催化裂化工藝流程與設備課件

石油煉制工藝的目的可概括為：①提高原油加工深度，得到更多數(shù)量的輕質油產品；②增加品種，提高產品質量。催化裂化是煉油工業(yè)中最重要的一種二次加工工藝，是重油輕質化和改質的重要手段之一，已成為當今石油煉制的核心工藝之一。

石油煉制工藝的目的可概括為：工藝流程一：反應—再生系統(tǒng)二：分餾系統(tǒng)三：吸收穩(wěn)定系統(tǒng)四：能量回收系統(tǒng)工藝流程一：反應—再生系統(tǒng)催化裂化工藝流程與設備課件反應部分原料經換熱后與回煉油混合經對稱分布物料噴嘴進入提升管，并噴入燃油加熱，上升過程中開始在高溫和催化劑的作用下反應分解，進入沉降器下段的氣提段，經汽提蒸汽提升進入沉降器上段反應分解后反應油氣和催化劑的混合物進入沉降器頂部的旋風分離器（一般為多組），經兩級分離后，油氣進入集氣室，并經油氣管道輸送至分餾塔底部進行分餾，分離出的催化劑則從旋分底部的翼閥排出，到達沉降器底部經待生斜管進入再生器底部的燒焦罐。反應部分原料經換熱后與回煉油混合經對稱分布物料噴嘴進入提升管再生部分再生器階段，催化劑因在反應過程中表面會附著油焦而活性降低，所以必須進行再生處理，首先主風機將壓縮空氣送入輔助燃燒室進行高溫加熱，經輔助煙道通過主風分布管進入再生器燒焦罐底部，從反應器過來的催化劑在高溫大流量主風的作用下被加熱上升，同時通過器壁分布的燃油噴嘴噴入燃油調節(jié)反應溫度，這樣催化劑表面附著的油焦在高溫下燃燒分解為煙氣，煙氣和催化劑的混合物繼續(xù)上升進入再生器繼續(xù)反應，油焦未能充分反應的催化劑經循環(huán)斜管會重新進入燒焦罐再次處理。最后煙氣及處理后的催化劑進入再生器頂部的旋風分離器進行氣固分離，煙氣進入集氣室匯合后排入煙道，催化劑進再生斜管送至提升管。再生部分再生器階段，催化劑因在反應過程中表面會附著油焦而活性分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應?再生系統(tǒng)的產物進行分離，得到部分產品和半成品。

由反應?再生系統(tǒng)來的高溫油氣進入催化分餾塔下部，經裝有擋板的脫過熱段脫熱后進入分餾段，經分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回煉油和油漿。富氣和粗汽油去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經汽提、換熱或冷卻后出裝置，回煉油返回反應––再生系統(tǒng)進行回煉。油漿的一部分送反應再生系統(tǒng)回煉，另一部分經換熱后循環(huán)回分餾塔。為了取走分餾塔的過剩熱量以使塔內氣、液相負荷分布均勻，在塔的不同位置分別設有4個循環(huán)回流：頂循環(huán)回流，一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應?再生系統(tǒng)的產物進行分離，得到吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3、C4甚至C2組分。吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣(≤C2)、液化氣(C3、C4)和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組能量回收系統(tǒng)：由于催化劑再生時產生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可以降低生產成本和能耗，提高經濟效益。對于大型裝置，一般都是采用煙氣輪機回收壓力能，用作驅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，以產生蒸汽，供汽輪機使用或外輸。能量回收系統(tǒng)：由于催化劑再生時產生的煙氣攜帶有大量熱能和反應—再生系統(tǒng)（一）、流程回顧（二）、設備1、三器：提升管反應器、沉降器及再生器。2、三閥：單動滑閥、雙動滑閥、塞閥3、三機：主風機、氣壓機和增壓機。反應—再生系統(tǒng)（一）、流程回顧（一）、流程回顧

同軸式高低并列式（一）、流程回顧

同軸式高低并列式提升管反應器

提升管反應器

（1）提升管提升管反應器是一根長30~40m的管道，介質是油氣和催化劑提升管下端油氣速度一般為6~l0m/s，出口油氣速度為16~30m/s,操作溫度，500~550℃。油氣停留時間2~4S。為避免設備內壁受高流速催化劑沖蝕和減少熱量損失，管內設有100~125mm厚的隔熱耐磨襯里。伸到汽提段、沉降器內的部分只設耐磨襯里。提升管的上端出口處設有氣-固快速分離機構，用于使催化劑與油氣快速分離以及抑制反應的繼續(xù)進行

