第三章_催化裂化裝置

1、第二章 催化裂化裝置崗位群 第二章第二章 催化裂化崗位群催化裂化崗位群 Catalytic cracking unit第二章 催化裂化裝置崗位群 燃料生產(chǎn)中一個重要的問題：如何將原油中的重質(zhì)燃料生產(chǎn)中一個重要的問題：如何將原油中的重質(zhì)餾分油甚至渣油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)燃料產(chǎn)品？餾分油甚至渣油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)燃料產(chǎn)品？ 重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油 從大分子分解為較小的分子從大分子分解為較小的分子 主要依靠分解反應（熱反應和催化反應）主要依靠分解反應（熱反應和催化反應） 從低從低H/CH/C的組成轉(zhuǎn)化成較高的組成轉(zhuǎn)化成較高H/CH/C的組成的組成 脫碳（溶劑脫瀝青、催化裂化、焦炭化等）脫碳（溶劑脫瀝青、

2、催化裂化、焦炭化等） 加氫（加氫裂化）加氫（加氫裂化）第二章 催化裂化裝置崗位群 催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)中占有很重要的地位。和柴油等輕質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)中占有很重要的地位。 催化裂化是重質(zhì)油在催化裂化是重質(zhì)油在酸性催化劑酸性催化劑存在下，在存在下，在500左左右、右、11053105Pa下發(fā)生裂解，生成下發(fā)生裂解，生成輕質(zhì)油、氣輕質(zhì)油、氣體和焦炭體和焦炭的過程。催化裂化是現(xiàn)代化煉油廠用來改質(zhì)的過程。催化裂化是現(xiàn)代化煉油廠用來改質(zhì)重質(zhì)瓦斯油和渣油的核心技術(shù)，是煉廠獲取經(jīng)濟效益重質(zhì)瓦斯油和渣油的核心技術(shù)，是煉廠獲

3、取經(jīng)濟效益的重要手段。的重要手段。第二章 催化裂化裝置崗位群催化裂化能力在各個主要二次加工工藝中居于首位催化裂化能力在各個主要二次加工工藝中居于首位。第二章 催化裂化裝置崗位群催化裂化是目前石油煉制工業(yè)中最重要的二次加工過程，催化裂化是目前石油煉制工業(yè)中最重要的二次加工過程，也是也是重油輕質(zhì)化重油輕質(zhì)化的核心工藝的核心工藝 催化裂化是提高原油加工深度、增加輕質(zhì)油收率的重要催化裂化是提高原油加工深度、增加輕質(zhì)油收率的重要手段手段 催化裂化于催化裂化于19361936年實現(xiàn)工業(yè)化年實現(xiàn)工業(yè)化 催化裂化原料：重質(zhì)餾分油催化裂化原料：重質(zhì)餾分油( (減壓餾分油、焦化餾分油減壓餾分油、焦化餾分油) )、

4、常壓重油、減渣、脫瀝青油常壓重油、減渣、脫瀝青油 一、催化裂化的原料和產(chǎn)品一、催化裂化的原料和產(chǎn)品主要控制指標：金屬含量和殘?zhí)贾抵饕刂浦笜耍航饘俸亢蜌執(zhí)贾?Ni+VNi+V：不大于：不大于 20 PPm20 PPm 殘?zhí)迹翰淮笥跉執(zhí)迹翰淮笥?6%6%產(chǎn)品分布：產(chǎn)品分布： 氣體氣體:10:1020%20%，氣體中主要是，氣體中主要是C C3 3、C C4 4，烯烴含量很，烯烴含量很高高 汽油汽油: :產(chǎn)率在產(chǎn)率在303060%60%之間，辛烷值較高，約之間，辛烷值較高，約808090 90 柴油柴油: :產(chǎn)率在產(chǎn)率在0 040%40%， 十六烷值較低，需調(diào)和或精十六烷值較低，需調(diào)和或精制制

5、油漿：產(chǎn)率在油漿：產(chǎn)率在0 010% 10% 焦炭焦炭: :產(chǎn)率在產(chǎn)率在5%5%10%10%，原子比大約是，原子比大約是C:H=1:0.3C:H=1:0.31 1 2022-5-78圖圖2-1 2-1 催化裂化生產(chǎn)工藝方框流程圖催化裂化生產(chǎn)工藝方框流程圖2022-5-79圖圖2-2 重油催化裂化工藝原則流程圖重油催化裂化工藝原則流程圖1 原料加熱爐原料加熱爐 2 提升管反應器提升管反應器 3 沉降器沉降器 4 再生器再生器 5 輔助燃燒室輔助燃燒室 6 外取熱器外取熱器 7 分餾塔分餾塔 9 油氣分離器油氣分離器 10 柴油汽提塔柴油汽提塔11 氣壓機氣壓機 12 吸收塔吸收塔 13 氣壓機出

6、口油氣分離器氣壓機出口油氣分離器 14 解吸塔解吸塔 15 再吸收塔再吸收塔 16 穩(wěn)定塔穩(wěn)定塔 17 穩(wěn)定塔回流罐穩(wěn)定塔回流罐 18 液化氣堿洗罐液化氣堿洗罐2022-5-71010一、催化裂化反應一、催化裂化反應（一）單體烴的催化裂化反應（一）單體烴的催化裂化反應 1、烷烴、烷烴 烷烴主要發(fā)生分解反應，生成較小分子的烷烴烷烴主要發(fā)生分解反應，生成較小分子的烷烴和烯烴，生成的烷烴又可分解成更小的分子。和烯烴，生成的烷烴又可分解成更小的分子。 崗位一崗位一 反應崗反應崗 2022-5-71111 烷烴分解多從中間的烷烴分解多從中間的C-C鍵斷裂，而且分子越大越鍵斷裂，而且分子越大越易斷裂。易斷

7、裂。 碳數(shù)相同的鏈狀烴中，異構(gòu)烷烴比正構(gòu)烷烴易分碳數(shù)相同的鏈狀烴中，異構(gòu)烷烴比正構(gòu)烷烴易分解。解。C16H34C8H16 + C8H18 2022-5-71212 2、烯烴、烯烴 烯烴的主要反應也是分解反應，但還有一些其烯烴的主要反應也是分解反應，但還有一些其它重要反應。它重要反應。 （1）分解反應）分解反應 分解為兩個較小分子的烯烴。分解為兩個較小分子的烯烴。 烯烴的分解反應比烷烴快；大分子烯烴分解快烯烴的分解反應比烷烴快；大分子烯烴分解快于小分子；異構(gòu)烯烴分解快于正構(gòu)烯烴。于小分子；異構(gòu)烯烴分解快于正構(gòu)烯烴。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論1313 （3）氫轉(zhuǎn)移反應）氫轉(zhuǎn)移反應 兩個烯

