催化裂化概要課件

1、第三章 催化裂化知識(shí)目標(biāo)：了解催化裂化工藝的發(fā)展，工藝流程及主要設(shè)備；了解渣油催化裂化反應(yīng)存在的困難及其加工特點(diǎn)；熟悉烴類催化裂化反應(yīng)機(jī)理及其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)影響因素和反應(yīng)特點(diǎn)；熟悉反應(yīng)再生系統(tǒng)操作技術(shù)。第一節(jié) 催化裂化化學(xué)反應(yīng)原理主要內(nèi)容:第二節(jié) 催化裂化催化劑第三節(jié) 催化裂化工藝流程及主要設(shè)備第四節(jié) 催化裂化工藝主要操作條件分析第五節(jié) 催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)主要操作技術(shù)及典型故障分析第六節(jié) 反應(yīng)再生系統(tǒng)主要工藝計(jì)算簡介本章小結(jié)第一節(jié) 催化裂化化學(xué)反應(yīng)原理一、單體烴催化裂化的化學(xué)反應(yīng) （一）烷烴 烷烴主要發(fā)生分解反應(yīng)，分解成較小分子的烷烴和烯烴，烷烴分解時(shí)多從中間的CC鍵處斷裂，分子越大越容易斷裂

2、（二）烯烴 烯烴的主要反應(yīng)也是分解反應(yīng)，但還有一些其它重要反應(yīng)，主要反應(yīng)有：(1)分解反應(yīng)：分解為兩個(gè)較小分子的烯烴，烯烴的分解速度比烷烴高得多，且大分子烯烴分解反應(yīng)速度比小分子快，異構(gòu)烯烴的分解速度比正構(gòu)烯烴快。 （2）異構(gòu)化反應(yīng)：該反應(yīng)包括二種，其一是分子骨架異構(gòu)，另一種雙鍵異構(gòu)（分子中雙鍵向中間位置轉(zhuǎn)移）。（3）氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：二個(gè)烯烴分子之間發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，一個(gè)獲得氫變成烷烴，另一個(gè)失去氫轉(zhuǎn)化為多烯烴及芳烴或縮合程度更高的分子，直到縮合至焦炭。氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)是烯烴的重要反應(yīng)，是催化裂化汽油飽和度較高的主要原因，但反應(yīng)速度較慢，需要較高活性催化劑。 （4）芳構(gòu)化反應(yīng)：烯烴環(huán)化并脫氫生成芳香烴。

3、（三）環(huán)烷烴 環(huán)烷烴的環(huán)可斷裂生成烯烴，烯烴再繼續(xù)進(jìn)行上述各項(xiàng)反應(yīng)；環(huán)烷烴帶有長側(cè)鏈，則側(cè)鏈本身會(huì)發(fā)生斷裂生成環(huán)烷烴和烯烴；環(huán)烷烴可以通過氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)轉(zhuǎn)化為芳烴；帶側(cè)鏈的五員環(huán)烷烴可以異構(gòu)化成六員環(huán)烷烴，并進(jìn)一步脫氫生成芳烴。 （四）芳香烴 芳香烴核在催化裂化條件下十分穩(wěn)定，連在苯核上的烷基側(cè)鏈容易斷裂成較小分子烯烴，側(cè)鏈越長，反應(yīng)速度越快。多環(huán)芳烴的裂化反應(yīng)速度很低，它們的主要反應(yīng)是縮合成稠環(huán)芳烴，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為焦炭，同時(shí)放出氫使烯烴飽和。在催化裂化條件下，烴類進(jìn)行的反應(yīng)除了有大分子分解為小分子的反應(yīng)，而且還有小分子縮合成大分子的反應(yīng)（甚至縮合至焦炭）。與此同時(shí)，還進(jìn)行異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化等反應(yīng)

4、。在這些反應(yīng)中，分解反應(yīng)是最主要的反應(yīng)，催化裂化這一名稱就是因此而得。 二、烴類催化裂化反應(yīng)機(jī)理 正碳離子學(xué)說是被公認(rèn)為解釋催化裂化反應(yīng)機(jī)理的較成熟的學(xué)說。正碳離子的主要來源是由一個(gè)烯烴分子獲得一個(gè)氫離子（質(zhì)子）而生成的。下面用正十六烯的催化裂化反應(yīng)為例來說明正碳離子的生成和轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律。1十六烯從催化劑表面上或與已生成的正碳離子獲得一個(gè)質(zhì)子（H+）而生成正碳離子；2大的正碳離子不穩(wěn)定，容易在位上斷裂；3生成的正碳離子是伯碳離子，不夠穩(wěn)定，易于變成仲碳離子，然后又在位上斷裂，直到C3H7+、C4H9+為止；4正碳離子的穩(wěn)定程度依次是：叔正碳離子仲正碳離子伯正碳離子，因此生成的正碳離子趨向于異

