催化裂化装置简介课件.ppt

1、设计技术部设计技术部 吴雯雯吴雯雯二二一五年二月一五年二月催化工艺发展历程催化工艺发展历程 催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂催化裂化装置概况催化裂化装置概况催化裂化发展趋势催化裂化发展趋势催化裂化的定义催化裂化的定义u 催化裂化（催化裂化（Catalytic cracking）是在热和催化剂的作）是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，并转化为裂化气、辛烷用下使重质油发生裂化反应，并转化为裂化气、辛烷值较高的汽油、柴油等产品的加工过程。值较高的汽油、柴油等产品的加工过程。催化裂化的原料：催化裂化的原料：u减压馏分油（减压馏分油（VGO）FCCu常压渣油和减压渣油的脱沥青油常压渣油和

2、减压渣油的脱沥青油RFCC）催化工艺发展历程催化工艺发展历程催化剂催化剂催化工艺发展历程催化工艺发展历程催化工艺发展历程催化工艺发展历程直馏汽柴油不直馏汽柴油不能满足社会需能满足社会需求求直馏汽油辛烷值直馏汽油辛烷值低，不能直接做低，不能直接做汽油机燃料汽油机燃料催催化化裂裂化化催化裂化的发展历程：催化裂化的发展历程：u 固定床催化裂化固定床催化裂化，1936年，第一套固定床的催化裂化装年，第一套固定床的催化裂化装置在美国投入工业生产，原料油进入反应器中进行反应置在美国投入工业生产，原料油进入反应器中进行反应后，停止进料，通入水蒸气置换，然后通入空气进行催后，停止进料，通入水蒸气置换，然后通入

3、空气进行催化剂的再生，化剂的再生，反应与再生均在一个反应器反应与再生均在一个反应器中进行。中进行。催化工艺发展历程催化工艺发展历程固定床催化裂化固定床催化裂化原料油原料油反应产物反应产物再生烟气再生烟气空气空气催化工艺发展历程催化工艺发展历程u 移动床催化裂化移动床催化裂化，1950年前后出现了移动床催年前后出现了移动床催化裂化装置，化裂化装置，反应和再反应和再生分别是在反应器中与生分别是在反应器中与再生器再生器中进行。中进行。移动床催化裂化移动床催化裂化催化工艺发展历程催化工艺发展历程流化床催化裂化流化床催化裂化u 流化床催化裂化流化床催化裂化，与移，与移动床催化裂化装置几乎动床催化裂化装置

4、几乎同时发展起来，同时发展起来，反应与反应与再生分别在反应器和再再生分别在反应器和再生器中生器中进行，油气与催进行，油气与催化剂呈化剂呈流化状态流化状态。催化工艺发展历程催化工艺发展历程提升管催化裂化提升管催化裂化u 提升管催化裂化提升管催化裂化，自，自1960年后，为了配合年后，为了配合高活性的分子筛催化高活性的分子筛催化剂，流化床反应器又剂，流化床反应器又发展成为提升管反应发展成为提升管反应器。目前世界上绝大器。目前世界上绝大多数催化裂化装置均多数催化裂化装置均采用提升管反应器。采用提升管反应器。催化工艺发展历程催化工艺发展历程催化工艺发展历程催化工艺发展历程 催化裂化反应及催化剂催化裂化

5、反应及催化剂催化裂化装置概况催化裂化装置概况催化裂化发展趋势催化裂化发展趋势u反应反应-再生部分再生部分u分馏部分分馏部分u吸收稳定部分吸收稳定部分u产品精制产品精制u余热回收余热回收主要组成部分主要组成部分反再系统反再系统混合原料油通过装置加热至后分六混合原料油通过装置加热至后分六路经原料油雾化喷嘴进入提升管与高温路经原料油雾化喷嘴进入提升管与高温催化剂接触进行原料的升温、汽化及反催化剂接触进行原料的升温、汽化及反应。反应后的油气与待生催化剂经旋风应。反应后的油气与待生催化剂经旋风分离器分离后进入分馏塔。分离器分离后进入分馏塔。待生催化剂经汽提后沿待生立管向待生催化剂经汽提后沿待生立管向下进

6、入再生器，与向上流动的主风逆流下进入再生器，与向上流动的主风逆流接触，在接触，在690690左右的再生温度、富氧左右的再生温度、富氧及及COCO助燃剂的条件下进行完全再生。助燃剂的条件下进行完全再生。再生器烧焦所需的主风由主风机提再生器烧焦所需的主风由主风机提供。供。再生烟气一路进入烟机再生烟气一路进入烟机,另一旁路另一旁路经双动滑阀。两路烟气最终合并进入余经双动滑阀。两路烟气最终合并进入余热锅炉热锅炉油气油气外外取取热热器器再生再生烟气烟气原料油原料油提提 升升 管管沉沉降降器器再生器再生器催化剂催化剂主风主风催化裂化装置概况催化裂化装置概况生产过程中，影响反应深度的生产过程中，影响反应深度

