燕山石化催化裂化煉油三廠工藝簡(jiǎn)介

1、1概述說明：11裝置的地位與作用 煉油廠重油催化裂化是在催化劑的作用下將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為汽油、 柴油及液化 氣等產(chǎn)品的過程，是主要的加工工藝之一。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步， 能源危機(jī)日益成為人們注目的焦點(diǎn)， 而催化裂 化作為重油深度加工裝置， 日益顯示出其重要作用， 我國(guó)通過催化裂化工藝生產(chǎn) 的汽油約占全國(guó)商品汽油的 70，柴油占全國(guó)總量的 30，液化氣占煉油廠總 量的 90以上。根據(jù)中石化總公司' '八五科技進(jìn)步規(guī)則”的精神和煉廠的”九五規(guī)劃” ，為 充分利用石油資源，提高二次加工能力，改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加全廠輕質(zhì)油收率， 減少重油產(chǎn)品特?cái)M建此套 （200 萬噸年 ）重油催化裂化裝

2、置。本裝置是全國(guó)最大 的重油催化裂化裝置之一。12裝置的主要原料、產(chǎn)品與用途 121本裝置所需主要原料為蒸餾裝置的常三、常四、減二、減三、減 四、減五線、減壓渣油以及酮苯蠟膏、糠醛抽余油、和丙烷脫瀝青油等。122本裝置主要產(chǎn)品為：汽油，柴油，液化氣，干氣和重油 （油漿 ）。12 2 1汽油是本裝置生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一，其設(shè)計(jì)牌號(hào)為 9l 號(hào)，收 率為 472。汽油常用于汽油燃動(dòng)機(jī)，是比較重要的一種動(dòng)力能源，主要用于 輕型汽車，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)，快艇和小型發(fā)電機(jī)等。12 2 2柴油也是本裝置的主要目標(biāo)產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)牌號(hào)為一 10 號(hào)和 0 號(hào)，收率通常為 24 28，根據(jù)季節(jié)變化和市場(chǎng)對(duì)柴油的使用

3、要求，我們可以 通過改變操作條件來生產(chǎn)所需要的目標(biāo)產(chǎn)品。 柴油的用途相當(dāng)廣泛， 主要用于大 馬力的運(yùn)輸機(jī)械，現(xiàn)已廣泛用于載重汽車，拖拉機(jī)，曳引機(jī)，機(jī)車，船舶及各種 農(nóng)業(yè)，礦山，車用機(jī)械作為動(dòng)力設(shè)備，其功率從幾十馬力到四萬馬力左右。12 23液化氣也是本裝置的重要產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)收率為 10 736。它 通常用作民用燃料，但隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異， 液化氣的用途也有了新的變化， 比如：由于世界環(huán)衛(wèi)組織宣布氟利昂嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，造成臭氧層破壞， 故研 究氟利昂的替代產(chǎn)品顯得尤其重要，而液化氣正是理想的原材料之一。另外， 更 重要的是以液化氣為原料，生產(chǎn)各種化工原材料，例如： 從液化氣中分離出丁烯 2

4、 產(chǎn)品供橡膠廠生產(chǎn)丁苯橡膠使用，丙烯產(chǎn)品供化工廠生產(chǎn)聚丙烯。1224干氣是催化裂化裝置的副產(chǎn)品之一，其收率大約為 3728。 干氣主要用作本廠的自用燃料氣，比如：鍋爐產(chǎn)汽， 加熱爐對(duì)原料及中間產(chǎn)品預(yù) 熱等，近幾年隨著降耗增效呼聲的日益加強(qiáng)，消滅火炬，少用燃料油，多用燃料 氣的節(jié)能降耗措施正在全國(guó)石化行業(yè)轟轟烈烈地展開。13裝置技術(shù)來源 從武漢石化廠和廣州石化總廠引進(jìn)石偉公司重油催化裂化技術(shù)， 通過消化吸 收設(shè)計(jì)了福 建煉油廠 140萬噸年重油催化裂化裝置，于 1992年 9月投產(chǎn)。通過運(yùn)轉(zhuǎn) 的實(shí)踐證明，其優(yōu)點(diǎn)充分體現(xiàn)。本技術(shù)現(xiàn)已開始用于新設(shè)計(jì)的 120 萬噸年烏魯木齊煉 油廠， 140 萬噸年

5、蘭州煉油廠，大連石化公司和大港煉油廠重油催化裂化裝置。根據(jù)北京燕化公司煉油廠的實(shí)際要求，北京設(shè)計(jì)院根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外較為成熟的重油催化裂化技術(shù)設(shè)計(jì)而成。其中主要技術(shù)項(xiàng)目有：13 1催化劑再生系統(tǒng)采用并列式兩段完全再生技術(shù)，二段再生器內(nèi)部是空腹 高氧設(shè)計(jì)，設(shè)置外旋風(fēng)分離器，以保證二段高溫生產(chǎn)，使再生齊 II 含碳達(dá) 005。同 時(shí)也解決了催化劑高溫水熱失活的矛盾。13 2反應(yīng)采用全提升管反應(yīng)器，在其出口設(shè)置出口快速分離器，中止反應(yīng)， 提升管反應(yīng)采用高溫短接觸操作條件，對(duì)產(chǎn)品收率有利。133采用高效霧化噴嘴原料注入系統(tǒng)， 對(duì)原料霧化和噴散成 60p 以下的油粒， 對(duì)降低生焦，提高液體產(chǎn)品收率有利。13

6、4加注金屬鈍化劑，以防止重金屬Ni 等對(duì)催化劑活性的影響，改善產(chǎn)品分布。13 5原料預(yù)熱取消加熱爐方案，改用分餾塔底油漿作原料熱源。開工初期采 用中壓蒸汽加熱原料油。13 6裝置采用外取熱技術(shù)，和高溫?zé)煔饽芰炕厥障到y(tǒng)。在高溫?zé)煹郎显O(shè)置高 溫取熱器，產(chǎn)生中壓蒸汽，再利用高溫?zé)煔饽芰孔鲃?dòng)力推動(dòng)煙氣輪機(jī)，直接帶動(dòng)同步發(fā) 電機(jī)裝置，煙氣輪機(jī)電機(jī)及配套的控制系統(tǒng)。煙機(jī)出入口蝶閥是由美國(guó)引進(jìn)，煙氣輪機(jī) 是由蘭州煉油總廠機(jī)械廠提供，其型號(hào)為(YL II -18000A);煙機(jī)發(fā)電機(jī)型號(hào)為：YLUl80000-A 。1. 3. 7氣體壓縮機(jī)裝置是由杭州氣輪機(jī)廠生產(chǎn)的氣輪機(jī)(NK40 /50/20)和由沈陽(yáng)鼓風(fēng)

7、機(jī)廠生產(chǎn)的壓縮機(jī) (2MCL-606) 組成的。1. 3. 8.主風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是由陜西鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的軸流風(fēng)機(jī) AV50-12 和由杭州氣輪機(jī) 廠生產(chǎn)的原動(dòng)機(jī)N(350/40與上海電機(jī)廠生產(chǎn)的原動(dòng)機(jī) YCt-1900-4組成的。1. 3. 9.增壓機(jī)是由佳木斯電機(jī)廠生產(chǎn)的原動(dòng)機(jī) YA710AM3-2- w 和陜西鼓風(fēng)機(jī)廠 生產(chǎn)的風(fēng)機(jī) 310-4. 079/3. 059組成的。1 . 3. 1 0 .為了進(jìn)一步改善產(chǎn)品質(zhì)量，防止環(huán)境污染，在吸收穩(wěn)定部分特增設(shè)液態(tài) 烴和汽油脫硫醇裝置，以脫除液態(tài)烴和汽油中的硫醇成分。1. 4.裝置的主要構(gòu)成 本裝置主要由反再系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)和雙脫系統(tǒng)余熱鍋爐