5、構(gòu)成叔正碳離子。5正碳離子將H+ 還給催化劑，本身變成烯烴，反應(yīng)中止。 三、石油餾分的催化裂化反應(yīng)特點(diǎn)（一）各烴類之間的競爭吸附和反應(yīng)的阻滯作用任何一種烴類的反應(yīng)都將受到同時(shí)存在的其它烴類的影響，更重要的是，石油餾分的催化裂化反應(yīng)是在固體催化劑表面上進(jìn)行的，某烴類的反應(yīng)速度，不僅與本身的化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)，而且還與它們的吸附和脫附性能有關(guān)，某烴類的催化裂化反應(yīng)的總速度是由吸附速度和反應(yīng)速度共同決定的。對于碳原子數(shù)相同的各族烴，吸附能力的大小順序?yàn)椋撼憝h(huán)芳烴稠環(huán)環(huán)烷烴烯烴單烷基單環(huán)芳烴單環(huán)環(huán)烷烴烷烴同族烴分子，分子量越大越容易被吸附。如果按化學(xué)反應(yīng)速度的高低進(jìn)行排列，則大致情況如下；烯烴大分子單烷

6、基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴異構(gòu)烷烴和環(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)芳烴綜合上述兩個(gè)排列順序可知，芳烴雖然吸附能力強(qiáng)，但反應(yīng)能力弱，使整個(gè)石油餾分的反應(yīng)速度變慢 ；對于烷烴，雖然反應(yīng)速度快，但吸附能力弱，從而對原料反應(yīng)的總效應(yīng)不利。富含環(huán)烷烴的石油餾分應(yīng)是催化裂化的理想原料 （二）石油餾分的催化裂化反應(yīng)是復(fù)雜的平行順序反應(yīng)石油餾分進(jìn)行催化裂化反應(yīng)時(shí)，原料向幾個(gè)方向進(jìn)行反應(yīng)，中間產(chǎn)物又可繼續(xù)反應(yīng)，從反應(yīng)工程觀點(diǎn)來看，這種反應(yīng)屬于平行順序反應(yīng)。原料油可直接裂化為汽油或氣體，屬于一次反應(yīng)，汽油又可進(jìn)一步裂化生成氣體，這就是二次反應(yīng)。平行順序反應(yīng)的一個(gè)重要特點(diǎn)是反應(yīng)深度對產(chǎn)品產(chǎn)率分布有重大影響。 第

7、二節(jié) 催化裂化催化劑 一、裂化催化劑的種類、組成和結(jié)構(gòu) （一）無定型硅酸鋁催化劑 硅酸鋁的主要成分是氧化硅和氧化鋁，合成硅酸鋁依鋁含量的不同又分為低鋁（含Al2O310%13%）和高鋁（含Al2O3約25%）二種。其催化劑按顆粒大小又分為小球狀（直徑在36mm）和微球狀（直徑在4080）。 Al2O3、Si2O3及少量水分是必要的活性組分，而其它組分是在催化劑的制備過程中殘留下來的極少量的雜質(zhì)。合成硅酸鋁是由Na2SiO3和Al2(SO4)3溶液按一定的比例配合而成凝膠，再經(jīng)水洗、過濾、成型、干燥、活化而制成的。硅酸鋁催化劑的表面具有酸性，并形成許多酸性中心，催化劑的活性就來源于這些酸性中心，

8、即催化劑的活性中心。（二）結(jié)晶型硅酸鋁鹽（分子篩）催化劑 分子篩又稱為泡沸石，按其組成及晶體結(jié)構(gòu)不同分為A型、X型、Y型及絲光沸石等幾種，目前工業(yè)裂化催化劑中常用的是X型和Y型沸石，其中用得最多的是Y型沸石。X型和Y型沸石具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元晶胞由八個(gè)削角八面體組成，如圖所示。由于削角八面體的連接方式不同，可形成不同的分子篩。 二、催化劑的使用性能 （一）活性 活性是指催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的能力。對無定形硅酸鋁催化劑，采用D+L法，它是以待定催化劑和標(biāo)準(zhǔn)原料在標(biāo)準(zhǔn)裂化條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以反應(yīng)所得干點(diǎn)小于204的汽油加上蒸餾損失占原料油的重量百分?jǐn)?shù)，即（D+L）%來表示。工業(yè)上經(jīng)常采

9、用更為簡便的間接測定方法KOH指數(shù)法。 （二）選擇性 將進(jìn)料轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)品的能力稱為選擇性，一般采用目的產(chǎn)物產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化率之比，或以目的產(chǎn)物與非目的產(chǎn)物產(chǎn)率之比來表示。 （三）穩(wěn)定性 催化劑在使用過程中保持其活性和選擇性的性能稱為穩(wěn)定性。常情況下，分子篩催化劑的穩(wěn)定性比無定型硅酸鋁催化劑好，無定型硅酸鋁催化劑中高鋁的穩(wěn)定性比低鋁好，分子篩催化劑中Y型比X型的穩(wěn)定性好。 （四）抗重金屬污染性能重金屬對催化劑的污染程度用污染指數(shù)表示：污染指數(shù)=0.1（e + Cu + 14Ni + 4V）式中：e 、 Cu 、 Ni 、 V 分別為催化劑上鐵、銅、鎳、釩的含量，以表示。 （五）流化性能和抗磨性能 為