8、烴分子之間發(fā)生氫轉(zhuǎn)移，變成烷烴和兩個烯烴分子之間發(fā)生氫轉(zhuǎn)移，變成烷烴和二烯烴；二烯烴； 環(huán)烷烴或環(huán)烷芳烴放出氫使烯烴飽和而自環(huán)烷烴或環(huán)烷芳烴放出氫使烯烴飽和而自身變成稠環(huán)芳烴。身變成稠環(huán)芳烴。2022-5-71414 （4）芳構(gòu)化反應）芳構(gòu)化反應 烯烴環(huán)化脫氫生成芳烴。烯烴環(huán)化脫氫生成芳烴。CCCCCCCCH32022-5-71515 3、環(huán)烷烴、環(huán)烷烴 （1）環(huán)斷裂生成烯烴，烯烴繼續(xù)反應；）環(huán)斷裂生成烯烴，烯烴繼續(xù)反應； （2）長側(cè)鏈斷裂；）長側(cè)鏈斷裂； （3）通過氫轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化為芳烴；）通過氫轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化為芳烴； （4）五員環(huán)烷烴）五員環(huán)烷烴 六員環(huán)烷烴六員環(huán)烷烴 芳烴芳烴 異構(gòu)脫氫2022-5-

9、71616 4、芳香烴、芳香烴 （1）芳烴的芳核非常穩(wěn)定，難以進行反應；）芳烴的芳核非常穩(wěn)定，難以進行反應； （2）烷基側(cè)鏈發(fā)生斷裂生成較小分子的烯烴；）烷基側(cè)鏈發(fā)生斷裂生成較小分子的烯烴； （3）多環(huán)芳烴）多環(huán)芳烴 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴 焦炭焦炭2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論1717 （二）烴類催化裂化反應的機理（二）烴類催化裂化反應的機理 烴類的催化裂化反應遵循正碳離子反應機理。所烴類的催化裂化反應遵循正碳離子反應機理。所謂正碳離子，是指缺少一對價電子的碳所形成的烴離謂正碳離子，是指缺少一對價電子的碳所形成的烴離子，如：子，如：RCH2 + 正碳離子的基本來源是由一個烯烴分子獲得一正碳離

10、子的基本來源是由一個烯烴分子獲得一個氫離子而生成，如：個氫離子而生成，如：CnH2n + H+CnH2n+1 +2022-5-71818 1、正碳離子的形成、正碳離子的形成 （1）烯烴與質(zhì)子酸（）烯烴與質(zhì)子酸（H+）作用）作用 （2）芳烴與質(zhì)子酸（）芳烴與質(zhì)子酸（H+）作用）作用RCH=CH2 + H+RCHCH3+ H+2022-5-71919（3）烷烴在非質(zhì)子酸中心脫去）烷烴在非質(zhì)子酸中心脫去H-RCH2CH2 + LRCHCH3 + LH-+正碳離子的正碳離子的穩(wěn)定性強弱穩(wěn)定性強弱順序為：順序為：叔正碳離子叔正碳離子仲正碳離子仲正碳離子伯正碳離子伯正碳離子乙基正碳離子乙基正碳離子甲基正碳

11、離子甲基正碳離子2022-5-72020 2、正碳離子的反應、正碳離子的反應 （1）氫或烷基轉(zhuǎn)移的異構(gòu)化反應，是催化裂化）氫或烷基轉(zhuǎn)移的異構(gòu)化反應，是催化裂化的特有反應，導致產(chǎn)物中異構(gòu)烴較多。的特有反應，導致產(chǎn)物中異構(gòu)烴較多。 RCH2CH2CH2RCH2CHCH3+RCHCH2CH3+RCCH3CH3+產(chǎn)物中異構(gòu)烴多，有產(chǎn)物中異構(gòu)烴多，有利于汽油辛烷值提高利于汽油辛烷值提高2022-5-72121（2）斷裂反應斷裂反應正碳離子裂解生成烯烴和碳數(shù)較少的正碳離子。正碳離子裂解生成烯烴和碳數(shù)較少的正碳離子。RCH2CH2CHCH3+RCH2 CH2CHCH3+（3）氫轉(zhuǎn)移反應）氫轉(zhuǎn)移反應正碳離子進

12、一步異構(gòu)化和斷裂，導致氣體中C3、C4含量很高2022-5-722222022-5-72323（三）石油餾分的催化裂化反應特征（三）石油餾分的催化裂化反應特征 1. 各烴類的各烴類的吸附競爭和對反應的阻滯作用吸附競爭和對反應的阻滯作用 催化反應的先決條件是：反應原料首先在催化劑表催化反應的先決條件是：反應原料首先在催化劑表面吸附。面吸附。2022-5-72424l（1）各類烴之間的競爭吸附和對反應的阻滯作用l反應的5個步驟la.反應物向催化劑表面擴散；lb.反應物在催化劑表面吸附lc.被吸附反應物在催化劑表面發(fā)生反應ld. 產(chǎn)物由催化劑表面脫附le.產(chǎn)物離開催化劑表面向周圍介質(zhì)中擴散l化學吸附

13、l吸附順序：稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴 稠環(huán)環(huán)烷烴稠環(huán)環(huán)烷烴 烯烴烯烴 單烷基側(cè)鏈單烷基側(cè)鏈單環(huán)芳烴單環(huán)芳烴 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 烷烴烷烴l同族烴類分子量大的吸附能力強2022-5-72525擴散到內(nèi)孔擴散到內(nèi)孔反應原料從主氣流擴散到催化劑表面反應原料從主氣流擴散到催化劑表面催化劑表面吸附催化劑表面吸附發(fā)生反應發(fā)生反應 反應產(chǎn)物從催化劑表面脫附反應產(chǎn)物從催化劑表面脫附產(chǎn)物從內(nèi)孔擴散出產(chǎn)物從內(nèi)孔擴散出產(chǎn)物擴散到主氣流中產(chǎn)物擴散到主氣流中2022-5-72626吸附能力順序：吸附能力順序： 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴 稠環(huán)環(huán)烷烴稠環(huán)環(huán)烷烴 烯烴烯烴 單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 烷烴烷烴反應速率：