7、的操作因素很多：操作因素很多：原料性质、原料性质、反应温度反应温度、反应剂、反应剂油比、再生催化剂物化性质、油比、再生催化剂物化性质、回炼比、反应时间等回炼比、反应时间等 催化裂化装置概况催化裂化装置概况反应温度反应温度是调整反应深度最常用、最有效的手段之一，温度是调整反应深度最常用、最有效的手段之一，温度每升高每升高10%-20%，反应速度约增加，反应速度约增加10%-20%。反应温度。反应温度提高时，汽油提高时，汽油气体的反应速度加快最多，原料气体的反应速度加快最多，原料汽油反应汽油反应次之，而原料次之，而原料焦炭的反应加快的最少。提高反应温度对分焦炭的反应加快的最少。提高反应温度对分解反

8、应和芳构化反应速度的提高超过了氢转移反应速度的提解反应和芳构化反应速度的提高超过了氢转移反应速度的提高，因此汽、柴油中烯烃、芳烃含量增加，使汽油辛烷值增高，因此汽、柴油中烯烃、芳烃含量增加，使汽油辛烷值增加，柴油十六烷值降低，汽、柴油安定性降低。如果转化率加，柴油十六烷值降低，汽、柴油安定性降低。如果转化率不变，则汽油产率降低，气体产率增加，而焦炭产率略有下不变，则汽油产率降低，气体产率增加，而焦炭产率略有下降。降。催化裂化装置概况催化裂化装置概况反再热平衡控制反再热平衡控制原料在反应过程中所生成的焦碳（占原料原料在反应过程中所生成的焦碳（占原料5-10w%）附着于待）附着于待生催化剂表面，并

9、随待生催化剂送入再生器进行烧焦，焦碳生催化剂表面，并随待生催化剂送入再生器进行烧焦，焦碳在烧焦过程中释放出大量的热能。对于催化裂化装置来说在烧焦过程中释放出大量的热能。对于催化裂化装置来说（特别是对于掺炼渣油、油浆全回炼、高反应深度等装置），（特别是对于掺炼渣油、油浆全回炼、高反应深度等装置），烧焦放热量往往高于反应用热、主风升温、散热损失等用热烧焦放热量往往高于反应用热、主风升温、散热损失等用热总量，存在大量的热量过剩，这些过剩热量由外取热器取热总量，存在大量的热量过剩，这些过剩热量由外取热器取热产蒸汽以达到系统的热量平衡产蒸汽以达到系统的热量平衡催化裂化装置概况催化裂化装置概况外取热器取热

10、量由外取热器内外取热器取热量由外取热器内流化风量流化风量或或催化剂返回管提催化剂返回管提升风量升风量（控制外取热催化剂循环量）进行控制。正常生产（控制外取热催化剂循环量）进行控制。正常生产过程中，以过程中，以再生器密相温度再生器密相温度（670700）为依据控制）为依据控制外取热器内流化风调节阀开度，改变外取热系统取热负荷，外取热器内流化风调节阀开度，改变外取热系统取热负荷，控制再生温度相对稳定。控制再生温度相对稳定。在装置加工负荷低、原料生焦量低或事故状态下出现热量在装置加工负荷低、原料生焦量低或事故状态下出现热量不足时，需相应降低外取热器取热负荷直至停运、提高预不足时，需相应降低外取热器取

11、热负荷直至停运、提高预热温度、适当减少汽提蒸汽量等措施，出现热量严重不足热温度、适当减少汽提蒸汽量等措施，出现热量严重不足时，可短期往再生器喷入燃烧油（但应避免长时间喷燃烧时，可短期往再生器喷入燃烧油（但应避免长时间喷燃烧油，造成局部超温导致催化剂失活）。油，造成局部超温导致催化剂失活）。催化裂化装置概况催化裂化装置概况压力控制压力控制反再压力平衡反再压力平衡是催化装置日常操作过程中的关键平衡之是催化装置日常操作过程中的关键平衡之一。一。沉降器压力沉降器压力通过调整通过调整气压机转速气压机转速、气压机出口反飞气压机出口反飞动动调节阀来控制，提高反应压力可降低气压机能耗，但调节阀来控制，提高反应

12、压力可降低气压机能耗，但也使反应时间延长，反应转化率上升、反应生焦率上升。也使反应时间延长，反应转化率上升、反应生焦率上升。再生器压力再生器压力由由烟机入口调节蝶阀烟机入口调节蝶阀和和双动滑阀双动滑阀分程控制，分程控制，提高再生压力可提高再生效果，增加烟机回收功率，但提高再生压力可提高再生效果，增加烟机回收功率，但也使主风机供风耗能增加，并受到正常操作下主风机出也使主风机供风耗能增加，并受到正常操作下主风机出口压力、反再间压力平衡、催化剂流化输送控制等因素口压力、反再间压力平衡、催化剂流化输送控制等因素制约。烟机入口蝶阀开度增加，再生器压力下降。制约。烟机入口蝶阀开度增加，再生器压力下降。催化

13、裂化装置概况催化裂化装置概况 分馏过程主要就是根据气液平衡原理，把反应来的分馏过程主要就是根据气液平衡原理，把反应来的油气混合物按照相对挥发度不同，将其分割成油气混合物按照相对挥发度不同，将其分割成富气富气、汽油汽油、轻柴油轻柴油、回炼油和油浆回炼油和油浆等馏分的一种物理等馏分的一种物理过程。分馏塔中过剩的热量由过程。分馏塔中过剩的热量由顶循环顶循环、一中循环一中循环、二中循环二中循环、油浆蒸汽发生器油浆蒸汽发生器取走。分馏在整个催化取走。分馏在整个催化装置中起承上启下的关键作用。装置中起承上启下的关键作用。分馏系统分馏系统催化裂化装置概况催化裂化装置概况二中泵二中泵一中泵一中泵顶循泵顶循泵油

