，催化剂的活性就
因表面积炭而下降，此时，
西南石油大学 2.移动床催化裂化
反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时 进入反应器的顶部，它们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。 当它们移动至反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭， 于是油气从反应器的中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气升 管用空气提升至再生器的顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中 进行再生。再生过的催化剂经另一根气升管又提升至反应器。 由于催化剂在反应器和再生器 之间循环，起到热载体的作用， 因此，移动床内可以不设加热 管。但是在再生器中，由于再 生时放出的热量很大，虽然循 环催化剂可以带走一部分热量， 但仍不能维持合适的再生温度。 因此，在再生器内还须分段安 装一些取热管束，用高压水进 行循环以取走剩余的热量。
西南石油大学
第三章 催化裂化装置 Catalytic cracking unit
2018/9/16
石油化工过程系统概论
1
西南石油大学
燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的 重质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？
重质油转化为轻质油
从大分子分解为较小的分子
主要依靠分解反应（热反应和催化反应）
从低H/C的组成转化成较高H/C的组成
2018/9/16
石油化工过程系Biblioteka Baidu概论
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西南石油大学 同固定床催化裂化相比较，移动床或流化床催化裂化都具 有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简 化方面，流化床的优点更突出，特别是流化床更适用于大 处理量的生产装置。由于流化床催化裂化的优越性，它很 快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。 自60年代以来，为配合高 活性的分子筛催化剂，流化 床反应器又发展为提升管反 应器。 目前，在全世界催化裂化 装置的总加工能力中，提升 管催化裂化已占绝大部分。 我国的情况也是如此。
停止进料，用水蒸气吹扫后， 通入空气进行再生。因此， 反应和再生是轮流间歇地在 同一个反应器内进行。 为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取 热的管束，用一种融盐循环取热。为了使生产连续化，可 以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生。 设备结构复杂，生产连续性差
2018/9/16 石油化工过程系统概论 9
2018/9/16 石油化工过程系统概论 12
西南石油大学
二、流化催化裂化的定义Definition 催化裂化装置，也称为流化催化裂化装 置(“FCC”)。 Flowing catalyst cracking 所谓“流化（Flowing）”是指当气体 以一定的速度通过装有催化剂（Catalyst） 的空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混 合在一起，像流体一样流动或沸腾。 DCC ：deep catalyst cracking 深度催化裂化 RCC ：residuum catalyst cracking
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石油化工过程系统概论
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西南石油大学 3.流化床催化裂化 其反应和再生也是分别在两个设备中进行，其原理与移动 床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气形成与 沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂制成 直径为20~100µm的微球。
由于在流化状态时，反应器 或再生器内温度分布均匀，而 且催化剂的循环量大，可携带 的热量多，减少了反应器和再 生器内温度变化的幅度，因而 不必再在设备内专设取热设施， 从而大大简化了设备的结构。
也是重油轻质化的核心工艺
催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要 手段 催化裂化于1936年实现工业化 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、减渣、脱沥青油
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石油化工过程系统概论
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西南石油大学
主要控制指标：金属含量和残碳值
Ni+V：不大于 20 PPm 残碳：不大于 6%
由此可见，一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两 个部分。
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石油化工过程系统概论
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西南石油大学
反应：吸热过程，一般每公斤新鲜原料的 反应大约需吸热400KJ 催化裂化
再生：放热过程，每公斤焦炭燃烧约放出 热量33500kJ
O2 焦炭 CO CO2 H 2O
因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应
产品分布：
★ 气体 :10 ～ 20% ，气体中主要是 C3 、 C4 ，烯烃含量很 高 ★ 汽油:产率在30～60%之间，辛烷值较高，约80～90 ★ 柴油:产率在0～40% ， 十六烷值较低，需调和或精 制 ★ 油浆：产率在0～10% ★ 焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1
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二、催化裂化的发展过程
分解等反应生成气体、汽油等小分子产物
催化裂化反应
缩合反应生成焦炭
焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此， 经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复
催化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做“再生”。
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催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在
汽油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地
位。
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，生成
轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代化
炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术， 是炼厂获取经济效益的重要手段。
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催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位。
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西南石油大学
一、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，
和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。
如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业
装置型式发展的主要推动力。
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西南石油大学 1.固定床反应器 预热后的原料进入反应器内进行反应，通常只经过几分钟到 十几分钟，催化剂的活性就
因表面积炭而下降，此时，
西南石油大学 2.移动床催化裂化
反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时 进入反应器的顶部，它们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。 当它们移动至反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭， 于是油气从反应器的中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气升 管用空气提升至再生器的顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中 进行再生。再生过的催化剂经另一根气升管又提升至反应器。 由于催化剂在反应器和再生器 之间循环，起到热载体的作用， 因此，移动床内可以不设加热 管。但是在再生器中，由于再 生时放出的热量很大，虽然循 环催化剂可以带走一部分热量， 但仍不能维持合适的再生温度。 因此，在再生器内还须分段安 装一些取热管束，用高压水进 行循环以取走剩余的热量。
西南石油大学
第三章 催化裂化装置 Catalytic cracking unit
2018/9/16
石油化工过程系统概论
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西南石油大学
燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的 重质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？
重质油转化为轻质油
从大分子分解为较小的分子
主要依靠分解反应（热反应和催化反应）
从低H/C的组成转化成较高H/C的组成
2018/9/16
石油化工过程系Biblioteka Baidu概论
11
西南石油大学 同固定床催化裂化相比较，移动床或流化床催化裂化都具 有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简 化方面，流化床的优点更突出，特别是流化床更适用于大 处理量的生产装置。由于流化床催化裂化的优越性，它很 快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。 自60年代以来，为配合高 活性的分子筛催化剂，流化 床反应器又发展为提升管反 应器。 目前，在全世界催化裂化 装置的总加工能力中，提升 管催化裂化已占绝大部分。 我国的情况也是如此。
停止进料，用水蒸气吹扫后， 通入空气进行再生。因此， 反应和再生是轮流间歇地在 同一个反应器内进行。 为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取 热的管束，用一种融盐循环取热。为了使生产连续化，可 以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生。 设备结构复杂，生产连续性差
2018/9/16 石油化工过程系统概论 9
2018/9/16 石油化工过程系统概论 12
西南石油大学
二、流化催化裂化的定义Definition 催化裂化装置，也称为流化催化裂化装 置(“FCC”)。 Flowing catalyst cracking 所谓“流化（Flowing）”是指当气体 以一定的速度通过装有催化剂（Catalyst） 的空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混 合在一起，像流体一样流动或沸腾。 DCC ：deep catalyst cracking 深度催化裂化 RCC ：residuum catalyst cracking
2018/9/16
石油化工过程系统概论
10
西南石油大学 3.流化床催化裂化 其反应和再生也是分别在两个设备中进行，其原理与移动 床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气形成与 沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂制成 直径为20~100µm的微球。
由于在流化状态时，反应器 或再生器内温度分布均匀，而 且催化剂的循环量大，可携带 的热量多，减少了反应器和再 生器内温度变化的幅度，因而 不必再在设备内专设取热设施， 从而大大简化了设备的结构。
也是重油轻质化的核心工艺
催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要 手段 催化裂化于1936年实现工业化 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、减渣、脱沥青油
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主要控制指标：金属含量和残碳值
Ni+V：不大于 20 PPm 残碳：不大于 6%
由此可见，一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两 个部分。
2018/9/16
石油化工过程系统概论
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西南石油大学
反应：吸热过程，一般每公斤新鲜原料的 反应大约需吸热400KJ 催化裂化
再生：放热过程，每公斤焦炭燃烧约放出 热量33500kJ
O2 焦炭 CO CO2 H 2O
因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应
产品分布：
★ 气体 :10 ～ 20% ，气体中主要是 C3 、 C4 ，烯烃含量很 高 ★ 汽油:产率在30～60%之间，辛烷值较高，约80～90 ★ 柴油:产率在0～40% ， 十六烷值较低，需调和或精 制 ★ 油浆：产率在0～10% ★ 焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1
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二、催化裂化的发展过程
分解等反应生成气体、汽油等小分子产物
催化裂化反应
缩合反应生成焦炭
焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此， 经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复
催化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做“再生”。