14、反應速率：烯烴烯烴 大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴大分子單烷基側(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)芳烴小分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴 正構(gòu)烷烴正構(gòu)烷烴 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴2022-5-72727 稠環(huán)芳烴首先占據(jù)催化劑表面，反應很慢，不稠環(huán)芳烴首先占據(jù)催化劑表面，反應很慢，不易脫附，直至縮合成焦炭，妨礙了其它烴類的吸附易脫附，直至縮合成焦炭，妨礙了其它烴類的吸附和反應。和反應。 這一特點對指導生產(chǎn)的意義：這一特點對指導生產(chǎn)的意義： 芳香基原料油、催化裂化循環(huán)油或油漿（其中芳香基原料油、催化裂化循環(huán)油或油漿（其中含較多的稠環(huán)芳烴）較難裂化，須選擇合適的反應含較多的稠環(huán)芳

15、烴）較難裂化，須選擇合適的反應條件或先加氫轉(zhuǎn)化成環(huán)烷烴。條件或先加氫轉(zhuǎn)化成環(huán)烷烴。2022-5-72828 2. 復雜的平行復雜的平行順序反應順序反應重質(zhì)石油餾分重質(zhì)石油餾分中間餾分中間餾分氣體氣體焦炭焦炭縮合產(chǎn)物縮合產(chǎn)物汽油汽油2022-5-72929常規(guī)常規(guī)FCC反應器反應器預提升介質(zhì)預提升介質(zhì)再生催化劑再生催化劑高溫、短高溫、短停留時間停留時間 停留時停留時間短間短 平均溫平均溫 度較高度較高MIP反應器反應器預提升介質(zhì)預提升介質(zhì)進料進料平均溫平均溫度較低度較低 高溫、短停高溫、短停留時間留時間停留時停留時間長間長急冷劑急冷劑再生催化劑再生催化劑進料進料2022-5-730302022-

16、5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3131反應深度對產(chǎn)品分布有重要影響反應深度對產(chǎn)品分布有重要影響2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3232 3、 反應產(chǎn)物的特點反應產(chǎn)物的特點 由于催化裂化過程中除裂解外還會發(fā)生異構(gòu)化、由于催化裂化過程中除裂解外還會發(fā)生異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移和芳構(gòu)化反應，其產(chǎn)物在組成上又如下特點：氫轉(zhuǎn)移和芳構(gòu)化反應，其產(chǎn)物在組成上又如下特點： （1）氣體的組成以）氣體的組成以C3、C4為主，兩者合計占氣體為主，兩者合計占氣體的的80，其中烯烴占，其中烯烴占2/3，C4中相當部分是異構(gòu)的。中相當部分是異構(gòu)的。 （2）汽油因含異構(gòu)烷烴和芳烴較多而辛烷值較高；）汽油因含異構(gòu)烷烴和芳烴較多而辛烷值

17、較高；基本不含二烯烴，穩(wěn)定性較好?；静缓N，穩(wěn)定性較好。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3333 （3）柴油因含芳烴較多而十六烷值較低，需與直）柴油因含芳烴較多而十六烷值較低，需與直餾柴油調(diào)合使用。餾柴油調(diào)合使用。 （4）由于烯烴和稠環(huán)芳烴不斷脫氫縮合，必然在）由于烯烴和稠環(huán)芳烴不斷脫氫縮合，必然在催化劑表面形成高度縮合的產(chǎn)物焦炭。催化劑表面形成高度縮合的產(chǎn)物焦炭。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3434 四、影響催化裂化反應的因素四、影響催化裂化反應的因素 1. 幾個基本概念：幾個基本概念： (1) 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率表示催化裂化反應深度表示催化裂化反應深度 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率= （100

18、未轉(zhuǎn)化的原料）未轉(zhuǎn)化的原料）/100100 科研和生產(chǎn)中：科研和生產(chǎn)中： 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率= 氣體產(chǎn)率氣體產(chǎn)率+汽油產(chǎn)率汽油產(chǎn)率+焦炭產(chǎn)率焦炭產(chǎn)率2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3535單程轉(zhuǎn)化率單程轉(zhuǎn)化率=（氣體（氣體+汽油汽油+焦炭）焦炭）/總進料總進料 總進料總進料=新鮮原料新鮮原料+回煉油回煉油+回煉油漿回煉油漿 總轉(zhuǎn)化率總轉(zhuǎn)化率= （氣體（氣體+汽油汽油+焦炭）焦炭）/新鮮進料新鮮進料2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3636 (2) 空速和反應時間空速和反應時間 空速空速=進料速率進料速率/催化劑藏量催化劑藏量 反應時間反應時間= 進料體積流量進料體積流量/反應器體積反應器體積2

19、022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3737 2. 影響催化反應的主要因素：影響催化反應的主要因素： (1) 催化劑活性及類型催化劑活性及類型 活性高：活性高： 反應速度快，轉(zhuǎn)化率高，處理能力大；反應速度快，轉(zhuǎn)化率高，處理能力大； 促進氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應，產(chǎn)品飽和度高，異構(gòu)烴多。促進氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應，產(chǎn)品飽和度高，異構(gòu)烴多。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論3838 活性取決于催化劑組成和結(jié)構(gòu)，如分子篩催活性取決于催化劑組成和結(jié)構(gòu)，如分子篩催化劑的活性比無定型硅酸鋁高的多；同一類型，化劑的活性比無定型硅酸鋁高的多；同一類型，比表面越大，活性越高。比表面越大，活性越高。2022-5-7石油化工

20、過程系統(tǒng)概論3939 2.反應溫度反應溫度 提高反應溫度，反應速度加快，熱裂化速度加快提高反應溫度，反應速度加快，熱裂化速度加快, 汽油產(chǎn)率下降，氣體產(chǎn)率提高，烯烴、芳烴含量增加，汽油產(chǎn)率下降，氣體產(chǎn)率提高，烯烴、芳烴含量增加，辛烷值提高。辛烷值提高。 生產(chǎn)中，溫度是調(diào)節(jié)生產(chǎn)方案的主要手段，如多產(chǎn)生產(chǎn)中，溫度是調(diào)節(jié)生產(chǎn)方案的主要手段，如多產(chǎn)汽油、多產(chǎn)柴油、或多產(chǎn)氣體等。汽油、多產(chǎn)柴油、或多產(chǎn)氣體等。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論4040原料原料汽油汽油氣體氣體焦炭焦炭k1k2k3反應速度常數(shù)的溫度系數(shù)反應速度常數(shù)的溫度系數(shù) K2k1k3提高反應溫度，如果達到的轉(zhuǎn)化率不變，則汽油產(chǎn)率降提高