8、組成。1. 4. 1.反應(yīng)再生系統(tǒng) 反再系統(tǒng)是催化裂化裝置的重要組成部分，是整個(gè)裝置的龍頭。1 . 4. 1 . 1 .全提升管反應(yīng)器，在提升管出口設(shè)置出口快分器，和四個(gè)初級(jí)旋分器 (粗旋 )，在沉降器內(nèi)設(shè)置單級(jí)旋分器 (細(xì)旋);1. 4. 1. 2.第一再生器內(nèi)設(shè)置了 8組2級(jí)旋風(fēng)分離器，第二再生器內(nèi)部為空白， 在二再外設(shè)置了 4 組 2 級(jí)旋分器;1. 4. 1. 3.提升管反應(yīng)器采用高活性的超穩(wěn)分子篩催化劑，為了回收多余熱量， 特在一再外設(shè)置外取熱器裝置;1 . 4. 1 . 4.煙氣能量回收系統(tǒng).為了充分回收剩余熱能，降低裝置能耗，本裝置 在第一再生器和第二再生器的混合煙道上設(shè)置了高溫

9、取熱爐，煙氣輪機(jī)和余熱鍋爐;為 了降低催化劑損失， 保護(hù)生態(tài)環(huán)境， 特設(shè)置了三級(jí)旋風(fēng)分離器， 回收催化劑粉末; 另外， 反再部分還包括催化劑加料系統(tǒng)和卸料系統(tǒng)，以及一再輔助燃燒爐 F-101 和二再輔助燃 燒爐 F-102。1. 4. 2.分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)主要是由分餾塔，柴油汽提塔，原料緩沖罐，回?zé)捰凸?，油漿過濾器，油 漿蒸汽發(fā)生器，和各中段循環(huán)的換熱系統(tǒng)以及空冷和水冷部分組成的。1 . 4. 3吸收一穩(wěn)定系統(tǒng)吸收一穩(wěn)定系統(tǒng)主要由富氣壓縮機(jī)機(jī)組，吸收塔，解析塔，穩(wěn)定塔和再吸收塔以及各種換熱設(shè)備，空冷設(shè)備，堿洗沉降系統(tǒng)組成。1 . 4. 4雙脫系統(tǒng)雙脫系統(tǒng)主要由汽油預(yù)堿洗罐，汽油脫硫醇塔，堿液氧

10、化塔，堿液沉降罐，二硫化 物沉降罐，汽油砂濾塔，尾氣水洗塔，混合氧化塔和液態(tài)烴脫硫塔，液態(tài)烴脫硫醇塔，堿液氧化塔，液態(tài)烴沉降罐，堿液沉降罐以及干氣脫硫系統(tǒng)成。1 . 5.裝置概況一覽表表1項(xiàng)目單位內(nèi)容項(xiàng)目單位內(nèi)容產(chǎn)品名稱產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)開工時(shí) 間年、月、日1998年4月裝置定員人物設(shè)計(jì)能力萬噸/年200實(shí)際最大能 力歷史水平建設(shè)日期投產(chǎn)日期1998年6月23日擴(kuò)建日期占地面積平方米33800建筑面積總投資萬兀73655引進(jìn)項(xiàng)目名 稱專利公司名 稱合同總價(jià)合同生效期合同有效期表二：各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目名稱單位設(shè)計(jì)指標(biāo)實(shí)際最好水平基本數(shù)據(jù)總投資萬兀108010固定資產(chǎn)投資萬兀99643流動(dòng)資金力兀18

11、74建設(shè)期利息萬兀6493銷售收入力兀95044銷售成本力兀18194銷售稅金力兀43623銷售利潤(rùn)力兀32277禾U潤(rùn)總額力兀32277所得稅力兀10651收益率所得稅后（內(nèi)部）%25.22所得稅前（內(nèi)部）%33.23所得稅后力兀72360所得稅前萬兀125911投資利潤(rùn)率%28.61回收期靜態(tài)投資回收期年5.44動(dòng)態(tài)投資回收期年7.05償還期人民幣借款償還 期年4.28外幣借款償還期年10.002.工藝路線2. 1工藝路線特點(diǎn)：本裝置主要由反應(yīng)一再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收一穩(wěn)定系統(tǒng)和四機(jī)組（煙機(jī)，氣壓機(jī)，主風(fēng)機(jī)和增壓機(jī)）以及雙脫部分組成。本裝置工藝設(shè)計(jì)是在吸收國(guó)內(nèi)外重油催化裂 化先進(jìn)技術(shù)的基

12、礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成，與國(guó)外相比，其工藝技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。2. 1. 1 .反再系統(tǒng)2. 1. 1 . 1.反應(yīng)器和再生器采用同高并列式，再生部分采用兩段燒焦完全再生技術(shù)；2. 1. 1. 2.再生器采用外取熱技術(shù)以吸收多余的熱量維持反再部分熱平衡；2. 1. 1. 3.反應(yīng)采用全提升管反應(yīng)器，在其出口設(shè)置高效分離器，進(jìn)料采用高效 霧化噴嘴原料注入系統(tǒng)；采用 MTC控制技術(shù)，以提高劑油比；2. 1. 1 . 4.原料預(yù)熱方式本裝置采用混合進(jìn)料方式，原料預(yù)熱采用與分餾塔底油 漿換熱，取消了傳統(tǒng)的加熱爐原料預(yù)熱方式；2. 1. 1. 5.為了進(jìn)一步提高高溫?zé)煔饽芰炕厥?，在煙道上設(shè)置了高溫?zé)煹廊釥t，

13、余熱爐和煙機(jī)系統(tǒng)。2. 1. 2.分餾系統(tǒng)本裝置充分利用分餾塔各段回流熱量來預(yù)熱原料油、發(fā)生蒸汽以及做解吸塔、穩(wěn)定塔熱源。2. 1. 3.吸收一穩(wěn)定系統(tǒng)吸收一解吸采用雙塔流程，提高了碳三，碳四的析出率 和汽油穩(wěn)定深度。2. 1. 4.雙脫部分2. 1. 4. 1.干氣脫硫操作，不設(shè)置分液罐，僅在塔頂設(shè)置分離段，以除去干氣中 攜帶的胺液，可減少占地面積；2. 1. 4. 2.不單獨(dú)設(shè)置液化氣脫硫溶劑分液罐，將液化氣脫硫塔直徑加大，降低 液流速度，以利于胺液與液化氣的分離，同時(shí)將高度適當(dāng)加高，延長(zhǎng)液化氣在上部的停 留時(shí)間，以利于沉降分離；2. 1. 4. 3.汽油堿洗脫硫醇部分，采用抽提一氧化兩步

14、法，汽油脫硫醇抽提塔內(nèi) 件采用篩板；堿液氧化塔，混合氧化塔，尾氣水洗塔內(nèi)件均采用清華大學(xué)開發(fā)的QH - 1型扁環(huán)填料；2. 1. 4. 4.雙脫部分增加了液態(tài)烴脫硫醇過程，以進(jìn)一步降低液態(tài)烴中的硫含量。22基本原理22 1催化裂化反應(yīng)及其影響因素 2211催化裂化反應(yīng)特點(diǎn)催化裂化反應(yīng)是在催化劑表面上進(jìn)行的，原料進(jìn)入 反應(yīng)器后，經(jīng)過七個(gè)步驟才變成產(chǎn)品離開催化劑。第一步： 氣態(tài)原料分子從主氣流中擴(kuò)散到催化劑表面， 并沿催化劑孔道向催化劑內(nèi) 部擴(kuò)散；第二步：靠近催化劑表面的原料分子， 被催化劑活性中心吸附， 原料分子變的活潑， 某些化合鍵開始松動(dòng)；第三步：被吸附的原料分子在催化劑表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；