10、保證催化劑在流化床中有良好的流化狀態(tài)，要求催化劑有適宜的粒徑或篩分組成。工業(yè)用微球催化劑顆粒直徑一般在2080之間。 我國用磨損指數(shù)來評(píng)價(jià)微球催化劑的機(jī)械強(qiáng)度 （六）密度 1真實(shí)密度：顆粒的質(zhì)量與骨架實(shí)體所占體積之比 2顆粒密度：把微孔體積計(jì)算在內(nèi)的單個(gè)顆粒的密度 3堆積密度 ：催化劑堆積時(shí)包括微孔體積和顆粒間的孔隙體積的密度 三、裂化催化劑的失活與再生 （一）裂化催化劑失活的原因 在反應(yīng)再生過程中，裂化催化劑的活性和選擇性不斷下降，此現(xiàn)象稱為催化劑的失活。裂化催化劑的失活原因主要有三：高溫或與高溫水蒸氣的作用；裂化反應(yīng)生焦；毒物的毒害。 1水熱失活 ：在高溫，特別是有水蒸氣存在的條件下，裂化

11、催化劑的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比表面積減小、孔容減小，分子篩的晶體結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致催化劑的活性和選擇性下降。 2結(jié)焦失活：催化裂化反應(yīng)生成的焦炭沉積在催化劑的表面上，覆蓋催化劑上的活性中心，使催化劑的活性和選擇性下降。 3毒物引起的失活 ：裂化催化劑的毒物主要是某些金屬（鐵、鎳、銅、釩等重金屬及鈉）和堿性氮化合物。 （二）裂化催化劑的再生催化劑失活后，可以通過再生而恢復(fù)由于結(jié)焦而喪失的活性，但不能恢復(fù)由于結(jié)構(gòu)變化及金屬污染引起的失活。催化劑再生反應(yīng)就是用空氣中的氧燒去沉積的焦炭。再生反應(yīng)的產(chǎn)物是CO2、CO和H2O。 四、分子篩催化劑與無定形硅酸鋁催化劑比較 分子篩催化劑與無定形硅酸鋁催化劑的性能比

12、較性能 催化劑分子篩催化劑無定形硅酸鋁活性所需反應(yīng)時(shí)間選擇性對熱穩(wěn)定性再生溫度氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)活性抗重金屬穩(wěn)定性對再生催化劑含炭量的要求裂解和異構(gòu)活性高短（約14秒）好（焦炭產(chǎn)率低）好高（約700）很高較強(qiáng)不大于0.2%低長差（焦炭產(chǎn)率高）較差 較低（約600）較低較弱可在0.5%左右第三節(jié) 催化裂化工藝流程及主要設(shè)備 一、反應(yīng)再生系統(tǒng) 反應(yīng)再生和分餾系統(tǒng)的工藝流程二、分餾系統(tǒng) 與一般分餾塔相比，催化分餾塔有以下特點(diǎn)：過熱油氣進(jìn)料。 由于全塔剩余熱量多（由高溫油氣帶入），催化裂化產(chǎn)品的分餾精確度要求也不高，因此設(shè)置4個(gè)循環(huán)回流分段取熱。 塔頂采用循環(huán)回流，而不用冷回流。 三、吸收穩(wěn)定系統(tǒng) 四、催化裂

13、化裝置主要設(shè)備（一）三器三器包括提升管反應(yīng)器、沉降器及再生器。1提升管反應(yīng)器提升管反應(yīng)器是催化裂化反應(yīng)進(jìn)行的場所 2沉降器沉降器的作用是使來自提升管的油氣和催化劑分離，油氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分出所夾帶的催化劑后經(jīng)集氣室去分餾系統(tǒng)；由提升管快速分離器出來的催化劑靠重力在沉降器中向下沉降落入汽提段。 3再生器再生器是催化裂化裝置的重要工藝設(shè)備，其作用是為催化劑再生提供場所和條件。它的結(jié)構(gòu)形式和操作狀況直接影響燒焦能力和催化劑損耗。再生器是決定整個(gè)裝置處理能力的關(guān)鍵設(shè)備。 （二）三閥 1單動(dòng)滑閥單動(dòng)滑閥用于床層反應(yīng)器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化裝置。其作用是：正常操作時(shí)用來調(diào)節(jié)催化劑在兩器間的循環(huán)量

14、，出現(xiàn)重大事故時(shí)用以切斷再生器與反應(yīng)沉降器之間的聯(lián)系，以防造成更大事故。 2雙動(dòng)滑閥雙動(dòng)滑閥是一種兩塊閥板雙向動(dòng)作的超靈敏調(diào)節(jié)閥，安裝在再生器出口管線上（煙囪），其作用是調(diào)節(jié)再生器的壓力，使之與反應(yīng)沉降器保持一定的壓差。 3塞閥塞閥比滑閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）磨損均勻而且較少；（2）高溫下承受強(qiáng)烈磨損的部件少；（3）安裝位置較低，操作維修方便。在同軸式催化裂化裝置中塞閥有待生管塞閥和再生管塞閥兩種，它們的閥體結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制部分完全相同，但閥體部分連接部位及尺寸略有不同。結(jié)構(gòu)主要由閥體部分、傳動(dòng)部分、定位及閥位變送部分和補(bǔ)償彈簧箱組成。 （三）三機(jī)三機(jī)包括主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)和增壓機(jī)。五、渣油的催化裂化