快速分離機構的形式有多種多樣，比較簡單的有傘帽形、T字形的構件，現(xiàn)在用得比較多的是初級旋風分離器

（1）提升管提升管反應器是一根長30~40m的管道，介質是油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，油氣經旋風分離器分出所夾帶的催化劑后經集氣室去分餾系統(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。

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，油氣經旋催化裂化工藝流程與設備課件（3）汽提段汽提段的作用是將待生催化劑攜帶的油氣汽提出來，增加產品收率，減小再生器燒焦負荷。催化劑攜帶的油氣分兩部分，一部分是催化劑穎粒間的油氣，另一部分是催化劑顆粒內孔道中的油氣。傳統(tǒng)的汽提段是設置環(huán)/錐擋板或人字檔板。催化劑在擋板間折流運動，通過空間的壓縮與擴張，氣體接觸交換將油氣置換出來。（3）汽提段汽提段的作用是將待生催化劑攜帶的油氣汽提出來，增（4）旋風分離器（4）旋風分離器催化裂化工藝流程與設備課件催化裂化工藝流程與設備課件再生器主要作用是燒去結焦劑上的焦炭以恢復其活性，同時也提供裂化反應所需的熱量再生器主要作用是燒去結焦劑上的焦炭以恢復其活性，同時也提供裂分布器可分為板式(蝶形)和管式(平面樹枝或環(huán)形)兩種催化裂化工藝流程與設備課件重催再生器需設取熱設備：a.內取熱式

b.外取熱式重催再生器需設取熱設備：兩段再生的主要優(yōu)點與單段相比，兩段再生的主要優(yōu)點是：兩段再生是把燒碳過程分為兩個階段進行①對于全混床反應器，第一段出口的半再生劑的含碳量高于再生劑的含碳量，從而提高了燒碳速率；②在第二段再生時可以用新鮮空氣和更高的溫度，提高了燒碳速率；③第二段內的水氣分壓可以很低，減輕了催化劑的水熱老化；且第二段的催化劑藏量比單段再生器的催化劑藏量低，停留時間較短。因此，第二段可采用較高的再生溫度。兩段再生的主要優(yōu)點2、三閥單動滑閥用于床層反應器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化裝置。其作用是：正常操作時用來調節(jié)催化劑在兩器間的循環(huán)量，出現(xiàn)重大事故時用以切斷再生器與反應沉降器之間的聯(lián)系，以防造成更大事故。2、三閥單動滑閥用于床層反應器催化裂化和高低并列式提升管催化催化裂化工藝流程與設備課件塞閥同軸式塞閥用于同軸式催化裂化裝置塞閥比滑閥具有以下優(yōu)點：（1）磨損均勻而且較少；（2）高溫下承受強烈磨損的部件少；（3）安裝位置較低，操作維修方便。塞閥同軸式塞閥用于同軸式催化裂化裝置塞閥比滑閥具有以下優(yōu)點：三機主風機承擔著向再生器提供燒焦用風的重要任務。氣壓機的作用是將分餾部分來的富氣壓力提升到吸收穩(wěn)定部分操作所需的壓力。增壓機為外取熱器提供提升風和流化風以及為待生套筒提供流化風三機主風機承擔著向再生器提供燒焦用風的重要任務。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,2.全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產品的分餾精確度要求也不高，因此設置四個循環(huán)回流分段取熱。催化裂化分餾塔有以下特點：200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s200～300℃600～750℃490～510℃2～分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)三、吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中又溶有C3、C4甚至C2組分，因此吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用：利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣（≤C2）、液化氣（C3、C4）和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。三、吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)富氣經氣壓機升壓、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。富氣經氣壓機升壓、冷卻并分出凝縮油后，由底部進入吸收塔主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔組成。吸收塔和解吸塔的操作壓力為1.0～2.0MPa。穩(wěn)定塔實質上是個精餾塔，操作壓力為1.0-1.5MPa。主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔組成。四、能量回收系統(tǒng)利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐產生蒸汽和煙氣輪機作功、發(fā)電等。四、能量回收系統(tǒng)利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐產生能量回收系統(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)的工藝流程圖圖1-3-4能量回收系統(tǒng)典型流程能量回收系統(tǒng)的工作原理由再生器來的煙氣，含有微量的催化劑粉塵，它將會造成煙氣輪機葉片的磨損，所以在煙氣進入煙氣輪機前，需要經過三級旋風分離器再次凈化。凈化分離下來的催化劑粉塵，排出裝置；輸送粉塵的泄料煙氣(約占煙氣總量的2～3％)，經四級旋風分離器(圖中未畫出)和臨界流量孔板通過煙道進人煙囪放空。能量回收系統(tǒng)的工作原理由再生器來的煙氣，含有微量的催化劑粉塵能量回收系統(tǒng)的工作原理凈化后的煙氣，進入煙氣輪機作功，驅動主風機，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，溫度亦略有降低，然后去余熱鍋爐(圖中未畫出)產生蒸汽，煙氣降溫后去放空煙囪放入大氣。能量回收系統(tǒng)的工作原理凈化后的煙氣，進入煙氣輪機作功，驅動主催化裂化工藝流程與設備課件石油煉制工藝的目的可概括為：①提高原油加工深度，得到更多數(shù)量的輕質油產品；②增加品種，提高產品質量。催化裂化是煉油工業(yè)中最重要的一種二次加工工藝，是重油輕質化和改質的重要手段之一，已成為當今石油煉制的核心工藝之一。