15、第四步：產(chǎn)品分子從催化劑表面上脫附下來； 第五步：產(chǎn)品分子沿催化劑孔道向外進(jìn)行擴(kuò)散，并擴(kuò)散到主氣流中去。 從催化裂化反應(yīng)過程來看， 原料分子首先是被催化劑活性中心吸附才能進(jìn)行化學(xué)反 應(yīng)，因此原料中各類烴分子的反應(yīng)結(jié)果不僅取決于反應(yīng)速度，而且很重要的是取決于吸 附能力，對(duì)碳原子數(shù)相同的烴類分子，被吸附的難易程度大致如下：稠環(huán)芳烴>稠環(huán)環(huán)烷烴 > 烯烴單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴環(huán)烷烴烷烴。在同一族烴中， 大分子吸附能力比小分子強(qiáng)。 如果按化學(xué)反應(yīng)速度的高低順序排列， 大致情況如下：烯烴大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴異構(gòu)烷烴及環(huán)烷烴小分子單烷基側(cè)鏈的 單環(huán)芳烴正構(gòu)烷烴稠環(huán)芳烴。顯然，烴類的吸附能力

16、與化學(xué)反應(yīng)速度的排列順序并不一致。吸附在催化劑表面上各類烴分子的多少， 除與吸附能力有關(guān)， 也和原料中含各種烴 類多少有關(guān)，如果原料中含芳烴較多，特別是稠環(huán)芳烴和小分子單烷基側(cè)鏈（小于碳九 ）的單環(huán)芳烴，它們的吸附能力最強(qiáng)而化學(xué)反應(yīng)速度最慢，結(jié)果長(zhǎng)時(shí)間的停留在催化劑表 面上，不易脫附，甚至縮合成焦炭，致使催化劑失去活性。2212催化裂化的化學(xué)反應(yīng)類型催化裂化過程中的化學(xué)反應(yīng)并不是單一的裂化反應(yīng)，而是多種化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。 在催化裂化條件下，各種化學(xué)反應(yīng)的快慢、多少和難易程度都不同，由于催化裂化原料 組成的不同，使化學(xué)反應(yīng)顯得更加復(fù)雜化，現(xiàn)就其主要化學(xué)反應(yīng)介紹如下：22121裂化反應(yīng) 催化裂化的

17、主要反應(yīng)是裂化反應(yīng)，它的反應(yīng)速度比較快。裂化反應(yīng)是C-C 鍵的斷裂。同類烴分子量越大，反應(yīng)速度越快。一般來說：221211烯烴比烷烴更易裂化，環(huán)烷烴裂化時(shí)，既能斷側(cè)鏈也能開環(huán)變 成烯烴；221212芳烴環(huán)很穩(wěn)定不易反應(yīng)。芳烴中側(cè)鏈越長(zhǎng)，取代深度越深，反 應(yīng)速度就越快。單環(huán)芳烴不能脫甲基，只有三個(gè)碳以上的側(cè)鏈才能發(fā)生反應(yīng)，稠環(huán)芳烴 側(cè)鏈斷裂都發(fā)生在根部；2. 2. 1. 2. 1. 3 . C C鍵裂化速度順序?yàn)椋菏逄贾偬疾肌? 2 1 2 2異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)是催化裂化的重要反應(yīng)， 它是在分子量大小不變的情況下， 烴類分子發(fā) 生結(jié)構(gòu)和空間位置的變化，異構(gòu)化反應(yīng)有以下幾種情況：(1)骨架異構(gòu)

18、； (2)烯烴的鍵位移； (3) 烯烴空間結(jié)構(gòu)變化，由于異構(gòu)化反應(yīng)，結(jié)果使 催化裂化含有較多的異構(gòu)烴；22123氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)， 也可以稱為氫調(diào)配反應(yīng)， 即某一烴分子上的氫脫下來， 立即加到另一 個(gè)烴分子上，使這一烯烴分子得以飽和。如果脫氫分子也是烯烴，結(jié)果是一個(gè)烯烴分子 飽和了，而放出氫的分子更不飽和了，對(duì)于飽和分子來說，可稱為飽和反應(yīng)。氫轉(zhuǎn)移是催化裂化特有的反應(yīng)， 反應(yīng)速度比較快， 帶側(cè)鏈的環(huán)烷烴是氫的 主要來 源，氫轉(zhuǎn)移不同于一般的氫分子參加的脫氫和加氫反應(yīng)，它是活潑的氫原子從一個(gè)烴分 子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)烴分子上去。使烯烴飽和，二烯烴變成單烯烴或飽和，環(huán)烷烴變成環(huán)烯 烴進(jìn)而變成芳烴，所

19、以催化裂化產(chǎn)品安定性較好。伴隨著氫轉(zhuǎn)移的反應(yīng)便是大分子烯烴、 環(huán)烷烴和芳烴的縮合反應(yīng)， 其反應(yīng)結(jié)果是這 些大分子不斷放出氫，最終變成焦炭，沉積在催化劑表面上，使催化劑降低活性， 22124芳構(gòu)化反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng)是烷烴、烯烴環(huán)化生成環(huán)烷烴和環(huán)烯烴，然后進(jìn)一步進(jìn)行氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)， 不斷放出氫原子最后生成芳烴的反應(yīng)過程。芳構(gòu)化反應(yīng)是催化裂化的重要反應(yīng)之一，由 于芳構(gòu)化反應(yīng)，使其汽油、柴油含芳烴量較多。22125甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng) 甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)是在兩個(gè)芳烴之間進(jìn)行的。 一個(gè)芳烴脫去甲基， 另一個(gè)芳烴得到甲基， 稱為二甲基產(chǎn)物，這個(gè)反應(yīng)也叫歧化反應(yīng)。22126疊合反應(yīng)疊合反應(yīng)和烷基化反應(yīng)在催化裂化操作條件下，即在

20、500*(3 高溫和常壓下進(jìn)行， 這兩個(gè)反應(yīng)比例不大， 疊合反應(yīng)是在烯烴與烯烴之間進(jìn)行的，其反應(yīng)結(jié)果是生成大分子 烯烴。22127烷基化反應(yīng) 烯烴與芳烴的加合反應(yīng)叫烷基化反應(yīng)， 烯烴主要是加在稠環(huán)芳烴上， 進(jìn)一步脫氫生 成焦炭。2213催化裂化反應(yīng)機(jī)理 催化裂化反應(yīng)非常復(fù)雜， 反應(yīng)類型很多， 為了了解這些反應(yīng)是怎樣進(jìn)行的， 并解釋 某些現(xiàn)象，如氣體中碳三、碳四多，汽油中異構(gòu)烴多等，就需要進(jìn)一步討論烴類的反應(yīng) 過程。目前，陽(yáng)碳離子學(xué)說被認(rèn)為是解釋催化裂化反應(yīng)機(jī)理比較好的一種學(xué)說。所謂陽(yáng)碳離子， 是指表面缺少一對(duì)價(jià)電子的碳原子形成的烴離子。 陽(yáng)碳離子的命名 是依照銨離子 (NH+ 4。)而得的，但