15、反應(yīng)特征1渣油催化裂化時(shí)會(huì)有較高的焦炭產(chǎn)率和相應(yīng)較低的輕質(zhì)油產(chǎn)率。 2渣油催化裂化是一個(gè)氣液固三相反應(yīng)。 3采用不同孔徑的分子篩催化劑進(jìn)行渣油催化裂化反應(yīng)。常用作裂化催化劑的Y型分子篩的孔徑一般為0.991.3nm。因此，在渣油催化裂化時(shí)，大分子先在具有較大孔徑的催化劑基質(zhì)上進(jìn)行反應(yīng)，生成的較小分子的反應(yīng)產(chǎn)物再擴(kuò)散至分子篩微孔內(nèi)進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。六、催化裂化新工藝簡介（一）兩段提升管催化裂化工藝技術(shù)1常規(guī)提升管與兩段提升管反應(yīng)器的區(qū)別兩段提升管反應(yīng)器能及時(shí)且有選擇性地用新再生催化劑更換已結(jié)焦的催化劑，使催化劑的平均活性及選擇性大幅度提高，不利的二次反應(yīng)和熱裂化反應(yīng)得到抑制，產(chǎn)品質(zhì)量獲得改善，

16、轉(zhuǎn)化深度和輕油收率提高。2提升管系統(tǒng)可改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，大幅度提高原料的轉(zhuǎn)化深度，顯著提高輕質(zhì)油品收率，提高催化汽油質(zhì)量，改善柴油質(zhì)量，提高催化裝置的柴汽比。 （二）靈活多效催化裂化工藝技術(shù)采用該項(xiàng)工藝技術(shù)與常規(guī)催化裂化工藝相比，催化汽油烯烴含量降低20%30%（體）、硫含量可降低1525 ,研究法和馬達(dá)法辛烷值可分別提高12個(gè)單位 第四節(jié) 催化裂化工藝主要操作條件分析一、催化裂化反應(yīng)操作的影響因素（一）反應(yīng)溫度一方面，反應(yīng)溫度高則反應(yīng)速度增大。當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)，熱裂化反應(yīng)的速度提高比較快，當(dāng)溫度高于500時(shí)，熱裂化趨于重要，產(chǎn)品中出現(xiàn)熱裂化產(chǎn)品的特征（氣體中C1、C2多，產(chǎn)品的不飽和度上升）。但

17、是，即使這樣高的溫度，催化裂化的反應(yīng)仍占主導(dǎo)地位。另一方面，反應(yīng)溫度可以通過對各類反應(yīng)速率大小來影響產(chǎn)品的分布和質(zhì)量。溫度升高汽油的辛烷值上升，但汽油產(chǎn)率下降，氣體產(chǎn)率上升，產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量對溫度的要求產(chǎn)生矛盾，必須適當(dāng)選取溫度。 在我國要求多產(chǎn)柴油時(shí)，可采用較低的反應(yīng)溫度（460470），在低轉(zhuǎn)化率下進(jìn)行大回?zé)挷僮?；?dāng)要求多產(chǎn)汽油時(shí)，可采用較高的反應(yīng)溫度（500510），在高轉(zhuǎn)化率下進(jìn)行小回?zé)挷僮骰騿纬滩僮鳎欢喈a(chǎn)氣體時(shí)，反應(yīng)溫度則更高。 （二）反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力是指反應(yīng)器內(nèi)的油氣分壓，油氣分壓提高意味著反應(yīng)物濃度提高，因而反應(yīng)速度加快，同時(shí)生焦的反應(yīng)速度也相應(yīng)提高。雖然壓力對反應(yīng)速度影響較大，

18、但是在操作中壓力一般是固定不變的，因而壓力不作為調(diào)節(jié)操作的變量，工業(yè)裝置中一般采用不太高的壓力（約0.10.3Mpa）。應(yīng)當(dāng)指出，催化裂化裝置的操作壓力主要不是由反應(yīng)系統(tǒng)決定的，而是由反應(yīng)器與再生器之間的壓力平衡決定的。 （三）劑油比（C/O）劑油比是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)器的催化劑量（即催化劑循環(huán)量）與總進(jìn)料量之比。 提高劑油比，則催化劑上積炭少，催化劑活性下降小，轉(zhuǎn)化率增加。但催化劑循環(huán)量過高將降低再生效果。 改變劑油比最靈敏的方法是調(diào)節(jié)再生催化劑的溫度和調(diào)節(jié)原料預(yù)熱溫度。 （四）原料的性質(zhì)在同樣轉(zhuǎn)化率時(shí)，石蠟基原料的汽油及焦炭產(chǎn)率較低，氣體產(chǎn)率較高；環(huán)烷基原料的汽油產(chǎn)率高，氣體產(chǎn)率低；芳香基