21、反應溫度，如果達到的轉(zhuǎn)化率不變，則汽油產(chǎn)率降低，氣體產(chǎn)率增加，焦炭產(chǎn)率降低低，氣體產(chǎn)率增加，焦炭產(chǎn)率降低2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論4141 3. 原料性質(zhì)原料性質(zhì) 含芳烴的多少，芳烴含量多難裂化含芳烴的多少，芳烴含量多難裂化 實際：為提高輕質(zhì)油收率，采用回煉技術(shù)（回煉油含實際：為提高輕質(zhì)油收率，采用回煉技術(shù)（回煉油含難裂化的芳烴，反應條件苛刻）難裂化的芳烴，反應條件苛刻） 解決辦法：解決辦法： （1）部分回煉；）部分回煉； （2）回煉油先加氫，再回催化裂化。）回煉油先加氫，再回催化裂化。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論4242 4、反應壓力、反應壓力 反應器內(nèi)油氣分壓對反應速度有

22、影響，提高油反應器內(nèi)油氣分壓對反應速度有影響，提高油氣分壓意味著反應物濃度增加，反應速度加快，同氣分壓意味著反應物濃度增加，反應速度加快，同時也提高了生焦的反應速度。由于工業(yè)裝置的處理時也提高了生焦的反應速度。由于工業(yè)裝置的處理能力受再生系統(tǒng)燒焦能力的制約，所以常采用不太能力受再生系統(tǒng)燒焦能力的制約，所以常采用不太高的反應壓力，一般在高的反應壓力，一般在0.10.4MPa。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論4343 （2）選擇性地促進某些反應）選擇性地促進某些反應 裂化催化劑不僅提高了裂化催化劑不僅提高了分解、芳構(gòu)化分解、芳構(gòu)化等反應等反應的速率，也提高了的速率，也提高了異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移反應異

23、構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移反應的速率，的速率，不僅提高了裝置的處理能力而且改善了產(chǎn)品性質(zhì)，不僅提高了裝置的處理能力而且改善了產(chǎn)品性質(zhì)，如汽油的辛烷值高、安定性好。如汽油的辛烷值高、安定性好。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論44二、催化裂化的發(fā)展過程二、催化裂化的發(fā)展過程催化裂化反應催化裂化反應分解等反應生成氣體、汽油等小分子產(chǎn)物分解等反應生成氣體、汽油等小分子產(chǎn)物 縮合反應生成焦炭縮合反應生成焦炭 n因此，一個工業(yè)催化裂化裝置必須解決周期性地進行反應和再因此，一個工業(yè)催化裂化裝置必須解決周期性地進行反應和再生，同時又周期性地供熱和取熱這一個問題。生，同時又周期性地供熱和取熱這一個問題。n如何解決反應和再

24、生這一對矛盾是早期促進催化裂化工業(yè)裝置如何解決反應和再生這一對矛盾是早期促進催化裂化工業(yè)裝置型式發(fā)展的主要推動力。型式發(fā)展的主要推動力。催化裂化催化裂化反應：吸熱過程，一般每公斤新鮮原料的反應：吸熱過程，一般每公斤新鮮原料的反應大約需吸熱反應大約需吸熱400KJ再生：放熱過程，每公斤焦炭燃燒約放出再生：放熱過程，每公斤焦炭燃燒約放出熱量熱量33500kJOHCOCOO222焦炭1.固定床反應器固定床反應器預熱后的原料進入反應器內(nèi)進行反應，通常只經(jīng)過幾分鐘到預熱后的原料進入反應器內(nèi)進行反應，通常只經(jīng)過幾分鐘到設備結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)連續(xù)性差設備結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)連續(xù)性差n2.移動床催化裂化移動床催化裂化n

25、反應和再生是分別在反應器和再生器內(nèi)進行的。原料油與催化劑反應和再生是分別在反應器和再生器內(nèi)進行的。原料油與催化劑同時進入反應器的頂部，它們互相接觸，一面進行反應，一面向同時進入反應器的頂部，它們互相接觸，一面進行反應，一面向下移動。當它們移動至反應器的下部時，催化劑表面上已沉積了下移動。當它們移動至反應器的下部時，催化劑表面上已沉積了一定量的焦炭，于是油氣從反應器的中下部導出，而催化劑則從一定量的焦炭，于是油氣從反應器的中下部導出，而催化劑則從底部下來，再由氣升管用空氣提升至再生器的頂部，然后，在再底部下來，再由氣升管用空氣提升至再生器的頂部，然后，在再生器內(nèi)向下移動的過程中進行再生。再生過的

26、催化劑經(jīng)另一根氣生器內(nèi)向下移動的過程中進行再生。再生過的催化劑經(jīng)另一根氣升管又提升至反應器。升管又提升至反應器。n3.流化床催化裂化流化床催化裂化n其反應和再生也是分別在兩個設備中進行，其原理與移動床相似，其反應和再生也是分別在兩個設備中進行，其原理與移動床相似，只是在反應器和再生器內(nèi)，催化劑與油氣形成與沸騰的液體相似只是在反應器和再生器內(nèi)，催化劑與油氣形成與沸騰的液體相似的流化狀態(tài)。為了便于流化，催化劑制成直徑為的流化狀態(tài)。為了便于流化，催化劑制成直徑為20100m的微的微球。球。n同固定床催化裂化相比較，移動床或流化床催化裂化同固定床催化裂化相比較，移動床或流化床催化裂化都具有生產(chǎn)連續(xù)、產(chǎn)

27、品性質(zhì)穩(wěn)定及設備簡化等優(yōu)點。都具有生產(chǎn)連續(xù)、產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定及設備簡化等優(yōu)點。在設備簡化方面，流化床的優(yōu)點更突出，特別是流化在設備簡化方面，流化床的優(yōu)點更突出，特別是流化床更適用于大處理量的生產(chǎn)裝置。由于流化床催化裂床更適用于大處理量的生產(chǎn)裝置。由于流化床催化裂化的優(yōu)越性，它很快就在各種催化裂化型式中占據(jù)了化的優(yōu)越性，它很快就在各種催化裂化型式中占據(jù)了主導地位。主導地位。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論5151固定床固定床（結(jié)構(gòu)復雜、連續(xù)性差）（結(jié)構(gòu)復雜、連續(xù)性差）移動床、流化床移動床、流化床（生產(chǎn)連續(xù)、產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定、設備簡化）（生產(chǎn)連續(xù)、產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定、設備簡化）提升管提升管（配合高活性的分子