21、它不能象銨離子能在溶液中解離出來自由存在，它只 能吸附在催化劑表面上進(jìn)行反應(yīng)，它們的根本不同是陽(yáng)碳離子的碳表面只有三對(duì)電子。一般認(rèn)為在熱裂解過程中不易形成陽(yáng)碳離子， 因?yàn)闊崃呀馐且话愕臍庀酂岱磻?yīng)， 其 結(jié)果是烴夯子均勻斷裂成自由基， 只有不均勻斷裂才能生成陽(yáng)碳離子，但是不均勻斷裂 要比均勻斷裂需要的能量大的多，故不易發(fā)生。在酸性催化劑存在的情況下，生成陽(yáng)碳 離子所需要的能量就小得多了。陽(yáng)碳離子是在烴分子與催化劑作用下形成的。 一是催化劑活性中心給出質(zhì)子， 使烯 烴質(zhì)子化生成陽(yáng)碳離子，如：酸性中心,R一 CH = CH 2+ Zf R CH T CH+ A給出質(zhì)子質(zhì)子加在烯烴上有一個(gè)規(guī)律， 即加

22、在含氫原子較多的碳原子上，這樣含氫較少的碳原子缺少一對(duì)電子，形成陽(yáng)碳離子，如：+氫化物抽出W. | + 嚴(yán) 1 + I A I IR CH2- CH3=aR一 CH 一 CH3 + AH從上述情況看，要生成陽(yáng)碳離子必須具備兩個(gè)條件，一是要有烯烴，烯烴來源于原料中，或是熱裂解生成的；二是要有給出質(zhì)子的酸性催化劑。質(zhì)子是指失去電子狀態(tài)的氫原子，用H +表示。必須清楚，催化劑給出的質(zhì)子并沒有脫離催化劑自由行動(dòng)，而是烯烴停留在催化劑表面上，在一定條件下形成陽(yáng)碳離子。陽(yáng)碳離子反應(yīng)過程比較復(fù)雜，其反應(yīng)特點(diǎn)如下：2. 2. 1. 3. 1 陽(yáng)碳離子生成可以通過烯烴與質(zhì)子結(jié)合，小的陽(yáng)碳離子與烯烴再 結(jié)合，生成

23、較大的陽(yáng)碳離子，如：R +CH 2=CH2 一f RCH2一一 CH22. 2. 1 . 3. 2.陽(yáng)碳離子能自動(dòng)異構(gòu)化， 伯碳自動(dòng)轉(zhuǎn)化為仲碳， 仲碳轉(zhuǎn)化為叔碳， 趨向更穩(wěn)定。陽(yáng)碳離子穩(wěn)定性順序?yàn)椋菏逄?仲碳伯碳。離子異構(gòu)化表現(xiàn)為一對(duì)價(jià)電 子的轉(zhuǎn)移，或者連同所聯(lián)系的氫和甲基一起移動(dòng)，如：2. 2. 1. 3 . 3陽(yáng)碳離子與烴分子相遇，奪取烴分子的氫，生成新的陽(yáng)碳離子， 即陽(yáng)碳離子的形成與陽(yáng)碳離子的取代，形成鏈反應(yīng)，如：R+ + R' H f RH+R，+2. 2. 1. 3. 4陽(yáng)碳離子可以失去質(zhì)子生成烯烴，此質(zhì)子交還給催化劑酸性中心 或其它烯烴，生成新的陽(yáng)碳離子，自己成為烯烴產(chǎn)物，

24、如：RCH2 一 CH + RZf R CH=CH R+H +2. 2. 1. 3. 5.大的陽(yáng)碳離子分解，生成一個(gè)烯烴和一個(gè)小陽(yáng)碳離子，即進(jìn)行裂 化反應(yīng)，如：CH3 CH + CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 fCH3 CH=CH2+CH2+ CH2一 CH2一 CH32. 2. 1. 3. 6.陽(yáng)碳離子自身反應(yīng)，構(gòu)成環(huán)化作用。如：CH2+ CH2 CH2 CH=CH2+A +f 環(huán)己烯 +AH2. 2. 1. 4.影響反應(yīng)的主要因素2. 2. 1. 4. 1.原料油的性質(zhì)：原料油的性質(zhì)是我們所有操作條件中最重要的條件。選擇催化劑，制定生產(chǎn)方案， 選擇操作條件都應(yīng)首先了解原料油的性質(zhì)。

25、生產(chǎn)中我們要求原料要相對(duì)的穩(wěn)定。同時(shí)加 工幾種性質(zhì)不同的原料時(shí)，要在原料罐或管道中調(diào)和均勻后再送入裝置。另外要特別注 意罐區(qū)脫水，換罐時(shí)不要因脫水不凈，將水送入反應(yīng)器，否則會(huì)急劇降低反應(yīng)溫度，反 應(yīng)壓力會(huì)因水的汽化而迅速上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成重大事故。2. 2. 1. 4. 2.催化劑的種類：目前，國(guó)內(nèi)的催化劑已有幾種不同的系列產(chǎn)品可供選用。每個(gè)催化裝置都應(yīng)根據(jù)本裝置的原料油性質(zhì)，產(chǎn)品方案及裝置的類型選擇適合本裝置的催化劑。選用催化劑時(shí)， 不僅要選擇催化劑的活性、比表面，更要注意它的選擇性、抗污染能力和穩(wěn)定性。在生產(chǎn)過程中若因原料性質(zhì)和產(chǎn)品方案的較大幅度變化而需要更換催化劑時(shí)， 則需 要采取逐步置

26、換的方法。 一邊卸出催化劑， 一邊補(bǔ)入新鮮劑， 注意置換的速度不能過快， 不然會(huì)因新鮮劑補(bǔ)入太多，平衡劑活性太高而使操作失去平衡。22143反應(yīng)時(shí)間： 反應(yīng)時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率低，回?zé)挶仍黾?；反?yīng)時(shí)間長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率提高，但時(shí)間過長(zhǎng)則會(huì) 使轉(zhuǎn)化率過高，汽柴油收率下降，液化氣中烯烴飽和，丙烯、丁烯的產(chǎn)率下降。工業(yè)裝 置一般取 24 秒。目前有些加工渣油的裝置采取了更低的反應(yīng)時(shí)間，以降低生焦率。反應(yīng)時(shí)間在生產(chǎn)中不是可以任意調(diào)節(jié)的，它由提升管的容積（直徑和長(zhǎng)度 ）決定但生產(chǎn)中反應(yīng)時(shí)間是變化的。進(jìn)料量的多少，其它條件引起的轉(zhuǎn)化率的變化，都會(huì)引起反應(yīng) 時(shí)間的變化。對(duì)于一個(gè)特定的裝置， 如果我們需要大幅度改變反應(yīng)時(shí)間

27、的話， 可以采取向提升管 內(nèi)注入稀釋介質(zhì)的辦法 （如蒸 汽和干氣）。但這種辦法的前提是裝置負(fù)荷較低的情況下方可 使用。22144流化質(zhì)量、原料霧化及旋分效果 這些條件對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量都有很大影響， 但主要由設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)決定， 在生成 中可調(diào)性很小。 需要說明的是雖然這些條件在正常生成中不作為調(diào)節(jié)手段，但必須通過 某些參數(shù)的測(cè)量、觀察來判斷操作狀態(tài)是否正常。這些條件是否處于正常的范圍相當(dāng)重 要，需要在生產(chǎn)中認(rèn)真對(duì)待。譬如：通過提升管反應(yīng)器的壓降， 溫度分布， 密度分布等來觀察提升管反應(yīng)器流化 狀況。通過快速分離器壓降，一級(jí)旋風(fēng)分離器入口濃度來觀察快速分離器的狀況等。如 果確有問題我們盡可能的采

