第三章 催化裂化装置课件.ppt

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1、第三章催化裂化装置Catalyticcrackingunit7/27/20211石油化工过程系统概论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的组成脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）加氢（加氢裂化）7/27/20212石油化工过程系统概论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5

2、00℃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。7/27/20213石油化工过程系统概论催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位。7/27/20214石油化工过程系统概论催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，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、

3、脱沥青油一、催化裂化的原料和产品7/27/20215石油化工过程系统概论主要控制指标：金属含量和残碳值Ni+V：不大于20PPm残碳：不大于6%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=1:0.3～17/27/20216石油化工过程系统概论二、催化裂化的发展过程催化裂化反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物缩合反应生成

4、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”。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。7/27/20217石油化工过程系统概论因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应和再生，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。催化裂化反应：吸热过程，一般每公斤新鲜原料的反应大约需吸热400KJ再生：放热过程，每公斤焦

5、炭燃烧约放出热量33500kJ7/27/20218石油化工过程系统概论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，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7/27/20219石油化工过程系统概论2.移动床催化裂化反应和再

6、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

7、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。7/27/202110石油化工过程系统概论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。7

8、/27/202111石油化工过程系统概论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