28、篩催化劑）（配合高活性的分子篩催化劑）二、流化催化裂化的定義二、流化催化裂化的定義Definition催化裂化裝置，也稱為流化催化裂化裝置催化裂化裝置，也稱為流化催化裂化裝置(“FCC”)。所謂所謂“流化流化（Flowing）”是指當氣體以是指當氣體以一定的速度通過裝有催化劑（一定的速度通過裝有催化劑（Catalyst）的空）的空間時，催化劑將劇烈擾動，氣固兩相混合在一間時，催化劑將劇烈擾動，氣固兩相混合在一起，像流體一樣流動或沸騰。起，像流體一樣流動或沸騰。DCC ：deep catalyst crackingRCC ：residuum catalyst cracking 在流化催化裂化裝置

29、中，在流化催化裂化裝置中，催化劑的輸送催化劑的輸送、原料油原料油的裂化反應的裂化反應（ cracking reaction）和）和催化劑催化劑（Catalyst）的再生（）的再生（Rebirth），），都應用了流化技都應用了流化技術(shù)，所以統(tǒng)稱術(shù)，所以統(tǒng)稱“流化催化裂化裝置流化催化裂化裝置（Flowing Catalytic cracking unit）”以區(qū)別于固定床催化裂以區(qū)別于固定床催化裂化裝置（化裝置（fixing bed Catalytic cracking unit ）和移）和移動床催化裂（動床催化裂（moving bed Catalytic cracking unit）化裝置?；b

30、置。三、流化催化裂化裝置的特點三、流化催化裂化裝置的特點(1)產(chǎn)品質(zhì)量好產(chǎn)品質(zhì)量好。汽油辛烷值高，一般約為。汽油辛烷值高，一般約為80左右，而且安定性好。左右，而且安定性好。(2)開工周期長開工周期長。一般開工周期為。一般開工周期為1年，周期長年，周期長的可達的可達23年。年。(3)可提供大量化工原料可提供大量化工原料。在裂化氣體中，主。在裂化氣體中，主要為含要為含C3和和C4的烴類，其中的丙烯、丁烯和的烴類，其中的丙烯、丁烯和異丁烷的含量很高，它們都是石油化工生產(chǎn)的異丁烷的含量很高，它們都是石油化工生產(chǎn)的重要原料。同時，還能提供大量的民用液化石重要原料。同時，還能提供大量的民用液化石油氣。而

31、催化柴油中含有大量重質(zhì)芳烴，是制油氣。而催化柴油中含有大量重質(zhì)芳烴，是制取萘的原料。柴油中的重質(zhì)芳烴抽提后，取萘的原料。柴油中的重質(zhì)芳烴抽提后，16烷烷值亦可得到改善。值亦可得到改善。(4)產(chǎn)品方案靈活產(chǎn)品方案靈活。同一裝置，采用不同的操作條件，。同一裝置，采用不同的操作條件，可以得到不同產(chǎn)品的產(chǎn)率可以得到不同產(chǎn)品的產(chǎn)率(氣體、汽油、柴油的產(chǎn)率氣體、汽油、柴油的產(chǎn)率和比例和比例)。(5)原料選擇范圍寬原料選擇范圍寬。常壓重餾分油、減壓餾分油、。常壓重餾分油、減壓餾分油、焦化蠟油、潤滑油脫蠟后的蠟膏、脫瀝青油等，均焦化蠟油、潤滑油脫蠟后的蠟膏、脫瀝青油等，均可作為催化裂化原料。隨著催化裂化技術(shù)的

32、發(fā)展，可作為催化裂化原料。隨著催化裂化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在常壓重油和減壓渣油也可作為催化裂化原料油現(xiàn)在常壓重油和減壓渣油也可作為催化裂化原料油使用。使用。 (6)經(jīng)濟效益好經(jīng)濟效益好。由于催化裂化裝置可以將低值的重。由于催化裂化裝置可以將低值的重質(zhì)油晶變?yōu)楦邇r值的輕質(zhì)油品，而且輕質(zhì)油收率很質(zhì)油晶變?yōu)楦邇r值的輕質(zhì)油品，而且輕質(zhì)油收率很高，故經(jīng)濟效益是很可觀的。高，故經(jīng)濟效益是很可觀的。四、催化裂化裝置的組成單元四、催化裂化裝置的組成單元Constitutionof Catalytic cracking unit按照工藝流程，整個裝置可以分為四個單元或按照工藝流程，整個裝置可以分為四個單元或“系統(tǒng)系統(tǒng)

33、”：(1)反應反應-再生系統(tǒng)再生系統(tǒng)（Respond-reborn system ）。包括。包括原料油的裂化反應和催化劑的再生兩個工藝過程。原料油的裂化反應和催化劑的再生兩個工藝過程。(2)分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)（ distillating system ）。根據(jù)裂化產(chǎn)品）。根據(jù)裂化產(chǎn)品的沸程不同，將其分割成氣體、汽油、柴油、回煉油的沸程不同，將其分割成氣體、汽油、柴油、回煉油和油漿。和油漿。催化裂化裝置的組成單元催化裂化裝置的組成單元(3)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)（Absorb stability system ）。用穩(wěn)定汽油將裂化氣體中的。用穩(wěn)定汽油將裂化氣體中的C3和和C4組分組分(液化石油氣

34、的主要成分液化石油氣的主要成分)吸收下來，把吸收下來，把乙烷及其以下的輕組分乙烷及其以下的輕組分(裂化干氣的主要組分裂化干氣的主要組分)汽提出去，作為燃料氣使用。汽提出去，作為燃料氣使用。催化裂化裝置的組成單元催化裂化裝置的組成單元(4)能量回收系統(tǒng)能量回收系統(tǒng)（nergy recovering system ）。由于催化劑再生時產(chǎn)生的煙氣攜。由于催化劑再生時產(chǎn)生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可以降低生產(chǎn)成本和能耗，提高經(jīng)濟效益。對于以降低生產(chǎn)成本和能耗，提高經(jīng)濟效益。對于大型裝置，一般都是采用大型裝置，一般都是采用煙氣輪機回收壓力能煙氣

35、輪機回收壓力能，用作驅(qū)動主風機的動力和帶動薄電機發(fā)電；用用作驅(qū)動主風機的動力和帶動薄電機發(fā)電；用余熱鍋爐進行熱能回收余熱鍋爐進行熱能回收，以產(chǎn)生蒸汽，供汽輪，以產(chǎn)生蒸汽，供汽輪機使用或外輸。機使用或外輸。第一節(jié)工藝流程第一節(jié)工藝流程催化裂化裝置的命名催化裂化裝置的命名n一般說來，催化裂化裝置的分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)一般說來，催化裂化裝置的分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)，盡管因裝置不同而存定系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)，盡管因裝置不同而存在差異，但并無根本差別。因此裝置的分類及在差異，但并無根本差別。因此裝置的分類及命名，均根據(jù)命名，均根據(jù)反應反應-再生系統(tǒng)再生系統(tǒng)的特點而定，如的特點而定，如“型催化裂化