28、取一些補(bǔ)救措施 （ 調(diào)節(jié)其它參數(shù) ）來使其不利影響降到最低限 度。22145反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度高，裂化快，轉(zhuǎn)化率高。一般采用500 538C之間的溫度進(jìn)行操作。提高反應(yīng)溫度，則干氣增加、汽油減少，在轉(zhuǎn)化率不變時(shí)，焦炭產(chǎn)率下降（因?yàn)橐种沽丝s合反應(yīng) ）。隨溫度的升高，丙烯和丁烯產(chǎn)率增加很快。提高溫度能提高汽油的辛烷值。因?yàn)槠椭邢N和芳烴都隨溫度升高而增加了。 反應(yīng)溫度是我們生產(chǎn)中的主調(diào)參數(shù)，也是對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量影響最靈敏的參數(shù)。 在提升管裝置中， 反應(yīng)溫度主要是用再生單動(dòng)滑閥通過開度調(diào)節(jié)催化劑的循環(huán)量來 達(dá)到控制的目的。221 46預(yù)熱溫度 （總進(jìn)料溫度 ） 對(duì)提升管裝置來說預(yù)熱溫度已不再時(shí)調(diào)節(jié)反

29、應(yīng)溫度的主要手段。 但是， 不同的原料 油和不同結(jié)構(gòu)的原料噴嘴對(duì)預(yù)熱溫度有不同的要求。一般來說，預(yù)熱溫度對(duì)進(jìn)料霧化效 果有一定的影響，對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量有程度不同的影響。霧化效果好則在同樣轉(zhuǎn)化率條 件下焦炭和氣體產(chǎn)率下降，輕質(zhì)油收率上升。霧化效果差，則焦炭產(chǎn)率就會(huì)上升。一般 預(yù)熱溫度高，霧化效果好。對(duì)于霧化效果較好的噴嘴，可以根據(jù)熱平衡的允許，采用較 低的預(yù)熱溫度； 對(duì)于霧化效果較差的噴嘴則應(yīng)根據(jù)熱平衡的允許和對(duì)劑油比的要求采用 較高的預(yù)熱溫度。原料預(yù)熱溫度受整個(gè)裝置的熱平衡、工藝條件、劑油比、再生器設(shè)備 設(shè)計(jì)溫度等所約束。22147劑油比：催化劑循環(huán)量與反應(yīng)器總進(jìn)料量之比，叫做劑油比。劑油比_

30、催化劑化劑環(huán)量/（噸/小時(shí)）'總進(jìn)料（噸/小時(shí)時(shí)劑油比不是一個(gè)獨(dú)立變量而是一個(gè)因變參數(shù)，一切引起反應(yīng)溫度變化的因素， 都會(huì)影響它，且劑油比反作用于反應(yīng)溫度。劑油比增大反應(yīng)溫度升高，而當(dāng)再生溫度和反應(yīng) 溫度升高時(shí)，劑油比減小。劑油比增大，轉(zhuǎn)化率提高，焦炭產(chǎn)率升高，對(duì)于提升管反應(yīng) 器，劑油比一般3-7改變劑油比最靈敏的方法是調(diào)節(jié)原料預(yù)熱溫度。當(dāng)操作條件改變，劑油比增加時(shí)，轉(zhuǎn)化率和焦炭產(chǎn)率就會(huì)增加。2. 2. 1. 4. 8催化劑活性催化劑平衡活性越高，轉(zhuǎn)化率越高，產(chǎn)品中烯烴含量減少，而烷烴含量增加。分子篩催化劑的平衡活性，各種不同類型的催化劑有較大的差別。生成中應(yīng)根據(jù)原料性質(zhì)，產(chǎn)品方案，裝

31、置類型來選擇合適活性的催化劑。平衡催化劑的活性除和操作條 件有關(guān)外，主要由催化劑的置換速度調(diào)節(jié)，正常的新鮮催化劑補(bǔ)充是通過小型加料進(jìn)行 的。重金屬的污染會(huì)使催化劑的活性下降，選擇性明顯變差，氣體和焦炭產(chǎn)率升高，氣體中氫氣含量明顯增加，而汽油收率明顯降低。在這種情況下，需要較大幅度的置換催 化劑。在卸出平衡劑的同時(shí)用較大的加料量向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)入新鮮催化劑，同時(shí)，保證金屬 鈍化劑的注入量。催化劑水熱失活是影響催化劑活性的重要因素之一。由于是兩段再生，故兩段再生的煙氣氧含量和再生溫度對(duì)催化劑活性有重要影響，在一再中采用低氧和較低的再生溫度可將催化劑上攜帶的全部氫燒掉，這樣二再可采用高氧和較高的再生溫度，

32、大大降低 了催化劑含碳量，同時(shí)也大大避免了催化劑的水熱失活，最大限度地降低了水熱失活對(duì) 催化劑活性的影響。2. 2. 1. 4. 9再生催化劑含碳量（定碳）分子篩催化劑對(duì)再生劑的含碳量非常敏感，再生催化劑含碳量是指經(jīng)再生后催化劑上殘留的焦炭含量。再生催化劑含碳過高，分子篩催化劑的活性和選擇性都會(huì)下降，因 而大大降低轉(zhuǎn)化率，汽油產(chǎn)率下降，溴價(jià)上升，誘導(dǎo)期下降。采用高溫再生可以降低催 化劑定碳，一般降低含碳量 0. 1%，活性提高2-3個(gè)單位。2. 2. 1. 4. 10.反應(yīng)器壓力提高反應(yīng)壓力就是提高了反應(yīng)器內(nèi)的油氣分壓。油氣分壓的提高意味著反應(yīng)物濃度的增加，因而反應(yīng)速度加快，從而提高了轉(zhuǎn)化率。

33、提高反應(yīng)壓力，生焦率的提高比較明顯，干氣的產(chǎn)率也會(huì)增加，汽油產(chǎn)率稍有降低， 但不太明顯。對(duì)于一定的提升管反應(yīng)器來說，提高壓力也等于降低了反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物料體積流 率。在進(jìn)料量不變的情況下，等于延長(zhǎng)了反應(yīng)的時(shí)間。若維持反應(yīng)時(shí)間不變則可增大處 理能力。2. 2. 1. 4. 11.汽提蒸汽量1.1倍左右把催化劑顆粒加帶的油蒸汽汽提出來，所需的蒸汽量取決于催化劑循環(huán)速率。汽提 蒸汽的量通常為1 2Kg /噸循環(huán)催化劑，或者通過操作中慢慢的降低汽提蒸汽的量， 觀察溫度的變化，當(dāng)汽提蒸汽的量降到一定的值時(shí)，再生器溫度急劇上升，未汽提出來 的烴類開始燃燒，此時(shí)的汽提蒸汽量為最小值，正常操作時(shí)采用該值的使用

34、過多的汽提蒸汽是有害的，它會(huì)使主分餾塔塔頂系統(tǒng)負(fù)荷加大，也會(huì)導(dǎo)致催化劑水 熱失活。221412霧化蒸汽 霧化蒸汽在反應(yīng)進(jìn)料中具有相當(dāng)重要的作用，霧化蒸汽量適當(dāng)，原料霧化效果好， 還可以降低油氣分壓，避免催化劑迅速結(jié)焦。一旦原料中斷，霧化蒸汽還可防止噴嘴堵 塞。221411預(yù)提升蒸汽：2214111降低提升管內(nèi)油氣的分壓；2214112降低催化劑的碳差 (焦炭重量催化劑重量 )；2214113降低再生器溫度；2214114減少輕氣體的生成。221413回?zé)挶然責(zé)捰团c新鮮原料之比叫回?zé)挶?。回?zé)挶仍黾訒?huì)引起：2214131催化劑循環(huán)速率增加；2214132焦炭產(chǎn)率增加；2214133再生器溫度增加；