19、原料汽油產(chǎn)率居中，焦炭產(chǎn)率高。（五）空速和反應(yīng)時(shí)間每小時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的原料油量與反應(yīng)器藏量之比稱為空速 ，空速的大小反映了反應(yīng)時(shí)間的長短，其倒數(shù)為反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率低；反應(yīng)時(shí)間長，轉(zhuǎn)化率提高。過長的反應(yīng)時(shí)間會(huì)使轉(zhuǎn)化率過高，汽、柴油收率反而下降，液態(tài)烴中烯烴飽和。（六）再生催化劑含碳量再生催化劑含碳量是指經(jīng)再生后的催化劑上殘留的焦炭含量。對分子篩催化劑來說，裂化反應(yīng)生成的焦炭主要沉積在分子篩催化劑的活性中心上，再生催化劑含碳過高，相當(dāng)于減少了催化劑中分子篩的含量，催化劑的活性和選擇性都會(huì)下降，因而轉(zhuǎn)化率大大下降，汽油產(chǎn)率下降，溴價(jià)上升，誘導(dǎo)期下降。（七）回?zé)挶仍诓僮鳁l件和原料性質(zhì)大體相同

20、情況下，增加回?zé)挶葎t轉(zhuǎn)化率上升，汽油、氣體和焦炭產(chǎn)率上升，但處理能力下降，在轉(zhuǎn)化率大體相同的情況下，若增加回?zé)挶?，則單程轉(zhuǎn)化率下降，輕柴油產(chǎn)率有所增加，反應(yīng)深度變淺。反之，回?zé)挶忍?，雖處理能力較高，但輕質(zhì)油總產(chǎn)率仍不高。因此，增加回?zé)挶?，降低單程轉(zhuǎn)化率是增產(chǎn)柴油的一項(xiàng)措施。但是，增加回?zé)挶群?，反?yīng)所需的熱量大大增加，原料預(yù)熱爐的負(fù)荷、反應(yīng)器和分餾塔的負(fù)荷會(huì)隨之增加，能耗也會(huì)增加。因此，回?zé)挶鹊倪x取要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際綜合選定。二、催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的三大平衡（一）壓力平衡壓力平衡也包括兩器壓力平衡、氣體產(chǎn)量和氣體壓縮能力的平衡，以兩器壓力平衡最為關(guān)鍵。在兩器壓差調(diào)節(jié)中，一般是用氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速和氣體循

21、量來控制反應(yīng)器的壓力，而再生器的壓力又是隨反應(yīng)器的壓力改變而改變的。通常通過兩器差壓調(diào)節(jié)器控制雙動(dòng)滑閥開度來調(diào)節(jié)，使兩器壓力大致保持相等。（二）熱平衡操作中主要是通過調(diào)節(jié)兩器間催化劑的循環(huán)量來控制兩器間的熱量平衡，以保持要求的反應(yīng)溫度。 （三）物料平衡物料平衡包括催化劑和原料在數(shù)量上的平衡、單程轉(zhuǎn)化率和回?zé)挶鹊钠胶饧按呋瘎┑膿p失和補(bǔ)充的平衡 催化劑和原料在數(shù)量上的平衡是通過選擇合適的劑油比控制的 第五節(jié) 催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)主要操作技術(shù)及典型故障分析一、反應(yīng)再生系統(tǒng)主要操作技術(shù)（一）反應(yīng)溫度的控制 反應(yīng)溫度的影響因素及調(diào)節(jié)方法影響因素調(diào)節(jié)方法進(jìn)料預(yù)熱溫度的影響。催化劑循環(huán)量的變化，循環(huán)量增加，

22、反應(yīng)溫度上升；反之下降。在循環(huán)推動(dòng)力不變的情況下，再生滑閥開度增加，催化劑循環(huán)量增加；反之下降。提升管總進(jìn)料量的變化，進(jìn)料量下降，反應(yīng)溫度上升；反之下降。再生溫度的變化，再生溫度上升，反應(yīng)溫度上升。進(jìn)料帶水，反應(yīng)溫度發(fā)生大幅度的波動(dòng)。再生斜管推動(dòng)力的變化。啟用急冷油噴嘴，反應(yīng)溫度下降。儀表失靈，再生單動(dòng)滑閥故障。調(diào)節(jié)再生滑閥的開度，增加或減少催化劑的循環(huán)量，控制反應(yīng)溫度?；y開度增大，反應(yīng)溫度提高。調(diào)節(jié)摻渣量及取熱器取熱量，通過再生溫度變化，控制好兩器的熱平衡，保持再生床溫平穩(wěn)。原料帶水，及時(shí)聯(lián)系調(diào)度和罐區(qū)，切水換罐，按原料帶水的處理方法處理。控制好急冷油量。原料預(yù)熱溫度提高，反應(yīng)溫度提高；反