石油煉制工藝的目的可概括為：工藝流程一：反應—再生系統(tǒng)二：分餾系統(tǒng)三：吸收穩(wěn)定系統(tǒng)四：能量回收系統(tǒng)工藝流程一：反應—再生系統(tǒng)催化裂化工藝流程與設備課件反應部分原料經換熱后與回煉油混合經對稱分布物料噴嘴進入提升管，并噴入燃油加熱，上升過程中開始在高溫和催化劑的作用下反應分解，進入沉降器下段的氣提段，經汽提蒸汽提升進入沉降器上段反應分解后反應油氣和催化劑的混合物進入沉降器頂部的旋風分離器（一般為多組），經兩級分離后，油氣進入集氣室，并經油氣管道輸送至分餾塔底部進行分餾，分離出的催化劑則從旋分底部的翼閥排出，到達沉降器底部經待生斜管進入再生器底部的燒焦罐。反應部分原料經換熱后與回煉油混合經對稱分布物料噴嘴進入提升管再生部分再生器階段，催化劑因在反應過程中表面會附著油焦而活性降低，所以必須進行再生處理，首先主風機將壓縮空氣送入輔助燃燒室進行高溫加熱，經輔助煙道通過主風分布管進入再生器燒焦罐底部，從反應器過來的催化劑在高溫大流量主風的作用下被加熱上升，同時通過器壁分布的燃油噴嘴噴入燃油調節(jié)反應溫度，這樣催化劑表面附著的油焦在高溫下燃燒分解為煙氣，煙氣和催化劑的混合物繼續(xù)上升進入再生器繼續(xù)反應，油焦未能充分反應的催化劑經循環(huán)斜管會重新進入燒焦罐再次處理。最后煙氣及處理后的催化劑進入再生器頂部的旋風分離器進行氣固分離，煙氣進入集氣室匯合后排入煙道，催化劑進再生斜管送至提升管。再生部分再生器階段，催化劑因在反應過程中表面會附著油焦而活性分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應?再生系統(tǒng)的產物進行分離，得到部分產品和半成品。

由反應?再生系統(tǒng)來的高溫油氣進入催化分餾塔下部，經裝有擋板的脫過熱段脫熱后進入分餾段，經分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回煉油和油漿。富氣和粗汽油去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經汽提、換熱或冷卻后出裝置，回煉油返回反應––再生系統(tǒng)進行回煉。油漿的一部分送反應再生系統(tǒng)回煉，另一部分經換熱后循環(huán)回分餾塔。為了取走分餾塔的過剩熱量以使塔內氣、液相負荷分布均勻，在塔的不同位置分別設有4個循環(huán)回流：頂循環(huán)回流，一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應?再生系統(tǒng)的產物進行分離，得到吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3、C4甚至C2組分。吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣(≤C2)、液化氣(C3、C4)和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組能量回收系統(tǒng)：由于催化劑再生時產生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可以降低生產成本和能耗，提高經濟效益。對于大型裝置，一般都是采用煙氣輪機回收壓力能，用作驅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，以產生蒸汽，供汽輪機使用或外輸。能量回收系統(tǒng)：由于催化劑再生時產生的煙氣攜帶有大量熱能和反應—再生系統(tǒng)（一）、流程回顧（二）、設備1、三器：提升管反應器、沉降器及再生器。2、三閥：單動滑閥、雙動滑閥、塞閥3、三機：主風機、氣壓機和增壓機。反應—再生系統(tǒng)（一）、流程回顧（一）、流程回顧