14、浆泵油浆泵油浆原料换热器油浆原料换热器油浆蒸汽发生器油浆蒸汽发生器回炼油浆回炼油浆油浆紧急外甩油浆紧急外甩油浆外送油浆外送回炼油回炼油油气油气轻柴外送轻柴外送油气分离器油气分离器粗汽油外送粗汽油外送酸性水外送酸性水外送富气至气压机富气至气压机 分分 馏馏塔塔顶循原料换热器顶循原料换热器顶循热水换热器顶循热水换热器蒸汽发生器蒸汽发生器一中热水换热器一中热水换热器一中原料换热器一中原料换热器稳定塔底重沸器稳定塔底重沸器换热换热贫吸收油冷却器贫吸收油冷却器至再吸收塔至再吸收塔柴柴油油汽汽提提汽油干点汽油干点主要是通过分馏塔顶的温度来控制，分馏塔顶温度是主要是通过分馏塔顶的温度来控制，分馏塔顶温度是塔

15、顶油气在其分压下的露点温度。塔顶馏出物包括粗汽油、富塔顶油气在其分压下的露点温度。塔顶馏出物包括粗汽油、富气、水蒸汽及惰性气体，汽油组份的油气分压越高，馏出同样气、水蒸汽及惰性气体，汽油组份的油气分压越高，馏出同样的粗汽油所需的塔顶温度越高；一定的油气分压下，塔顶温度的粗汽油所需的塔顶温度越高；一定的油气分压下，塔顶温度越高，粗汽油干点越高。越高，粗汽油干点越高。控制目标：控制目标：203203相关参数：分馏塔顶温度、塔顶压力、冷回流量、顶循环量、相关参数：分馏塔顶温度、塔顶压力、冷回流量、顶循环量、顶循环回流温度、富吸收油量、分馏塔顶蒸汽总量（影响汽油顶循环回流温度、富吸收油量、分馏塔顶蒸汽

16、总量（影响汽油组份油气分压）、反应深度。组份油气分压）、反应深度。催化裂化装置概况催化裂化装置概况影响因素影响因素调整方法调整方法塔顶温度塔顶温度塔顶温度升高，干点提高，温度下降，干点降低。塔顶温度升高，干点提高，温度下降，干点降低。塔顶压力塔顶压力塔顶压力直接影响汽油组份油气分压，塔顶压力升高，干点提高；塔顶压力下降，干点降低。塔顶压力直接影响汽油组份油气分压，塔顶压力升高，干点提高；塔顶压力下降，干点降低。冷回流量冷回流量冷回流量增加，干点降低，反之则提高。冷回流量增加，干点降低，反之则提高。顶循取热负荷顶循取热负荷提高顶循环流量或降低回流温度，使顶循取热负荷增加汽油干点下降，反之则干点上

17、升。提高顶循环流量或降低回流温度，使顶循取热负荷增加汽油干点下降，反之则干点上升。一中循环量一中循环量一中油量增加，使分馏塔顶热负荷下降，顶温下降，汽油干点下降。一中油量增加，使分馏塔顶热负荷下降，顶温下降，汽油干点下降。反应终止剂量反应终止剂量提高反应终止量，粗汽油干点下降，反之则干点上升。提高反应终止量，粗汽油干点下降，反之则干点上升。反再分馏蒸汽总反再分馏蒸汽总量量进分馏塔蒸汽总量增加，使分馏塔顶汽油组份的油气分压下降，汽油干点上升，反之则干点下降进分馏塔蒸汽总量增加，使分馏塔顶汽油组份的油气分压下降，汽油干点上升，反之则干点下降。催化裂化装置概况催化裂化装置概况柴油闪点柴油闪点主要通过

18、调整分馏塔汽柴油切割效果及调节汽提塔汽提主要通过调整分馏塔汽柴油切割效果及调节汽提塔汽提蒸汽量来调节。在日常生产中，在馏出口指标满足质量要求情况蒸汽量来调节。在日常生产中，在馏出口指标满足质量要求情况下应尽量少用汽提蒸汽。去罐区时需控制较高的闪点，而改去下下应尽量少用汽提蒸汽。去罐区时需控制较高的闪点，而改去下游加氢装置时，可降低柴油闪点控制指标。游加氢装置时，可降低柴油闪点控制指标。控制目标：控制目标：60 相关参数：汽提蒸汽量，汽提塔液位，柴油上下抽出口抽出比相关参数：汽提蒸汽量，汽提塔液位，柴油上下抽出口抽出比例、塔顶温度，汽提塔压力。例、塔顶温度，汽提塔压力。催化裂化装置概况催化裂化装

19、置概况影响因素影响因素调整方法调整方法汽提蒸汽量汽提蒸汽量汽提蒸汽量量增加，闪点提高，反之闪点下降；汽提蒸汽量量增加，闪点提高，反之闪点下降；上下抽出口抽出上下抽出口抽出比例比例上抽出口抽出量增加，闪点下降，反之则闪点提高；上抽出口抽出量增加，闪点下降，反之则闪点提高；粗汽油干点粗汽油干点提高粗汽油干点，轻柴中轻组份减少，闪点提高，反之则下降；提高粗汽油干点，轻柴中轻组份减少，闪点提高，反之则下降；汽提塔液位汽提塔液位提高液位，闪点下降，降低液位则闪点提高；提高液位，闪点下降，降低液位则闪点提高；汽提塔压力汽提塔压力汽提塔压力升高，闪点降低，反之则闪点提高；汽提塔压力升高，闪点降低，反之则闪点