35、2214134產(chǎn)氣量增加。221414重金屬原料油中不可避免的含有金屬化合物， 它通過夾帶進(jìn)入裝置或由于化合物本身易揮 發(fā)而和瓦斯油一起蒸餾出來進(jìn)入裝置。在普通金屬中，鐵、鎳、釩、鈉、銅尤為有害。 在催化裂化反應(yīng)期間， 它們永久性地沉積在催化劑表面上，通過促使氫氣產(chǎn)量增加而改 變產(chǎn)品分布。鈉的存在會(huì)降低催化劑的熔融溫度，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞從而降低催化劑的 活性；鎳在催化裂化條件下使烴類脫氫反應(yīng)加快，導(dǎo)致催化劑選擇性變差。進(jìn)料中的金屬污染程度是用金屬因子 Fm 來衡量的。Fm=Fe+V+10(Ni+Cu)式中Fe、V、Ni、Cu表示進(jìn)料中鐵、釩、鎳和銅的濃度。用重量濃度ppm表示。221415金屬

36、鈍化劑金屬鈍化劑種類很多， 一般所用的金屬鈍化劑是指銻、 鉍的化合物， 通常其濃度為 2040。通過加注金屬鈍化劑， 使原料油中的重金屬與鈍化劑中銻或鉍的化合物形成 低熔點(diǎn)合金， 以避免原料油中的重金屬沉積在催化劑表面導(dǎo)致催化劑的活性和選擇性下 降。鈍化劑的注入量一般應(yīng)根據(jù)原料油中重金屬的含量而加以調(diào)節(jié)。222催化裂化再生及其影響因素催化劑再生時(shí)產(chǎn)生大量的熱， 一般來說足以提供反應(yīng)所需的熱量； 有些情況下， 還 可產(chǎn)生大量的剩余熱量?？梢?，催化劑的再生實(shí)際上擔(dān)負(fù)兩項(xiàng)任務(wù)：恢復(fù)催化劑的活性 和提供反應(yīng)所需要的熱量。2221再生的化學(xué)反應(yīng)和再生反應(yīng)熱 焦炭中的含氫量通常比使用普通硅酸鋁時(shí)要低一些。

37、 實(shí)際生成中， 在再生器中燒去 的焦熒包括四個(gè)部分：催化碳裂化反應(yīng)產(chǎn)生的縮合產(chǎn)物；附加碳一一原料本身所固有的殘?zhí)嫁D(zhuǎn)化生成的碳，它與原料殘?zhí)奸g的關(guān)系大致是：附加碳： 0 6*殘?zhí)?(重量比，對(duì)新鮮原料 )；可汽提碳一一因汽提不完全而殘留在催化劑微孔內(nèi)的油氣。 它和催化劑循環(huán)量的關(guān) 系一般是：可汽提碳 =催化劑循環(huán)量 0 0002；因?yàn)榻固恐饕怯商己蜌浣M成的， 所以研究再生的化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)熱實(shí)際上是研究 碳和 氫與空氣中的氧的反應(yīng)和反應(yīng)時(shí)所放出的熱量。焦炭燃燒的化學(xué)反應(yīng)主要可以寫成下面的反應(yīng)式：CO2CO2 放熱： 33913kj(8100kcal) kg 碳C + 1 / 202 一 CO 放

38、熱：10258kj(2450kcal) / kg 碳H2+ 1 /202 一 H2O 放熱：119742kj(28600kcal) /kg 碳在再生過程中，一再中由于是貧氧操作，故C0 一般不會(huì)全變成 C02, 一再煙氣中C02含量極少；二再中由于是富氧操作，故在煙氣中 CO2 含量極高，而氧含量增加，兩股煙氣 在煙道中混合后 C0與富氧進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生 C02,并放出大量的熱量。2 222再生反應(yīng)速度 影響再生反應(yīng)速度的因素較多，其中主要有：再生催化劑上的積碳量，再生溫度，煙 氣中的氧濃度，再生壓力，催化劑與再生器的結(jié)構(gòu)，流化狀況等，它們對(duì)燒焦速度的影響關(guān) 聯(lián)在下面的關(guān)系式中：對(duì)于硅酸鋁催化劑：

39、碳燃燒速率 (千克/小時(shí) )=05Wvpt0CR對(duì)于分子篩催化劑來說燒焦速率接近和 CR 成正比， 因此計(jì)算分子篩催化劑時(shí)， 應(yīng)將上 式修正為：碳燃燒速率 (千克/小時(shí) )=05WVPTC 0.7R式中： w 一再生器內(nèi)的催化劑藏量 (通常以分布板或分布管以上的藏量計(jì)算)，噸V 裝置的效率因數(shù)，與流化狀態(tài)有關(guān)P壓力因數(shù)：P=Pt. PoPt 一操作壓力因數(shù)Pt =Po-氧濃度分壓因數(shù)，為再生煙氣實(shí)際含氧量和主風(fēng)中氧含量(21 % )的對(duì)數(shù)平均值與8 0 7之比值。 807是空氣中氧含量和再生器出口煙氣氧含量為2時(shí)的對(duì)數(shù)平均值。To-再生器密相床層溫度因數(shù)To=(E / eRT 基) 一 (E

40、/ RT)取基準(zhǔn)溫度 T基為866K(59 3C )，活化能 E為26600cd/gmol，貝Ut 一再生密相床溫度(°K)當(dāng)T=593 C, To=1CR 一再生催化劑含碳量這個(gè)方程式六項(xiàng)數(shù)據(jù), 若已知其中五項(xiàng)可求第六項(xiàng)。 在生產(chǎn)中, 或以利用測(cè)得的因數(shù)求 效率因數(shù),用以評(píng)定再生器效率。2223再生因素的分析22231 再生因素的分析再生溫度是影響燒焦速率的最重要的因素之一。 由燒焦速度方程可知, 燒焦速度與再溫 度因數(shù)成正比。提高再生溫度可以大大提高燒焦速度，在600C左右時(shí)每提高 10C，燒焦速度可提高20%，但是提高再生溫度受到催化劑水熱溫度性和設(shè)備結(jié)構(gòu)以及材料的限制。對(duì)于常

41、規(guī)再生來說，若使用硅酸鋁催化劑，再生溫度一般在 580 600C。若使用分子催化劑，可在650C, 但要考慮二次燃燒的限制。對(duì)于完全再生可在680700C下作。對(duì)于再生器分為兩器的再生裝置，氫在第一段已基本燒完，第二段基本上無水，對(duì)于催劑水熱穩(wěn)定性來說，條件較好，可以提高再生溫度到更高的溫度。如：武漢石化廠的第二段生器高溫可達(dá)750 800 C。但要考慮設(shè)備和催化劑允許的限度。2. 2. 2. 3. 2.氧分壓燒焦速度與再生煙氣中的氧分壓成正比。氧分壓是再生壓力與再生煙氣中氧的分子濃的乘積，因此提高再生壓力，或提高煙氣中氧含量可以提高燒焦速度。氧濃度應(yīng)采用入口空氣中和出口煙氣中過剩氧濃度的對(duì)數(shù)

42、平均值。入口氧濃度是主風(fēng)（空氣）的氧濃度，是一常數(shù)（21% ）。21 a21O平=In a式中：O平一對(duì)數(shù)平均氧濃度 （摩爾）a 一煙氣中過剩氧濃度是一個(gè)操作變量，它主要受二次燃燒的限制。常規(guī)再生控制0.5-2 %，例如煙氣氧濃度由 1 %提高到2%燒焦速度可以提高 18%。提高再生壓力就必須提高主風(fēng)機(jī)的出口壓力。一個(gè)裝置的再壓力受所選用主風(fēng)機(jī)的限制。2. 2. 2. 3. 3.再生器藏量再生器中的藏量決定了催化劑在再生器內(nèi)的停留時(shí)間。停留時(shí)間：再生藏量 催化劑化劑循提高藏量可延長(zhǎng)燃燒時(shí)間，從而增加燒焦量，降低再生催化劑定碳。 但需要增大再生器體積，而且延長(zhǎng)了停留時(shí)間會(huì)加快催化劑失活速度，因此