同軸式高低并列式（一）、流程回顧

同軸式高低并列式提升管反應器

提升管反應器

（1）提升管提升管反應器是一根長30~40m的管道，介質是油氣和催化劑提升管下端油氣速度一般為6~l0m/s，出口油氣速度為16~30m/s,操作溫度，500~550℃。油氣停留時間2~4S。為避免設備內壁受高流速催化劑沖蝕和減少熱量損失，管內設有100~125mm厚的隔熱耐磨襯里。伸到汽提段、沉降器內的部分只設耐磨襯里。提升管的上端出口處設有氣-固快速分離機構，用于使催化劑與油氣快速分離以及抑制反應的繼續(xù)進行

快速分離機構的形式有多種多樣，比較簡單的有傘帽形、T字形的構件，現(xiàn)在用得比較多的是初級旋風分離器

（1）提升管提升管反應器是一根長30~40m的管道，介質是油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，油氣經旋風分離器分出所夾帶的催化劑后經集氣室去分餾系統(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。

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，油氣經旋催化裂化工藝流程與設備課件（3）汽提段汽提段的作用是將待生催化劑攜帶的油氣汽提出來，增加產品收率，減小再生器燒焦負荷。催化劑攜帶的油氣分兩部分，一部分是催化劑穎粒間的油氣，另一部分是催化劑顆粒內孔道中的油氣。傳統(tǒng)的汽提段是設置環(huán)/錐擋板或人字檔板。催化劑在擋板間折流運動，通過空間的壓縮與擴張，氣體接觸交換將油氣置換出來。（3）汽提段汽提段的作用是將待生催化劑攜帶的油氣汽提出來，增（4）旋風分離器（4）旋風分離器催化裂化工藝流程與設備課件催化裂化工藝流程與設備課件再生器主要作用是燒去結焦劑上的焦炭以恢復其活性，同時也提供裂化反應所需的熱量再生器主要作用是燒去結焦劑上的焦炭以恢復其活性，同時也提供裂分布器可分為板式(蝶形)和管式(平面樹枝或環(huán)形)兩種催化裂化工藝流程與設備課件重催再生器需設取熱設備：a.內取熱式

b.外取熱式重催再生器需設取熱設備：兩段再生的主要優(yōu)點與單段相比，兩段再生的主要優(yōu)點是：兩段再生是把燒碳過程分為兩個階段進行①對于全混床反應器，第一段出口的半再生劑的含碳量高于再生劑的含碳量，從而提高了燒碳速率；②在第二段再生時可以用新鮮空氣和更高的溫度，提高了燒碳速率；③第二段內的水氣分壓可以很低，減輕了催化劑的水熱老化；且第二段的催化劑藏量比單段再生器的催化劑藏量低，停留時間較短。因此，第二段可采用較高的再生溫度。兩段再生的主要優(yōu)點2、三閥單動滑閥用于床層反應器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化裝置。其作用是：正常操作時用來調節(jié)催化劑在兩器間的循環(huán)量，出現(xiàn)重大事故時用以切斷再生器與反應沉降器之間的聯(lián)系，以防造成更大事故。2、三閥單動滑閥用于床層反應器催化裂化和高低并列式提升管催化催化裂化工藝流程與設備課件塞閥同軸式塞閥用于同軸式催化裂化裝置塞閥比滑閥具有以下優(yōu)點：（1）磨損均勻而且較少；（2）高溫下承受強烈磨損的部件少；（3）安裝位置較低，操作維修方便。塞閥同軸式塞閥用于同軸式催化裂化裝置塞閥比滑閥具有以下優(yōu)點：三機主風機承擔著向再生器提供燒焦用風的重要任務。氣壓機的作用是將分餾部分來的富氣壓力提升到吸收穩(wěn)定部分操作所需的壓力。增壓機為外取熱器提供提升風和流化風以及為待生套筒提供流化風三機主風機承擔著向再生器提供燒焦用風的重要任務。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,2.全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產品的分餾精確度要求也不高，因此設置四個循環(huán)回流分段取熱。催化裂化分餾塔有以下特點：200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s200～300℃600～750℃490～510℃2～分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)三、吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中又溶有C3、C4甚至C2組分，因此吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用：利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣（≤C2）、液化氣（C3、C4）和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。三、吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)富氣經氣壓機升壓、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