20、提高；贫吸收油量贫吸收油量贫吸收油量增加，闪点降低，反之则闪点提高；贫吸收油量增加，闪点降低，反之则闪点提高；催化裂化装置概况催化裂化装置概况 吸收稳定系统吸收稳定系统，主要由，主要由吸收塔吸收塔、再吸收塔再吸收塔、解解吸塔吸塔以及以及稳定塔稳定塔组成，从分馏塔顶油气分离器出组成，从分馏塔顶油气分离器出来的富气中含有汽油组分，而粗汽油中也含有来的富气中含有汽油组分，而粗汽油中也含有C3和和C4组分。吸收稳定的作用就是利用吸收和精组分。吸收稳定的作用就是利用吸收和精馏的方法将粗汽油和富气分离成馏的方法将粗汽油和富气分离成干气（干气（C1与与C2组组分）分）、液化气（液化气（C3与与C4组分）组分

21、）和和稳定汽油稳定汽油。催化裂化装置概况催化裂化装置概况粗粗 汽汽 油油 罐罐吸吸收收塔塔 解解 析析 塔塔再再吸吸收收塔塔稳稳 定定 塔塔分分 液液 罐罐粗汽油泵粗汽油泵富富气气解析塔进料泵解析塔进料泵轻柴油轻柴油干气干气富吸收油回分富吸收油回分馏馏稳定汽油出装稳定汽油出装置置液化气液化气催化裂化装置概况吸收稳定部分富气经压缩冷却分离后进入吸收塔下部，与粗汽油逆流接触，吸收富气中的C3C3、C4C4。吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，与轻柴油逆流接触，以吸收贫气中携带的汽油组分，从再吸收塔顶排出的干气进过双脱后进管网，塔底富吸收油经换热后返回分馏塔。凝缩油进入解吸塔上部，解吸出凝缩油中2 2组分

22、。脱乙烷汽油换热升温后进入稳定塔，液化气从稳定塔顶馏出。C4C4及C4C4以下的轻组分从塔顶馏出，液化气送往双脱装置进一步精制。塔底的稳定汽油经换热冷却后，一部分送出装置进一步精制；另一部分用泵打入塔吸收塔顶作为补充吸收剂。干气中干气中C C3 3以上组分含量的控制以上组分含量的控制 干气经脱硫后并入全厂燃料气管网，如果干气中含太多的干气经脱硫后并入全厂燃料气管网，如果干气中含太多的C C3 3、C C4 4，会，会造成液化气收率的下降，干气中造成液化气收率的下降，干气中C C3 3、C C4 4含量的高低主要由吸收塔的吸含量的高低主要由吸收塔的吸收过程控制。影响吸收的因素很多，主要有：油气比

23、、操作温度、操收过程控制。影响吸收的因素很多，主要有：油气比、操作温度、操作压力、吸收剂和被吸收气体的性质、塔内气液流动状态、塔板数及作压力、吸收剂和被吸收气体的性质、塔内气液流动状态、塔板数及塔板结构等。对具体装置来讲，吸收塔的结构等因素都已确定，吸收塔板结构等。对具体装置来讲，吸收塔的结构等因素都已确定，吸收效果主要靠适宜的操作条件来保证。效果主要靠适宜的操作条件来保证。控制目标：控制目标：3.0%V3.0%V相关参数：吸收塔温度、吸收塔压力、吸收剂量、补充吸收剂量及温度、相关参数：吸收塔温度、吸收塔压力、吸收剂量、补充吸收剂量及温度、解吸气量（解吸深度）、中段回流取热量（循环流量及回流温

24、度）、解吸气量（解吸深度）、中段回流取热量（循环流量及回流温度）、稳定汽油蒸汽压、压缩富气量及组成。稳定汽油蒸汽压、压缩富气量及组成。催化裂化装置概况催化裂化装置概况影响因素影响因素调整方法调整方法吸收塔压吸收塔压力力提高吸收塔压力，改善吸收效果，提高吸收塔压力，改善吸收效果，C C3 3以上组份含量下降，反之以上组份含量下降，反之则升高；则升高；吸收塔温吸收塔温度度降低吸收塔温度，改善吸收效果，降低吸收塔温度，改善吸收效果，C C3 3以上组份含量下降，反之以上组份含量下降，反之则升高；则升高；油气比油气比提高粗汽油或补充吸收剂量，改善吸收效果，提高粗汽油或补充吸收剂量，改善吸收效果，C C

25、3 3以上组份含量以上组份含量下降，反之则升高；下降，反之则升高；压缩富气压缩富气压缩富气量增加或液化气组份增加，吸收负荷上升，干气中压缩富气量增加或液化气组份增加，吸收负荷上升，干气中C C3 3以上组份含量上升，应及时增加补充吸收剂流量、提高吸收塔以上组份含量上升，应及时增加补充吸收剂流量、提高吸收塔操作压力、降低温度，保证吸收效果；操作压力、降低温度，保证吸收效果；解吸深度解吸深度解吸塔解吸深度提高，经脱乙烷气返回吸收塔的解吸塔解吸深度提高，经脱乙烷气返回吸收塔的C C3 3以上组份增以上组份增多，会造成吸收塔负荷上升，将使干气中多，会造成吸收塔负荷上升，将使干气中C C3 3组份含量上