36、裝置型催化裂化裝置”、“提升管催化裂化裝提升管催化裂化裝置置”、“同軸式催化裂化裝置同軸式催化裂化裝置”等。等。 高低并列式高低并列式 同軸式同軸式一、反應一、反應-再生系統(tǒng)再生系統(tǒng)n圖圖1-3-1表示的是典型的提升管流化催化裂化表示的是典型的提升管流化催化裂化裝置的工藝流程原理。由于沉降器位置高于再裝置的工藝流程原理。由于沉降器位置高于再生器，所以又名生器，所以又名“高低并列式提升管催化裂化高低并列式提升管催化裂化裝置裝置”。l一輔助燃燒室，2一主風(空氣)分布管；3一再生器密相段(床)；4一再生器稀相段；5一再生器一、二級旋風分離器6一煙氣集氣室，7一反應油氣集氣室，8一沉降器一、二級旋風

37、分離器9一快速分離器，10一沉降器沉降段，11一沉降器汽提段；12一待生斜管，13一待生單動滑閥；14一再生淹流斗；15一提升管反應器；16一再生斜管；17一再生單動滑閥圖1-3-1 提升管催化裂化裝置反應再生系統(tǒng)流程反應反應-再生原理再生原理n重質(zhì)原油在提升管中與再生后的熱催化劑接觸反應后重質(zhì)原油在提升管中與再生后的熱催化劑接觸反應后進入沉降器，油氣與催化劑經(jīng)旋風分離器與催化劑分進入沉降器，油氣與催化劑經(jīng)旋風分離器與催化劑分離，反應生成的氣體、汽油、液化氣、柴油等餾分與離，反應生成的氣體、汽油、液化氣、柴油等餾分與未反應的組分一起離開沉降器進入分餾單元；未反應的組分一起離開沉降器進入分餾單元

38、；n反應后的附有焦碳的待生催化劑進入再生器用空氣燒反應后的附有焦碳的待生催化劑進入再生器用空氣燒焦，催化劑恢復活性后再進入提升管參加反應，形成焦，催化劑恢復活性后再進入提升管參加反應，形成循環(huán)，再生器頂部煙氣進入能量回收單元循環(huán)，再生器頂部煙氣進入能量回收單元二、分餾系統(tǒng)二、分餾系統(tǒng)n沉降器來的反應油氣，經(jīng)換熱器進入分餾塔，沉降器來的反應油氣，經(jīng)換熱器進入分餾塔，根據(jù)物料的沸點差，從上至下分離為富氣、根據(jù)物料的沸點差，從上至下分離為富氣、粗汽油、柴油、回煉油和油漿。粗汽油、柴油、回煉油和油漿。分餾系統(tǒng)流程圖分餾系統(tǒng)流程圖圖圖1-3-2 分餾系統(tǒng)典型流程示意圖分餾系統(tǒng)典型流程示意圖1.分餾塔底人

39、字形擋板處用油漿洗滌（1）防止少量催化劑細粉堵塞塔盤和影響產(chǎn)品質(zhì)量；（2）由于反應油氣溫度較高，500左右，油漿洗滌可取走多余的熱量。2.油漿：一部分回煉，一部分回分餾塔，一部分送出裝置作自用燃料。3富氣經(jīng)壓縮后去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的凝縮油罐，粗汽油進吸收塔上部。4.輕柴油氣提冷卻后送出裝置重柴油直接送出裝置。分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)q在分餾塔內(nèi)將反應油氣分成幾個產(chǎn)品：塔頂為汽油及富氣，在分餾塔內(nèi)將反應油氣分成幾個產(chǎn)品：塔頂為汽油及富氣，側(cè)線有輕柴油、重柴油，塔底產(chǎn)品是油漿和回煉油側(cè)線有輕柴油、重柴油，塔底產(chǎn)品是油漿和回煉油q為了取走分餾塔的過剩熱量，設有塔頂循環(huán)回流、一個至兩為了取走分餾塔的過剩熱量，設有

40、塔頂循環(huán)回流、一個至兩個中段回流以及塔底油漿循環(huán)回流個中段回流以及塔底油漿循環(huán)回流 催化裂化分餾塔有以下特點：催化裂化分餾塔有以下特點：1.進料是帶有催化劑粉塵的過熱油氣進料是帶有催化劑粉塵的過熱油氣,2.全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產(chǎn)品的分餾精全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產(chǎn)品的分餾精確度要求也不高，因此確度要求也不高，因此設置四個循環(huán)回流分段取熱設置四個循環(huán)回流分段取熱。200300 600750 490510 2 3s分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)三、吸收三、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)富氣經(jīng)氣壓機升壓、冷卻并分出凝縮油后，由底部進入吸收塔；穩(wěn)定汽油和粗汽油則作為吸收液由塔頂

41、進入，將富氣中的C3、C4（含少量C2）等吸收后得到富吸收油。吸收塔頂部出來的貧氣中夾帶有少量穩(wěn)定汽油，可經(jīng)再吸收塔用柴油回收其中的汽油組分后成為干氣，送出裝置。富吸收油和凝縮油均進入解吸塔，使其中的氣體解吸后，從塔頂返回凝縮油沉降罐，塔底的未穩(wěn)定汽油送入穩(wěn)定塔，通過精餾作用將液化氣和穩(wěn)定汽油分開。有時，塔頂要排出部分不凝氣（也稱氣態(tài)烴），它主要是C2，并夾帶有C3和C4.排出不凝氣的目的是為了控制穩(wěn)定塔的操作壓力。n主要由主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔組成。組成。n吸收塔和解吸塔的操作壓力為吸收塔和解吸塔的操作壓力為1.02.0MPa。 n穩(wěn)定塔實質(zhì)上