43、用提高藏量的辦法提高燒焦量不是好辦法。2. 2. 2. 3. 4.主風(fēng)量一再的空氣量應(yīng)調(diào)整到在煙道氣中盡量不含氧；二再的空氣量應(yīng)調(diào)整到在三旋入口煙道氣中氧含量35% （v），如果供給二再的燃燒空氣量不充足而不能完成焦炭的燃燒，那麼將 會(huì)發(fā)生，碳堆積”，其根本原因是裂化反應(yīng)期間催化劑燒焦速率比焦炭生成速率慢。2. 2. 3.反再系統(tǒng)三大平衡及其調(diào)整方式對(duì)于催化裂化裝置來說， 平穩(wěn)操作的實(shí)質(zhì)就是控制好三大平衡：物料平衡、壓力平衡和熱平衡。生產(chǎn)中，影響平衡的各個(gè)參數(shù)不是絕對(duì)不變的， 總會(huì)因?yàn)槟承┮蛩囟兓?，從而打破?衡。操作者的主要任務(wù)就是隨時(shí)對(duì)引起不平衡的原因進(jìn)行分析， 及時(shí)調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)， 使

44、系 統(tǒng)恢復(fù)平衡或達(dá)到平衡狀態(tài)。2. 2. 3. 1.物料平衡所謂物料平衡主要是指進(jìn)入和排出反應(yīng)一再生系統(tǒng)的各種物料的平衡。如：原料與產(chǎn)品、單程轉(zhuǎn)化率與回?zé)挶?、燒焦與生焦、供氧與需氧、催化劑的損失與補(bǔ) 充、氣體產(chǎn)量和氣壓機(jī)能力的平衡等等。茲將其中對(duì)操作有較大影響者分別說明如下：2231 1單程轉(zhuǎn)化率與回?zé)挶鹊钠胶?單程轉(zhuǎn)化率與回?zé)挶鹊年P(guān)系， 實(shí)際上是裝置處理能力和產(chǎn)品收率的關(guān)系。 在生產(chǎn)中操作 者往往把回?zé)捰凸薜囊好?（排除分餾的影響 ）作為觀察反應(yīng)深度的“眼睛” 。這就是說，回?zé)?油罐液面是衡量原料轉(zhuǎn)化與回?zé)捠欠衿胶獾臉?biāo)志。 回?zé)捰凸抟好嫔仙蚪档停?說明了平衡的 破壞， 破壞平衡的主要原因是

45、轉(zhuǎn)化深度或者說是單程轉(zhuǎn)化率變化。因此調(diào)節(jié)應(yīng)從調(diào)整反應(yīng)深度入手。 調(diào)節(jié)的方法有提高或降低反應(yīng)溫度， 加快或減慢或停止小型加料 （ 改變催化劑活性 ）； 對(duì)于一些催化劑損失較小的裝置由于受系統(tǒng)藏量限制， 這個(gè)手段往往調(diào)節(jié)幅度不夠大， 最常 用的還是提高和降低反應(yīng)溫度調(diào)節(jié)劑油比等。也可以直接單獨(dú)調(diào)節(jié)回?zé)捰土縼砀淖兓責(zé)挶龋?但應(yīng)盡量少用。 因?yàn)樵黾踊責(zé)捔繒?huì)縮短提 升管的反應(yīng)時(shí)間，降低轉(zhuǎn)化率，回?zé)捰蜁?huì)增加。調(diào)節(jié)不當(dāng)會(huì)形成惡性循環(huán)。所以，只有回?zé)?油罐液面波動(dòng)較大時(shí)， 才能采用這個(gè)手段作為避免回?zé)捰捅贸榭眨?或者回?zé)捰蜐M罐的應(yīng)急措 施。在調(diào)整反應(yīng)深度的同時(shí)，再逐步地拉回回?zé)捰偷牧?，保持適宜的回?zé)挶?。生產(chǎn)重

46、柴油的 裝置有時(shí)短時(shí)改變重柴油抽出量來平衡回?zé)捰凸抟好妫?這個(gè)辦法對(duì)操作影響較小， 當(dāng)然妻考 慮到重柴油的質(zhì)量。2231 2生焦與燒焦、需氧與供氧的平衡這兩對(duì)矛盾是密切相關(guān)的。 反應(yīng)生產(chǎn)的焦炭， 必須在再生器內(nèi)全部燒掉， 才能保持再化 劑含碳量在要求的指標(biāo)之內(nèi)。 要燒掉這些焦炭就由主風(fēng)機(jī)供給充足的氧氣。 一般來說， 供氧 應(yīng)稍大于需氧。若主風(fēng)量不足，燒焦需氧供給不夠，再生煙氣氧含量降至零，則再生催化劑顏色變黑， 含碳量大幅度上升，催化劑活性和選擇性下降，生焦量增加，燒焦更不完全，從而形成惡性 循環(huán)。催化劑上的積碳越多， 催化劑活性下降， 使氣體與汽油產(chǎn)率下降， 回?zé)捰秃陀蜐{增多， 這種現(xiàn)象叫做

47、碳堆積。嚴(yán)重時(shí)這種被迫停止進(jìn)料燒焦。若供氧過多，煙氣中氧含量過高，常規(guī)再生裝置就會(huì)發(fā)生二次燃燒。同時(shí)也浪費(fèi)主風(fēng)， 增加能耗。2231 21碳堆積在生產(chǎn)中引起碳堆積的原因不外兩個(gè)方面： 或者在原來生焦與燒焦平衡的基礎(chǔ)上增加了 生焦量，或者是主風(fēng)量過少。譬如原料變重，反應(yīng)溫度過低，待生催化劑帶油；小型加料速 度太快；開工初期裝入系統(tǒng)的催化劑中新鮮劑比例過大，活性過高；氧含量表指示失靈，實(shí) 際無過剩氧而指示偏高未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，都可能造成碳堆積。對(duì)于兩段燒焦高效再生來說， 在正常操作中， 二再出口往往采用較高的氧含量， 一般二 再出口氧含量為 35（V） 。二再燒焦溫度較高，燒焦速度較快，發(fā)生碳堆積的幾率

48、比常規(guī) 再生少。 一旦由于某些原因引起生焦增加時(shí)， 往往會(huì)引起再生系統(tǒng)溫度上升， 然后再出現(xiàn)氧 含量回零，稀密相溫差回零。氧含量回零后的現(xiàn)象與常規(guī)再生相同。對(duì)于碳堆積的處理，應(yīng)掌握以下原則：2231211迅速減少生焦量， 停油漿回?zé)?，大幅度降低進(jìn)料量和回?zé)捰土浚?必要時(shí)切斷進(jìn)料，流化燒焦。2231212燒焦過程中要掌握好熱量平衡，以免超溫。在減少進(jìn)料的過程 中要注意反應(yīng)器溫度，及時(shí)噴入取熱介質(zhì)（一般是汽油 ）。若采用噴汽油不能取走熱量而造成再生溫度升高時(shí)， 應(yīng)降低主風(fēng)量， 從而降低燒焦速度。 也就是在燒焦過程中要掌握好熱量平 衡。2231 3催化劑損失和補(bǔ)充的平衡對(duì)于催化劑的損失， 應(yīng)該分為正

49、常和必要的跑損、 排放和過多的損失兩種情況進(jìn)行討論。 所謂必要的跑損、 排放， 是指在催化裂化過程中為保持理想的轉(zhuǎn)化率， 需要維持一定的催化 劑平衡活性。 這就要求我們把在反應(yīng)一再生的循環(huán)過程中，由于不斷老化、 污染中毒和磨損等原因而使活性變低的催化劑不斷的以一定速度置換出來。一般情況下， 由于催化劑在高溫輸送流化過程中不斷粉碎、磨損變細(xì)，較細(xì)的細(xì)粉（20u） ，旋風(fēng)分離器大部不能回收而從再生煙氣中帶出。 為保持系統(tǒng)藏量而用小型加料補(bǔ)充新鮮催化劑可以滿足以上要求。 對(duì)于加工 重金屬含量較高原料的裝置， 由于需要把催化劑上重金屬含量維持在一定水平上， 只用補(bǔ)充 旋風(fēng)分離器不能回收的細(xì)粉的方法置換