26、升；在组份含量上升；在日常生产过程中应注意干气流量、解吸气流量、解吸塔底温度、日常生产过程中应注意干气流量、解吸气流量、解吸塔底温度、干气组份、液化气组成等分析数据，合理控制吸收与解吸深度干气组份、液化气组成等分析数据，合理控制吸收与解吸深度催化裂化装置概况催化裂化装置概况 液化气中液化气中C2含量的控制含量的控制 控制液化气中控制液化气中C2含量，解吸塔的操作条件是关键。高温低压含量，解吸塔的操作条件是关键。高温低压对解吸有利，但解吸塔压力同时受制于稳定塔操作压力（脱乙对解吸有利，但解吸塔压力同时受制于稳定塔操作压力（脱乙烷汽油自压至稳定塔），且解吸气并入气压机出口富气线，其烷汽油自压至稳定

27、塔），且解吸气并入气压机出口富气线，其压力也与吸收塔操作压力密切相关，因而不可能降的过低。压力也与吸收塔操作压力密切相关，因而不可能降的过低。控制目标：控制目标：C21.0 V%相关参数：解吸塔相关参数：解吸塔11层气相温度、解吸塔层气相温度、解吸塔13层气相温度、解吸塔层气相温度、解吸塔9层气相温度、解吸塔压力、解吸塔进料温度、解吸塔进料量层气相温度、解吸塔压力、解吸塔进料温度、解吸塔进料量及组成。及组成。催化裂化装置概况催化裂化装置概况影响因素影响因素调整方法调整方法解吸塔温度解吸塔温度提高温度，有利于减少稳定塔进料的提高温度，有利于减少稳定塔进料的C C2 2含量，含量，降低液化气中降低

28、液化气中C C2 2含量，反之则增加；含量，反之则增加；解吸塔操作压力解吸塔操作压力降低解吸塔操作压力有利于解吸进行，减少降低解吸塔操作压力有利于解吸进行，减少稳定塔进料的稳定塔进料的C C2 2含量，降低液化气中含量，降低液化气中C C2 2含量，含量，反之则增加；反之则增加；解吸塔进料量及解吸塔进料量及组成组成解吸塔进料量增加、解吸塔进料量增加、C C2 2组份增多，将使解吸组份增多，将使解吸负荷增加，液化气中的负荷增加，液化气中的C C2 2含量也将相应上升，含量也将相应上升，反之则下降反之则下降催化裂化装置概况催化裂化装置概况 液化气中液化气中C C5 5含量的控制含量的控制 催化液化

29、气的催化液化气的C5含量控制要求较高，设计工况下的液化气含量控制要求较高，设计工况下的液化气C5含量为含量为0.5v%，日常生产过程中应兼顾汽油蒸汽压控制，通过调整回流比、，日常生产过程中应兼顾汽油蒸汽压控制，通过调整回流比、塔顶温度、进料位置等手段，努力控制好液化气中的塔顶温度、进料位置等手段，努力控制好液化气中的C5含量。含量。控制目标：控制目标：1.5%V相关参数：稳定塔相关参数：稳定塔48层温度、塔顶压力、塔顶回流量、进料温度、层温度、塔顶压力、塔顶回流量、进料温度、进料组成及位置、塔底重沸器返塔温度等。进料组成及位置、塔底重沸器返塔温度等。催化裂化装置概况催化裂化装置概况影响因素影响

30、因素调整方法调整方法回流比回流比回流比（回流量）增加，液化气中回流比（回流量）增加，液化气中C C5 5含量下降，反之则上升。含量下降，反之则上升。稳定塔温度稳定塔温度温度上升，油气中重组份增加，液化气中温度上升，油气中重组份增加，液化气中C C5 5含量提高，反之则下降。含量提高，反之则下降。稳定塔顶压力稳定塔顶压力塔顶压力下降，塔顶油气中塔顶压力下降，塔顶油气中C C5 5组份分压下降，液化气中组份分压下降，液化气中C C5 5含量提高，含量提高，反之则下降。反之则下降。进料组成进料组成进料中进料中C C5 5以下轻组份含量增加，塔顶液化气产品以下轻组份含量增加，塔顶液化气产品C C5 5

31、含量上升，反之含量上升，反之则下降；为了保证塔顶底产品质量，进料组分变轻时，应及时提高则下降；为了保证塔顶底产品质量，进料组分变轻时，应及时提高回流比，降低塔顶温度。回流比，降低塔顶温度。进料位置进料位置进料位置上移，精馏段塔盘数减少，不利于塔顶质量控制，进料位置上移，精馏段塔盘数减少，不利于塔顶质量控制，C C5 5含量含量上升，反之则下降。上升，反之则下降。进料量进料量进料量增加，塔顶产品质量下降；进料量降低，塔顶产品质量上升。进料量增加，塔顶产品质量下降；进料量降低，塔顶产品质量上升。催化裂化装置概况催化裂化装置概况 稳定汽油蒸汽压控制稳定汽油蒸汽压控制 稳定汽油蒸汽压高低主要由其轻组份