23、之下降?？刂坪眠M(jìn)料量和合適的摻煉比。再生單動(dòng)滑閥故障，改手動(dòng)控制，馬上聯(lián)系鉗工和儀表處理。儀表故障及時(shí)聯(lián)系處理，此時(shí)應(yīng)參考提升管中下部溫度及反應(yīng)壓力判斷反應(yīng)溫度的變化。調(diào)節(jié)再生斜管推動(dòng)力，主要通過調(diào)節(jié)再生器料位和松動(dòng)點(diǎn)，提高推動(dòng)力。后一種方法要在車間指導(dǎo)下進(jìn)行。（二）提升管總進(jìn)料量的控制提升管總進(jìn)料量的影響因素及調(diào)節(jié)方法影響因素調(diào)節(jié)方法原料油（減蠟、減渣、焦蠟）泵及回?zé)捰捅霉收?。反?yīng)深度變化，回?zé)捰土孔兓?（MTC方案）。原料帶水。油漿泵的故障。原料、回?zé)捰驼{(diào)節(jié)閥控制失靈或儀表故障。原料進(jìn)裝置量減少。根據(jù)原料性質(zhì)，控制反應(yīng)深度，保證容107的液位，控制回?zé)捰土康南鄬Ψ€(wěn)定。泵發(fā)生故障，及時(shí)處理，

24、或者切換泵。原料泵出口閥開大，用控制閥調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。渣油泵循環(huán)線開大，渣油進(jìn)料量減少，蠟油增加。焦蠟與原料混合進(jìn)料，焦蠟增加，原料減少。事故旁通副線關(guān)小，進(jìn)料量增加。噴嘴預(yù)熱線關(guān)小，進(jìn)料量增加。原料帶水，聯(lián)系調(diào)度罐區(qū)和有關(guān)單位進(jìn)行處理。油漿回?zé)捔坎豢纱蠓日{(diào)節(jié)，應(yīng)保持穩(wěn)定，回?zé)捔看笮∫暻闆r確定或由車間決定。（三）反應(yīng)深度的控制反應(yīng)深度的影響因素及調(diào)節(jié)方法影響因素調(diào)節(jié)方法反應(yīng)溫度變化。原料油預(yù)熱溫度變化。劑油比變化。再生溫度及再生催化劑定碳高低的影響。催化劑活性變化。催化劑上重金屬的污染程度。污染嚴(yán)重，深度下降。提升管各路進(jìn)料的比例。反應(yīng)壓力。在催化劑循環(huán)量不變的情況下，提高原料預(yù)熱溫度，反應(yīng)溫

25、度提高，深度增大。在反應(yīng)溫度不變的情況下，提高劑油比，反應(yīng)深度提高。提高反應(yīng)溫度，反應(yīng)深度大。再生催化劑定碳高于0.1w%時(shí)，反應(yīng)深度會(huì)發(fā)生明顯下降，此時(shí)需降低再生催化劑的定碳。提高催化劑活性，反應(yīng)深度增加。催化劑重金屬污染，反應(yīng)深度低，控制好金屬鈍化劑的加注量。提高中、上部噴嘴流量，提升管底部溫度提高，反應(yīng)深度加大；反之下降。粗汽油回?zé)捔吭黾?，反?yīng)深度下降；反之上升。（四）催化劑循環(huán)量的控制催化劑循環(huán)量的影響因素及調(diào)節(jié)方法影響因素調(diào)節(jié)方法再生和待生滑閥的開度。兩器壓力變化。進(jìn)料霧化蒸汽量。預(yù)提升蒸汽（干氣或粗汽油）量的變化。各松動(dòng)流化點(diǎn)壓力、流量的變化及再生斜管流化推動(dòng)力的變化?？傔M(jìn)料量的變

26、化。反應(yīng)溫度的變化。再生溫度的影響。原料預(yù)熱溫度的變化調(diào)節(jié)再生和待生滑閥的開度，開大再生滑閥，循環(huán)量上升，同時(shí)待生滑閥也將相應(yīng)開大。保持平穩(wěn)的兩器壓力在控制指標(biāo)內(nèi)。兩器差壓的變化對循環(huán)量有不同的影響，根據(jù)不同工況可能有不同結(jié)果。進(jìn)料量增加，若反應(yīng)溫度不變，循環(huán)量將上升；反之下降。保持進(jìn)料、霧化蒸汽、預(yù)提升蒸汽的相對穩(wěn)定。調(diào)節(jié)各松動(dòng)流化點(diǎn)的風(fēng)量和蒸汽量，可以增加流化推動(dòng)力，在再生滑閥開度不變的情況下，流化推動(dòng)力上升，循環(huán)量上升。但此項(xiàng)調(diào)節(jié)一定要在車間指導(dǎo)下進(jìn)行。檢查斜管松動(dòng)蒸汽和錐體松動(dòng)蒸汽，穩(wěn)定汽提蒸汽量?；y故障，改手動(dòng)控制，聯(lián)系儀表，鉗工處理。提高反應(yīng)溫度，循環(huán)量上升；反之下降。在反應(yīng)溫度