42、是個精餾塔，操作壓力為穩(wěn)定塔實質(zhì)上是個精餾塔，操作壓力為1.0-1.5MPa。四、能量回收系統(tǒng)四、能量回收系統(tǒng)n利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽和煙氣輪機作功、發(fā)電等。產(chǎn)生蒸汽和煙氣輪機作功、發(fā)電等。能量回收系統(tǒng)的工藝流程圖能量回收系統(tǒng)的工藝流程圖圖1-3-4 能量回收系統(tǒng)典型流程示意圖能量回收系統(tǒng)的工作原理能量回收系統(tǒng)的工作原理n由再生器來的煙氣，含有微量的催化劑粉塵，由再生器來的煙氣，含有微量的催化劑粉塵，它將會造成煙氣輪機葉片的磨損，所以在煙氣它將會造成煙氣輪機葉片的磨損，所以在煙氣進入煙氣輪機前，需要經(jīng)過三級旋風分離器再進入煙氣輪

43、機前，需要經(jīng)過三級旋風分離器再次凈化。凈化分離下來的催化劑粉塵，排出裝次凈化。凈化分離下來的催化劑粉塵，排出裝置；輸送粉塵的泄料煙氣置；輸送粉塵的泄料煙氣(約占煙氣總量的約占煙氣總量的23)，經(jīng)四級旋風分離器，經(jīng)四級旋風分離器(圖中未畫出圖中未畫出)和臨界和臨界流量孔板通過煙道進人煙囪放空。流量孔板通過煙道進人煙囪放空。能量回收系統(tǒng)的工作原理能量回收系統(tǒng)的工作原理n凈化后的煙氣，進入煙氣輪機作功，驅(qū)動主風凈化后的煙氣，進入煙氣輪機作功，驅(qū)動主風機，多余部分功率帶動電動發(fā)電機發(fā)電。煙機，多余部分功率帶動電動發(fā)電機發(fā)電。煙氣在煙氣輪機中作完功，回收了壓力能后，溫氣在煙氣輪機中作完功，回收了壓力能后

44、，溫度亦略有降低，然后去余熱鍋爐度亦略有降低，然后去余熱鍋爐(圖中未畫出圖中未畫出)產(chǎn)生蒸汽，煙氣降溫后去放空煙囪放入大氣。產(chǎn)生蒸汽，煙氣降溫后去放空煙囪放入大氣。2022-5-78080 （2）異構(gòu)化反應）異構(gòu)化反應 一種是骨架異構(gòu)，正構(gòu)烯烴變成異構(gòu)烯烴；一種是骨架異構(gòu)，正構(gòu)烯烴變成異構(gòu)烯烴；另一種是雙鍵移位。另一種是雙鍵移位。CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論8181 催化劑的作用：催化劑的作用： （1）促進化學反應，提高反應器的處理能力）促進化學反應，提高反應器的處理能力 催化劑能使反應活化能降低，提高反應速率，如催化劑能使反應活化能降低，提高反

45、應速率，如石油餾分的熱裂化反應的活化能約為石油餾分的熱裂化反應的活化能約為210293kJ/mol，而催化裂化反應其活化能降至而催化裂化反應其活化能降至42125 kJ/mol，從而，從而大大提高反應速率。大大提高反應速率。 第三節(jié)第三節(jié) 催化裂化催化劑催化裂化催化劑2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論8282 一、催化劑的組成與結(jié)構(gòu)一、催化劑的組成與結(jié)構(gòu) 1. 無定型硅酸鋁催化劑無定型硅酸鋁催化劑 如天然活性白土、人工合成硅酸鋁如天然活性白土、人工合成硅酸鋁 具有許多大小不一的微孔，平均孔徑具有許多大小不一的微孔，平均孔徑47nm，比，比表面積表面積500700m2/g。 硅酸鋁的催化活性來

46、源于其表面的酸性。硅酸鋁的催化活性來源于其表面的酸性。 2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論8383 2. 分子篩催化劑結(jié)晶型硅酸鋁分子篩催化劑結(jié)晶型硅酸鋁 與無定型硅酸鋁相比，分子篩具有更高的與無定型硅酸鋁相比，分子篩具有更高的選擇性、選擇性、活性和穩(wěn)定性活性和穩(wěn)定性。 分子篩是具有分子篩是具有晶格結(jié)構(gòu)晶格結(jié)構(gòu)的硅酸鋁鹽，也稱沸石，具的硅酸鋁鹽，也稱沸石，具有很大的內(nèi)表面，新鮮分子篩的比表面有很大的內(nèi)表面，新鮮分子篩的比表面600800m2/g。它具有穩(wěn)定的、均一的微孔結(jié)構(gòu)，孔徑大小為分子大小它具有穩(wěn)定的、均一的微孔結(jié)構(gòu)，孔徑大小為分子大小數(shù)量級。數(shù)量級。 按組成和晶體結(jié)構(gòu)分為多種類型，如按

47、組成和晶體結(jié)構(gòu)分為多種類型，如4A、5A、X、Y、絲光沸石。應用于催化裂化的主要是、絲光沸石。應用于催化裂化的主要是Y型分子篩。型分子篩。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論84842022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論858512(4)、8（6）、6（8）26面體14面體6（4）、8（6）6（4）26面體18（4）、4（6）、4（12）6（4）2（6）2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論8686Y型分子篩的單元晶胞結(jié)構(gòu)型分子篩的單元晶胞結(jié)構(gòu)削角八面體八面沸石籠十二員環(huán)孔道孔道平均直徑0.8-0.9nm2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論87872022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論8888202

48、2-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論8989 分子篩由質(zhì)子酸和非質(zhì)子酸形成的分子篩由質(zhì)子酸和非質(zhì)子酸形成的酸性中心密酸性中心密度度比無定型硅酸鋁大的多，活性比無定型硅酸鋁催化比無定型硅酸鋁大的多，活性比無定型硅酸鋁催化劑高的多，某些高出近萬倍，難以工業(yè)應用。劑高的多，某些高出近萬倍，難以工業(yè)應用。 工業(yè)分子篩中只含工業(yè)分子篩中只含1035的純分子篩，其余是的純分子篩，其余是起稀釋作用的擔體和粘結(jié)劑。起稀釋作用的擔體和粘結(jié)劑。 2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9090 3、擔體（低鋁硅酸鋁和高鋁硅酸鋁）的作用：、擔體（低鋁硅酸鋁和高鋁硅酸鋁）的作用： 提高分子篩的穩(wěn)定性；提高分子篩的穩(wěn)定性； 熱量