32、（主要为稳定汽油蒸汽压高低主要由其轻组份（主要为C4）含量高）含量高低影响，蒸汽压过高不利于汽油的安全储存并造成挥发损低影响，蒸汽压过高不利于汽油的安全储存并造成挥发损失，蒸汽压过低则影响汽油机的启动性能。失，蒸汽压过低则影响汽油机的启动性能。控制目标：夏季控制目标：夏季62kPa 冬季冬季85kPa 相关参数：稳定塔底温度、塔顶压力、进料流量、进料相关参数：稳定塔底温度、塔顶压力、进料流量、进料温度、进料组成及位置、稳定塔底温度、进料组成及位置、稳定塔底10层温度等。层温度等。催化裂化装置概况催化裂化装置概况影响因素影响因素调整方法调整方法稳定塔温度稳定塔温度温度升高，气油中轻组份减少，蒸汽

33、压下降，反之则温度升高，气油中轻组份减少，蒸汽压下降，反之则上升；上升；稳定塔顶压力稳定塔顶压力塔顶压力提高，汽油中轻组份增加，蒸汽压上升，反塔顶压力提高，汽油中轻组份增加，蒸汽压上升，反之则下降；之则下降；进料组成进料组成进料中进料中C C5 5以下轻组份含量增加，塔底汽油产品中轻组以下轻组份含量增加，塔底汽油产品中轻组份含量增加，汽油蒸汽压提高，反之则下降；份含量增加，汽油蒸汽压提高，反之则下降；进料位置进料位置进料位置上移，提馏段塔盘数增加，有利于塔底质量进料位置上移，提馏段塔盘数增加，有利于塔底质量控制汽油蒸汽压下降，反之则上升；控制汽油蒸汽压下降，反之则上升；进料量进料量进料量提高，

34、全塔负荷上升，汽油蒸汽压提高，反之进料量提高，全塔负荷上升，汽油蒸汽压提高，反之则下降；则下降；催化裂化装置概况催化裂化装置概况 产品精制部分干气 再吸收塔顶干气经过脱硫后进入全厂燃料管网。液化气 稳定塔顶液化气经脱硫脱硫醇后送出装置汽油 稳定塔底汽油经脱硫脱硫醇后送出装置催化裂化装置概况催化裂化装置概况 余热回收部分再生烟气经三旋后分两路：一路进入烟气轮机膨胀作功，驱动主风机回收烟气中的压力能；另一旁路经双动滑阀。两路烟气最终合并进入余热锅炉进一步回收烟气的显热，发生、过热中压蒸汽。烟气经余热锅炉后温度降至180180最后排入烟囱。催化裂化装置概况催化裂化装置概况催化工艺发展历程催化工艺发展

35、历程 催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂催化裂化装置概况催化裂化装置概况催化裂化发展趋势催化裂化发展趋势催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂u烃类分子在催化裂化过程中进行复杂的平行顺序反应。烃类分子在催化裂化过程中进行复杂的平行顺序反应。u催化反应：在催化剂作用下发生的反应催化反应：在催化剂作用下发生的反应 催化裂化、异构化、氢转移、环化、缩合催化裂化、异构化、氢转移、环化、缩合u非催化反应：在裂化条件下热力学上可能进行的反应非催化反应：在裂化条件下热力学上可能进行的反应 缩合生焦、热裂化缩合生焦、热裂化 等等u一次反应：原料油直接裂解、脱氢、缩合生成汽油、柴油、液化气和一次反应：原

36、料油直接裂解、脱氢、缩合生成汽油、柴油、液化气和焦炭、干气等产物焦炭、干气等产物u二次反应：一次反应产物作为中间反应物继续发生裂化、氢转移、环二次反应：一次反应产物作为中间反应物继续发生裂化、氢转移、环化和芳构化、异构化、烷基化以及叠合、脱氢缩合等二次化学反应化和芳构化、异构化、烷基化以及叠合、脱氢缩合等二次化学反应催化裂化反应催化裂化反应 在催化剂的作用下，石油的裂化反应活化能显著降低，在相同的反应在催化剂的作用下，石油的裂化反应活化能显著降低，在相同的反应温度下反应速度比热裂化速度要快得多，其反应产物与热裂化也明显温度下反应速度比热裂化速度要快得多，其反应产物与热裂化也明显不同。这表明催化

37、裂化与热裂化在不同。这表明催化裂化与热裂化在反应历程反应历程上有本质的差别。上有本质的差别。正碳离子链反应历程正碳离子链反应历程在裂化催化剂的作用下，烃类的反应不象热裂化反应那样遵循自由基在裂化催化剂的作用下，烃类的反应不象热裂化反应那样遵循自由基链反应历程，而是在催化剂的链反应历程，而是在催化剂的酸性中心酸性中心遵循遵循正碳离子链反应正碳离子链反应历程。历程。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂正碳离子链反应分为三个步骤：正碳离子链反应分为三个步骤：催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂催化裂化反应的特点：催化裂化反应的特点：u 碳骨架结构的异构化碳骨架结构的异构化是催化裂化特有的反应