27、不變的情況下，再生溫度下降，循環(huán)量上升；反之下降。在反應(yīng)溫度不變的情況下，原料預(yù)熱溫度下降，循環(huán)量上升；反之下降。二、典型故障分析（一）反應(yīng)溫度大幅度波動(dòng)原因處理方法提升管總進(jìn)料量大幅度變化，原料油泵(蠟油或渣油)或回?zé)捰捅贸榭?、故障，以及焦蠟進(jìn)料變化。急冷油量大幅度波動(dòng)。再生滑閥故障，控制失靈。兩器壓力大幅度波動(dòng)。原料的預(yù)熱溫度大幅度變化。再生器溫度大幅度波動(dòng)。催化劑循環(huán)量大幅度變化。原料油帶水。提升管進(jìn)料量波動(dòng)，查找原因。若儀表故障可改手動(dòng)或付線手閥控制。若機(jī)泵故障，迅速換泵，以穩(wěn)定其流量。若滑閥故障，將其改為現(xiàn)場手搖，聯(lián)系儀表、鉗工處理?？刂朴蜐{循環(huán)流量，調(diào)整預(yù)熱溫度。若三通閥失靈，改手

28、動(dòng)，由儀表處理?？刂品€(wěn)兩器壓力，穩(wěn)定催化劑循環(huán)量。并查找造成壓力波動(dòng)的原因。調(diào)整外取熱器取熱量控制好再生器密相溫度。原料油帶水按原料油帶水的非正常情況處理。嚴(yán)禁反應(yīng)溫度 550，或者 480。以上處理過程中，首先穩(wěn)定反應(yīng)器壓力，用催化劑循環(huán)量控制反應(yīng)溫度不過高，可增大反應(yīng)終止劑用量。若反應(yīng)溫度過低，必須提高催化劑循環(huán)量或降處理量處理。注意沉降器旋分器線速，若過低按相應(yīng)規(guī)程處理。提高原料預(yù)熱溫度。（二）原料帶水原因處理方法原料預(yù)熱溫度突然下降，然后迅速增加，并波動(dòng)不止。提升管反應(yīng)溫度下降，后迅速上升，并波動(dòng)不止。沉降器壓力上升，后下降，并波動(dòng)不止。原料換熱器憋壓，氣阻。原料油進(jìn)料流量控制先迅速上

29、升，后迅速下降，且大幅度波動(dòng)。根據(jù)原料換罐情況確定哪一種原料帶水，并與調(diào)度聯(lián)系要求切除。關(guān)小重質(zhì)原料預(yù)熱三通閥或開大焦化蠟油預(yù)熱三通閥。打開事故旁通副線25扣，提高進(jìn)料量，將水排至容器。若帶水嚴(yán)重，且來自焦化蠟油或渣油，可降低其處理量甚至切除，提高其余原料量。在處理過程中，要注意再生器密相溫度，并注意主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)運(yùn)行工況。防止發(fā)生二次燃燒。及時(shí)向系統(tǒng)補(bǔ)入助燃劑。注意沉降器旋分器線速，若過低按相應(yīng)規(guī)程處理。處理中要防止沉降器藏量波動(dòng)，控制好反應(yīng)壓力，嚴(yán)重時(shí)可放火炬。（三）進(jìn)料量大幅度波動(dòng)原因處理方法原料帶水。原料油泵（直蠟或減渣）、回?zé)捰捅貌簧狭炕虬l(fā)生機(jī)械、電氣故障。原料油、回?zé)捰偷攘骺叵到y(tǒng)失

30、靈，或噴嘴進(jìn)料流量控制失靈。迅速判斷原因，采取相應(yīng)措施。原料帶水時(shí)，按原料帶水處理。泵抽不上量時(shí)，油罐抽空，迅速聯(lián)系罐區(qū)處理，若機(jī)泵故障，立即啟用備用泵?？刂崎y失靈后，迅速改手動(dòng)或控制閥付線手閥控制，聯(lián)系儀表處理。原料油短時(shí)間中斷后，可適當(dāng)提其它回?zé)捰图坝蜐{量，降低壓力，保證旋分離器線速。若蠟油中輕組分過多或溫度過高也會(huì)表現(xiàn)出相同特征，但明顯體現(xiàn)在機(jī)泵上，迅速和調(diào)度聯(lián)系要求換罐。第六節(jié) 反應(yīng)再生系統(tǒng)主要工藝計(jì)算簡介 催化裂化反應(yīng)一再生系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括以下幾部分：1再生器物料平衡，決定空氣流率和煙氣流率，即決定主風(fēng)量，為選擇主風(fēng)機(jī)提供原始數(shù)據(jù)。2再生器燒焦計(jì)算，決定藏量。3再生器熱平衡