50、催化劑是不夠的， 需要從再生器中卸出一定量的平衡 催化劑，補(bǔ)充新鮮催化劑，進(jìn)行較多的置換。2231 4氣體組成、產(chǎn)量和氣體壓縮能力的平衡 氣體壓縮機(jī)在操作中相當(dāng)于反應(yīng)壓力的調(diào)節(jié)閥， 對(duì)兩器壓力平衡有直接的影響。 它的能 力有一定的限制， 所以富氣量不能超過氣壓機(jī)的負(fù)荷， 才能使氣壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定， 保持系統(tǒng)壓 力平衡。 富氣量的大小有兩個(gè)因素決定， 一是反應(yīng)的氣體產(chǎn)量； 二是分餾塔塔頂冷凝冷卻器 的冷卻效果。 若冷卻效果不好， 會(huì)有一部分輕汽油組分隨氣體進(jìn)人氣壓機(jī)。 不僅增加了富氣 的量，而且富氣分子量的增大更加大了氣壓機(jī)的負(fù)荷。另外應(yīng)注意富氣的組成。 如由于催化劑重金屬污染嚴(yán)重， 富氣中含氫量增

51、加較多， 富氣 分子量低于氣體壓縮機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)較多，那麼在一定轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)出口壓力達(dá)不到額定值。 此時(shí)，吸收塔壓力如維持較高 （ 高于機(jī)出口壓力 ），則氣體壓縮機(jī)排不出量，氣體在機(jī)體內(nèi)形 成渦流，機(jī)體溫度迅速上升，同時(shí)立即影響反應(yīng)壓力。此時(shí)，一是適當(dāng)增加氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速提高 機(jī)出口壓力；而是降低吸收系統(tǒng)壓力，使氣壓機(jī)正常排量，維持反應(yīng)系統(tǒng)壓力正常。不得已 情況下可將機(jī)出口改為放火炬使其排量正常后再并入吸收系統(tǒng)。 但吸收系統(tǒng)壓力仍得稍降低 一些。在冬天，分餾塔頂油氣經(jīng)冷凝后溫度入較低，也影響氣體組成，分子量較低，影響氣 體壓縮機(jī)正常運(yùn)行。此時(shí)，可調(diào)節(jié)油氣分離器溫度解決。調(diào)節(jié)方法有兩種：一是調(diào)節(jié)空冷風(fēng)

52、量和冷卻水量； 另一種是調(diào)節(jié)空冷前油氣分離器管線上的閥門開度， 使油氣分離器內(nèi)油氣溫 度再生以改變氣體組成。前一種方法較合理，后一種方法解決問題較快。2232反應(yīng)熱平衡 熱平衡是指反應(yīng)需熱和供熱的平衡。 反應(yīng)所需熱量的提供主要是再生器燒焦放出的熱量 通過催化劑循環(huán)傳遞到反應(yīng)器， 因此三器應(yīng)保持需熱和供熱的平衡， 才能保持一定的反應(yīng)溫 度和再生溫度。反應(yīng)溫度和再生溫度的確定分別是根據(jù)原料油性質(zhì)、 生成方案、 對(duì)轉(zhuǎn)化率的要求和燒焦 速度及再生形式的要求確定的，操作中往往控制反應(yīng)溫度。再生溫度是三器熱平衡的結(jié)果。裝置采用外取熱器和加注金屬鈍化劑技術(shù)以適應(yīng)重油催化裂化的需要， 其目的是保證三 器熱平衡

53、。就本裝置而言，熱平衡主要是通過摻渣量來調(diào)整，當(dāng)循環(huán)量超過一定極限時(shí)，由預(yù)熱溫度適當(dāng)調(diào)節(jié)。非正常的熱平衡， 如熱過剩， 是由于操作或管理不當(dāng)而引起的三器熱平衡破壞， 這類現(xiàn) 象需要認(rèn)真對(duì)待： 如原料變重， 汽提效果太差造成催化劑帶油等不正常操作而引起再生器中 可燃物突然增加而造成熱過剩。 這種熱過剩往往來勢(shì)很猛， 操作上來不及處理而使再生溫度 超高，損壞設(shè)備或造成催化劑活性和比表面積大幅度下降。2233壓力平衡所謂壓力平衡， 是指反應(yīng)系統(tǒng)之間壓力的平衡。 壓力平衡是維持催化劑正常循環(huán)的關(guān)鍵， 也是保證裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)的關(guān)鍵。壓力平衡的計(jì)算，是按再生、待生、循環(huán)線路分別進(jìn)行 的。在生產(chǎn)操作中，

54、我們是通過對(duì)兩器差壓的嚴(yán)格控制來維持兩器的壓力平衡的， 這也就維 持催化劑的的正常循環(huán)。 若兩器差壓超過一定的范圍， 會(huì)引起催化劑的倒流。 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使空 氣串入反應(yīng)器，或油氣串入再生器而造成嚴(yán)重的惡性事故。從控制方案看，基本上有兩種。 一是用氣壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制反應(yīng)壓力，雙動(dòng)滑閥（或煙氣輪機(jī)入口蝶閥 ）控制兩器差壓，再生壓力為應(yīng)變參數(shù)；二是氣壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制反應(yīng)壓力，雙動(dòng)滑閥（或煙機(jī)入口蝶閥 ）控制再生壓力，兩器差壓為應(yīng)變參數(shù)。第一種方案，再生壓力隨反應(yīng)壓力的變化而波動(dòng)，變動(dòng)頻繁，對(duì)降低催化劑損失不利。 但從壓力平衡角度看比較有利。第二種方案， 兩器壓力分別控制， 再生壓力很穩(wěn)定， 但兩器差壓變化較大。

55、 這種控制方 案只有在裝置設(shè)計(jì)允許兩器差壓在較大范圍內(nèi)波動(dòng)， 斜管蓄壓較大的情況下方可使用。 操作 中必須嚴(yán)格監(jiān)視兩器差壓的變化， 使其不超出允許的范圍。 從壓力平衡角度看不如第一方案。224分餾原理及工藝特點(diǎn) 2241催化裂化分餾系統(tǒng)的任務(wù)主要是把反應(yīng)器送來的油氣混合物按沸點(diǎn)范圍分 割為富氣、 粗汽油、輕柴油、 回?zé)捰秃陀蜐{等餾分， 并保證各個(gè)餾分的質(zhì)量符合規(guī)定的要求。 此外還要用回流熱和餾分的余熱把原料油或其它低溫介質(zhì)預(yù)熱到較高的溫度， 以及用蒸汽發(fā) 生器回收熱量等。2242分離原理 催化裂化分餾基于蒸餾原理， 蒸餾是把完全互溶而沸點(diǎn)不同的液體混合物分離開的一種 物理過程， 或者說蒸餾是利用液態(tài)或氣態(tài)混合物中各組分揮發(fā)性或沸點(diǎn)的不同， 來分離這些 組分的一種方法。 蒸餾是在蒸餾塔內(nèi)進(jìn)行的， 從塔底分離出沸點(diǎn)較低的餾分， 而從塔底分離 出沸點(diǎn)較高的餾分。 從塔的中間抽出， 沸點(diǎn)介于兩者之間的餾分稱為側(cè)線餾分。 蒸餾所得的 冷凝液叫餾出物， 將餾出物按不同沸點(diǎn)范圍分別收