49、儲存和傳遞，熱載體；熱量儲存和傳遞，熱載體； 增強催化劑的機械強度；增強催化劑的機械強度； 降低催化劑成本。降低催化劑成本。 對重油催化裂化有重要作用，先使大分子在擔體表對重油催化裂化有重要作用，先使大分子在擔體表面適度裂化，生成的較小分子再進入分子篩繼續(xù)反應；面適度裂化，生成的較小分子再進入分子篩繼續(xù)反應；擔體能容納易生焦的重膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，對分子篩起保護擔體能容納易生焦的重膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，對分子篩起保護作用。作用。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9191 二、催化劑的使用性能二、催化劑的使用性能 對催化劑的評價，除了分析其化學組成和表面結(jié)構(gòu)，對催化劑的評價，除了分析其化學組成和表面結(jié)構(gòu)，還

50、需要一些與生產(chǎn)直接關(guān)聯(lián)的指標。還需要一些與生產(chǎn)直接關(guān)聯(lián)的指標。 1. 活性、穩(wěn)定性活性、穩(wěn)定性 微反活性（微反活性（MAT):在微型固定床反應器中放置在微型固定床反應器中放置5g待測催化劑，采用標準原料待測催化劑，采用標準原料(如大港如大港235337輕柴油輕柴油)，在在460、重量空速、重量空速16h-1、劑油比、劑油比3.2的條件下反應的條件下反應70s，反應產(chǎn)物中反應產(chǎn)物中204汽油氣體焦炭的質(zhì)量占總進料的汽油氣體焦炭的質(zhì)量占總進料的百分數(shù)即為該催化劑的微反活性。百分數(shù)即為該催化劑的微反活性。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9292平衡催化劑活性：平衡催化劑活性： 在實際生產(chǎn)中，催化

51、劑受高溫和水蒸氣的作用，其活在實際生產(chǎn)中，催化劑受高溫和水蒸氣的作用，其活性會逐漸下降；另外由于催化劑的損失需定期補充一些新性會逐漸下降；另外由于催化劑的損失需定期補充一些新鮮催化劑，因此，生產(chǎn)裝置中的催化劑活性可能維持在一鮮催化劑，因此，生產(chǎn)裝置中的催化劑活性可能維持在一個穩(wěn)定的水平上，稱為個穩(wěn)定的水平上，稱為“平衡催化劑活性平衡催化劑活性”。分子篩的平。分子篩的平衡活性多在衡活性多在6075之間。之間。 2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9393 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性： 由水熱老化處理前后的活性比較來評價。由水熱老化處理前后的活性比較來評價。 水熱老化條件：水熱老化條件：800、常壓、飽和水蒸

52、氣下處、常壓、飽和水蒸氣下處理理4h或或17h。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9494 2. 選擇性選擇性 催化裂化的目的產(chǎn)物是汽油，如果氣體和焦炭的催化裂化的目的產(chǎn)物是汽油，如果氣體和焦炭的產(chǎn)率高，則汽油的產(chǎn)率會降低。產(chǎn)率高，則汽油的產(chǎn)率會降低。 裂化催化劑的選擇性以裂化催化劑的選擇性以 “汽油產(chǎn)率汽油產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率”， “焦炭產(chǎn)率焦炭產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率”表示。表示。 影響選擇性的因素：重金屬（主要是鎳）污染。影響選擇性的因素：重金屬（主要是鎳）污染。 分子篩的選擇性遠優(yōu)于無定型硅酸鋁，在焦炭產(chǎn)分子篩的選擇性遠優(yōu)于無定型硅酸鋁，在焦炭產(chǎn)率相同時，汽油產(chǎn)率高出率相同時，汽油產(chǎn)率高出1

53、520。 2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9595 3. 密度密度 真實密度：催化劑顆粒骨架所具有的密度，稱真實密度：催化劑顆粒骨架所具有的密度，稱骨架密度，在骨架密度，在22.2g/cm3 。 顆粒密度：把微孔體積計算在內(nèi)的單個顆粒的顆粒密度：把微孔體積計算在內(nèi)的單個顆粒的密度，密度， 0.91.2g/cm3 。 堆積密度：催化劑堆積時包括微孔體積和顆粒堆積密度：催化劑堆積時包括微孔體積和顆粒間孔隙體積的密度，間孔隙體積的密度， 0.50.8g/cm3 。 催化劑的密度對其流化狀態(tài)有重要影響。催化劑的密度對其流化狀態(tài)有重要影響。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9696 4. 篩分組成

54、、機械強度篩分組成、機械強度 為了保證催化劑良好的流化狀態(tài)，要求有一個適為了保證催化劑良好的流化狀態(tài)，要求有一個適宜的篩分組成，裂化催化劑的粒徑分布宜的篩分組成，裂化催化劑的粒徑分布20100m，其中：其中： 4080 m 約占約占1/2 2040 m約占約占1/4 80100 m約占約占1/4 100 m 少量少量 機械強度用機械強度用“磨損指數(shù)磨損指數(shù)”來評價。來評價。 5、酸性、酸性2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論97972022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論98982022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論9999 三、裂化催化劑助劑三、裂化催化劑助劑 以添加劑形式加入到裂化催化劑中，補充

55、某些以添加劑形式加入到裂化催化劑中，補充某些方面的不足的作用。方面的不足的作用。 1. 辛烷值助劑辛烷值助劑 提高裂化汽油的辛烷值，中孔擇型分子篩，如提高裂化汽油的辛烷值，中孔擇型分子篩，如ZSM-5分子篩，可以實現(xiàn)選擇性裂化。分子篩，可以實現(xiàn)選擇性裂化。 2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論100100選擇性裂化選擇性裂化:正構(gòu)C7C13烷烴或帶一個甲基側(cè)鏈的烷烴或烯烴（辛烷值很低）C3C5烯烴（辛烷值高）2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論1011012022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論102102 2. 金屬鈍化劑金屬鈍化劑 鈍化劑的作用是使催化劑上的有害金屬減活，從鈍化劑的作用是使催化

56、劑上的有害金屬減活，從而減少其毒害作用，常用的是鈍鎳劑、鈍釩劑。而減少其毒害作用，常用的是鈍鎳劑、鈍釩劑。 3. CO助燃劑助燃劑 作用：作用： 促進促進CO氧化成氧化成CO2，減少污染排放；，減少污染排放； 回收熱量，使再生器溫度有所提高，提高燒焦速回收熱量，使再生器溫度有所提高，提高燒焦速率，降低率，降低再生劑再生劑的含碳量，提高催化劑的活性和選的含碳量，提高催化劑的活性和選擇性。擇性。2022-5-7石油化工過程系統(tǒng)概論103103催化裂化反應熱力學及動力學特征催化裂化反應熱力學及動力學特征 n各類烴的催化裂化反應的熱力學特征、平衡常數(shù)及反應熱，各類烴的催化裂化反應的熱力學特征、平衡常數(shù)及反應熱，烴類催化