38、，这是催化裂化特有的反应，这导致催化裂化产物中异构烷烃的含量较多，有利导致催化裂化产物中异构烷烃的含量较多，有利于提高汽油的辛烷值。于提高汽油的辛烷值。u 形成的形成的正碳离子进一步异构化和正碳离子进一步异构化和断裂断裂，这就导，这就导致催化裂化气体中的致催化裂化气体中的C3、C4含量很高。含量很高。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂各族烃类的催化裂化反应各族烃类的催化裂化反应烷烃烷烃 烷烃的催化裂化反应：烷烃的催化裂化反应：u异构化异构化u裂解反应裂解反应烷烃的反应产物：烷烃的反应产物：u相对分子质量更小的烷烃与烯烃相对分子质量更小的烷烃与烯烃催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂烯

39、烃烯烃 由于催化裂化原料多数不含有烯烃，所以烯烃的反应一由于催化裂化原料多数不含有烯烃，所以烯烃的反应一般属于二次反应。烯烃的催化裂化反应与其热裂化反应般属于二次反应。烯烃的催化裂化反应与其热裂化反应差别很大。差别很大。裂化反应裂化反应 催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂烯烃裂化为小分子烯烃，环化为环烷烃，异构化为支链烯烃烯烃裂化为小分子烯烃，环化为环烷烃，异构化为支链烯烃（再通过氢转移反应可进一步形成支链烷烃），直接氢转移（再通过氢转移反应可进一步形成支链烷烃），直接氢转移成烷烃，环化、缩合、脱氢成为焦炭。成烷烃，环化、缩合、脱氢成为焦炭。u 适应汽油产品质量降烯烃含量的要求。适应汽油

40、产品质量降烯烃含量的要求。利用氢转移反应开发新的催化裂化技术：利用氢转移反应开发新的催化裂化技术：u 通过改进催化剂性能与反应条件优化，尽量将烯烃转通过改进催化剂性能与反应条件优化，尽量将烯烃转化成异构烷烃与芳香烃，在降低烯烃的同时，保持汽化成异构烷烃与芳香烃，在降低烯烃的同时，保持汽油辛烷值基本不变。油辛烷值基本不变。u 多产烯烃的催化裂化技术，应采用氢转移活性较低的多产烯烃的催化裂化技术，应采用氢转移活性较低的催化剂。催化剂。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂环烷烃环烷烃 环烷烃的催化裂化反应速率与异构烷烃相近。环烷烃的催化裂化反应速率与异构烷烃相近。环烷烃的催化裂化反应：环烷烃的催

41、化裂化反应：u 环上环上C-C键的断裂键的断裂生成烯烃和二烯烃生成烯烃和二烯烃u 环脱氢环脱氢生成环烯烃甚至芳烃生成环烯烃甚至芳烃u 五员环与六员环之间的异构化或环上侧链的五员环与六员环之间的异构化或环上侧链的异构化异构化催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂芳香烃芳香烃 u 侧链断裂反应转变为烯烃和较小侧链的芳烃侧链断裂反应转变为烯烃和较小侧链的芳烃u 烷基转移反应形成不同的烷基芳烃烷基转移反应形成不同的烷基芳烃u 脱氢缩合反应成为多环芳烃，并可能进一步脱氢缩合反应成为多环芳烃，并可能进一步发生烷基化、脱氢缩合成为焦炭。发生烷基化、脱氢缩合成为焦炭。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂

42、原料油在催化剂表面进行的反应步骤：原料油在催化剂表面进行的反应步骤：u反应物向催化剂表面扩散反应物向催化剂表面扩散u反应物在催化剂表面被吸附反应物在催化剂表面被吸附u被吸附的反应物在催化剂表面发生反应本征反应被吸附的反应物在催化剂表面发生反应本征反应u产物由催化剂表面脱附产物由催化剂表面脱附u脱附的产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散脱附的产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂影响表观催化反应速度的因素：影响表观催化反应速度的因素：本征反应、吸附、扩散这三个过程中，反应速度最慢本征反应、吸附、扩散这三个过程中，反应速度最慢者即为该过程的控制步骤。者

43、即为该过程的控制步骤。u反应物在催化剂表面的本征反应速度；反应物在催化剂表面的本征反应速度；u反应物或产物的催化剂表面的吸附速度和扩散速反应物或产物的催化剂表面的吸附速度和扩散速度。度。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂反应物中各族烃类在催化裂化催化剂表面上的吸附为化学反应物中各族烃类在催化裂化催化剂表面上的吸附为化学吸附。各族烃类的吸附能力的大小顺序为：吸附。各族烃类的吸附能力的大小顺序为：u稠环芳烃稠环芳烃稠环环烷烃稠环环烷烃烯烃烯烃单烷基侧链的芳烃单烷基侧链的芳烃环烷环烷烃烃烷烃。烷烃。u同一族烃类，相对分子质量越大，其吸附能力越强。同一族烃类，相对分子质量越大，其吸附能力越强。各

44、族烃类本征反应速度快慢顺序为：各族烃类本征反应速度快慢顺序为：u烯烃烯烃较长烷基侧链的单环芳烃较长烷基侧链的单环芳烃异构烷烃及环烷烃异构烷烃及环烷烃较较短烷基侧链的单环芳烃短烷基侧链的单环芳烃正构烷烃正构烷烃稠环芳烃稠环芳烃 催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂扩散是一个物理过程，它具有使浓度均一化的倾向，扩扩散是一个物理过程，它具有使浓度均一化的倾向，扩散过程也分为两个步骤：散过程也分为两个步骤：u外扩散，反应物向催化剂周围的介质扩散；外扩散，反应物向催化剂周围的介质扩散；内扩散比外扩散过程更为复杂。内扩散比外扩散过程更为复杂。u内扩散，反应物在催化剂微孔中的扩散。内扩散，反应物在催化剂