31、，決定催化劑循環(huán)量，為反應(yīng)器熱平衡計(jì)算、原料油預(yù)熱溫度以及原料加熱爐熱負(fù)荷計(jì)算提供原始數(shù)據(jù)。 4反應(yīng)器物料平衡、熱平衡，決定原料預(yù)熱溫度。結(jié)合再生器熱平衡決定燃燒油量或取熱設(shè)施。5再生器設(shè)備工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，包括殼體、旋風(fēng)分離器、分布器（板）、淹流管、輔助燃燒室、滑閥、稀相噴水等。6應(yīng)器設(shè)備工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，包括氣提段和進(jìn)料噴嘴的設(shè)計(jì)計(jì)算。7器壓力平衡計(jì)算，用以計(jì)算催化劑輸送管路。8催化劑儲(chǔ)罐及抽空器。9其他細(xì)節(jié)，如松動(dòng)點(diǎn)的布置、限流孔板的設(shè)計(jì)等。例31 再生器物料平衡和熱平衡計(jì)算某提升管催化裂化裝置的再生器(單段再生)主要操作條件如表37。表37 再生器主要操作條件再生器頂部壓力（表），Mpa0.1

32、42煙氣組成（體積分?jǐn)?shù)），%：CO2/CO體積比O21.50.5再生器溫度，650主風(fēng)入再生器溫度，140待生劑溫度，470焦炭組成（H/C質(zhì)量比）10/90大氣溫度，25再生劑含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%0.3大氣壓力，Mpa0.1013燒焦炭量Q1，t/h11.4空氣相對濕度，%50再生器的物料平衡和熱平衡計(jì)算如下：（一）燃燒計(jì)算1燒碳量及燒氫量燒碳量Q1C%11.41030.910.26103（kg/h）855（kmol/h）燒氫量Q1H%11.41030.11.14103（kg/h）570（kmol/h）又因?yàn)闊煔庵蠧O2/CO（體）1.5； 所以生成CO2的C為：8551.5（1.5+1）

33、513（kmo1/h）6156（kg/h）； 生成CO的C為：855513342（kmol/h）4104（kg/h）2理論干空氣量 碳燒成CO2需要O2量5131513（kmol/h） 碳燒成CO需要O2量34212171（kmol/h） 氫燒成H20需要O2量5701/2285（kmol/h） 則理論需要O2量：513171285969（kmol/h）31008（kg/h） 理論帶入N2量96979213645（kmol/h）102060（kg/h）所以理論干空氣量96936454614（kmol/h）133200（kg/h）3實(shí)際干空氣量煙氣中過剩氧的體積分?jǐn)?shù)為0.5，所以解此方程，得過剩

34、氧量O2(過)=23.1（kmol/h）=740（kg/h）過剩氮量23.1 792l87（kmol/h）2436（kg/h）所以實(shí)際干空氣量4619+23.1874729.1（kmol/h）136380（kg/h）4需濕空氣量(主風(fēng)量) 大氣溫度25，相對濕度50，查空氣濕度圖，得空氣的濕度量為0.010kg（水氣）kg（干空氣）。所以，空氣中的水汽量1363800.0101364（kg/h）75.9（kmol/h） 濕空氣量4729.175.94805（kmol/h）107.6103m3(N) / h1795m3(N)min此即正常操作時(shí)的主風(fēng)量。5主風(fēng)單耗6干煙氣量、濕煙氣量及煙氣組成匯

35、總（見表38） 由以上計(jì)算已知干煙氣中的各組分的量，將其相加，即得總干煙氣量。按各組分的相對分子質(zhì)量計(jì)算各組分的質(zhì)量流率，然后相加即得總干煙氣的質(zhì)量流率。計(jì)算結(jié)果列表如下：濕煙氣量及煙氣組成組分流量相對分子質(zhì)量組成（摩爾分率）%Kmol / hKg / h干煙氣濕煙氣CO2513225724411.19.62CO3429576287.46.45O223.1739.2320.50.43N237371046362881.069.57總干煙氣4615.1137523.229.813.93生成水氣5701026018主風(fēng)帶入水汽75.91364待生劑帶入水汽72.21300吹掃、松動(dòng)蒸氣27.8500

36、總濕煙氣5361150947100100按每噸催化劑帶入1kg水汽及設(shè)催化劑循環(huán)量為1300t/h計(jì)算；初估算值。7煙風(fēng)比濕煙氣量主風(fēng)量(體)536148051.12（二）再生器熱平衡1燒焦放熱 生成CO2放熱61563387320852104（kJ/ h） 生成CO放熱4l04102584210104（kJ/ h） 生成H20放熱114011989013667104（kJ/ h） 合計(jì)放熱38729104（kJ/ h）2焦炭吸附熱 按目前工業(yè)上仍采用的經(jīng)驗(yàn)方法計(jì)算，有 焦炭脫附熱=38729l04ll.54454104（kJ/ h）3主風(fēng)由140升溫至650需熱 干空氣升溫需熱1363801.09（650140）7581104（kJ/ h）式中1.09是空氣的平均比熱，kJ(kg)。 水汽升溫需熱=13642.07(650式中2.07是水汽的平均比熱，kJ(kg)4焦炭升溫需熱假定焦炭的比熱與催化劑的相同，也取1.097kJ(kg)，則焦炭升溫需熱11.4103 1.097(