45、微孔中的扩散。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂比较各族烃类本征反应速度与吸附能力的强弱比较各族烃类本征反应速度与吸附能力的强弱:因此当催化裂化原料中含有较多的稠环芳烃时，它们首因此当催化裂化原料中含有较多的稠环芳烃时，它们首先占据催化剂的表面，从而阻碍其它烃类的吸附，使整先占据催化剂的表面，从而阻碍其它烃类的吸附，使整个反应速率降低，而且稠环芳烃在催化剂表面易于缩合个反应速率降低，而且稠环芳烃在催化剂表面易于缩合生成焦炭，使催化剂暂时失活。生成焦炭，使催化剂暂时失活。u 稠环芳烃最容易被吸附，而反应速率最慢。稠环芳烃最容易被吸附，而反应速率最慢。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂

46、平行连串反应平行连串反应 u 即使是单体烃类的反应，其反应也不是单一的，而是即使是单体烃类的反应，其反应也不是单一的，而是向若干个方向进行，当反应较深时还会发生二次反应。向若干个方向进行，当反应较深时还会发生二次反应。u 石油组分极其复杂，不仅各组分之间的反应相互影响，石油组分极其复杂，不仅各组分之间的反应相互影响，而且反应物与产物之间也会发生反应。而且反应物与产物之间也会发生反应。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂u上述两个平行反应，又是由若干连串反应组成的，上述两个平行反应，又是由若干连串反应组成的，而且还相互交叉。而且还相互交叉。u一是分子逐渐变小，氢碳原子比逐渐增大的一是分子逐渐

47、变小，氢碳原子比逐渐增大的裂化反裂化反应应，最后生成气体；，最后生成气体；u二是分子逐渐增大氢碳原子比逐渐减小的二是分子逐渐增大氢碳原子比逐渐减小的缩合反应缩合反应，最后生成焦炭。最后生成焦炭。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂 催化裂化的产品：催化裂化的产品：u主要产品主要产品 汽油汽油含有较多异构烷烃、异构烯烃和芳香烃，含有较多异构烷烃、异构烯烃和芳香烃，RON为为8890，基本没有二烯烃，安定性较好，基本没有二烯烃，安定性较好，是车用汽油的主要组分是车用汽油的主要组分 柴油柴油中芳烃含量高，十六烷值较低，安定性较差，是商品柴中芳烃含量高，十六烷值较低，安定性较差，是商品柴油中质量最

48、差的组分，一般与直馏柴油或加氢裂化柴油调和油中质量最差的组分，一般与直馏柴油或加氢裂化柴油调和使用。使用。液化气液化气主要是主要是C3和和C4组分组分，还含有少量的，还含有少量的C5，C3组分中，组分中，丙烯的含量占丙烯的含量占6080，C4组分中，丁烯含量为组分中，丁烯含量为5065。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂 催化裂化的产品：催化裂化的产品：u副产品副产品干气干气主要是主要是甲烷、乙烷与乙烯甲烷、乙烷与乙烯，其中其乙烯含量高于乙烷；，其中其乙烯含量高于乙烷；油浆油浆：燃料油、针状焦、增塑剂或进一步的加工利用：燃料油、针状焦、增塑剂或进一步的加工利用催化裂化反应及催化剂催化裂化

49、反应及催化剂重油的催化裂化重油的催化裂化重质油催化裂化与馏分油催化裂化在化学反应上有许多共性，但由于重质油催化裂化与馏分油催化裂化在化学反应上有许多共性，但由于原料性质和组成上的显著差别，重质油催化裂化反应也具有其特殊性。原料性质和组成上的显著差别，重质油催化裂化反应也具有其特殊性。主要特点主要特点:u 重油催化裂化属于气液固三相反应重油催化裂化属于气液固三相反应，由于重胶质和沥青质在，由于重胶质和沥青质在催化裂化反应条件下无法气化，因此在其反应体系中催化裂化反应条件下无法气化，因此在其反应体系中有气液固有气液固三相，其中既有气相反应又有液相反应，既有在酸性催化剂上以三相，其中既有气相反应又有

50、液相反应，既有在酸性催化剂上以正正碳离子反应机理碳离子反应机理进行的催化裂化，又有以进行的催化裂化，又有以自由基链反应机理自由基链反应机理进行的进行的热裂化。热裂化。催化裂化反应及催化剂催化裂化反应及催化剂u饱和分和芳香分饱和分和芳香分的催化反应与馏分油类似的催化反应与馏分油类似，大部分气化进入催化剂，大部分气化进入催化剂微孔，基本属于按正碳离子历程进行的各种催化裂化反应。只是其微孔，基本属于按正碳离子历程进行的各种催化裂化反应。只是其中有一部分环烷烃和芳香烃的环数多达四环以上，它们更易于发生中有一部分环烷烃和芳香烃的环数多达四环以上，它们更易于发生缩合反应，其生焦也就比馏分油催化裂化更为显著