第六節(jié) 催化裂化反應-再生系統(tǒng)

1、2021-7-221 第六節(jié)第六節(jié) 催化裂化催化裂化 反應反應-再生系統(tǒng)再生系統(tǒng) 2021-7-222 催化裂化裝置一般有四部分構(gòu)成：反應催化裂化裝置一般有四部分構(gòu)成：反應- -再生系統(tǒng)，分再生系統(tǒng)，分 餾系統(tǒng)，吸收餾系統(tǒng)，吸收- -穩(wěn)定系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng) 裝置形式主要有裝置形式主要有高低并列式、同軸式高低并列式、同軸式等等 2021-7-223 一：提升管反應器一：提升管反應器 提升管反應器主要有提升管反應器主要有提升管、沉降器、汽提段、旋分提升管、沉降器、汽提段、旋分 器、待生斜管器、待生斜管等部分組成等部分組成 2021-7-224 提升管反應器的直徑是由提升管反應

2、器的直徑是由進料量進料量來決定的。工業(yè)上一般來決定的。工業(yè)上一般 采用的氣速是入口處為采用的氣速是入口處為4 47m/s,7m/s,出口出口8 818m/s18m/s 提升管的高度由提升管的高度由反應時間反應時間來決定，工業(yè)上反應時間多采來決定，工業(yè)上反應時間多采 用用2 24s4s 提升管的上端出口處設(shè)有氣提升管的上端出口處設(shè)有氣- -固快速分離機構(gòu)，用于使固快速分離機構(gòu)，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(gòu)的形式有多種多樣，比較簡單的有傘帽形、快速分離機構(gòu)的形式有多種多樣，比較簡單的有傘帽形、 T T字形的構(gòu)件，現(xiàn)在用得

3、比較多的是字形的構(gòu)件，現(xiàn)在用得比較多的是初級旋風分離器初級旋風分離器 2021-7-225 提升管下部進料段的提升管下部進料段的油劑接觸狀況油劑接觸狀況對重油催化裂化的反應對重油催化裂化的反應 有重要影響。減小原料油的霧化粒徑，可增大傳熱面積，有重要影響。減小原料油的霧化粒徑，可增大傳熱面積， 從而提高了原料的氣化率，且可以改善產(chǎn)品產(chǎn)率的分布從而提高了原料的氣化率，且可以改善產(chǎn)品產(chǎn)率的分布 沉降器下面的汽提段的作用是用水蒸氣脫出催化劑上吸附沉降器下面的汽提段的作用是用水蒸氣脫出催化劑上吸附 的油氣及置換催化劑顆粒之間的油氣。汽提段的效率與水的油氣及置換催化劑顆粒之間的油氣。汽提段的效率與水 蒸

4、氣用量、催化劑在汽提段的停留時間、汽提段的溫度及蒸氣用量、催化劑在汽提段的停留時間、汽提段的溫度及 壓力、以及催化劑的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)壓力、以及催化劑的表面結(jié)構(gòu)有關(guān) 汽提汽用量一般為汽提汽用量一般為 2 23kg/1000kgCat3kg/1000kgCat 重油催化裂化則用重油催化裂化則用4 4 5kgH5kgH2 2O/1000kgCatO/1000kgCat 2021-7-226 兩段提升管催化裂化技術(shù)兩段提升管催化裂化技術(shù) 目前提升管反應器的固有弊端：目前提升管反應器的固有弊端： 提升管過長惡化產(chǎn)品分布提升管過長惡化產(chǎn)品分布 新鮮原料與循環(huán)油漿競爭催化新鮮原料與循環(huán)油漿競爭催化 中心中心

5、難于實現(xiàn)大劑油比操作難于實現(xiàn)大劑油比操作 2021-7-227 兩段提升管兩段提升管 FCC技術(shù)的思想及特點技術(shù)的思想及特點 兩段兩段FCCFCC技術(shù)的技術(shù)的基本思想基本思想： 提高催化裂化催化劑的有效活性和選擇性，從而改提高催化裂化催化劑的有效活性和選擇性，從而改 善目的產(chǎn)品分布；善目的產(chǎn)品分布； 分段反應，提高調(diào)整生產(chǎn)方案的靈活性分段反應，提高調(diào)整生產(chǎn)方案的靈活性 因此，兩段提升管因此，兩段提升管FCCFCC技術(shù)打破原來的提升管反應器型技術(shù)打破原來的提升管反應器型 式和反式和反- -再系統(tǒng)流程：再系統(tǒng)流程： 兩段提升管反應器取代單一反應器兩段提升管反應器取代單一反應器 構(gòu)成擁有兩路循環(huán)的反

6、應構(gòu)成擁有兩路循環(huán)的反應- -再生系統(tǒng)再生系統(tǒng) 2021-7-228 兩段提升管反應器示意圖兩段提升管反應器示意圖 2021-7-229 催化劑接力催化劑接力 原料在第一段提升管經(jīng)過短反應時間后，及時原料在第一段提升管經(jīng)過短反應時間后，及時 將催化劑與油氣分開；需要繼續(xù)反應的中間物料將催化劑與油氣分開；需要繼續(xù)反應的中間物料 在第二段提升管與另一路再生催化劑接觸反應在第二段提升管與另一路再生催化劑接觸反應 催化劑兩路循環(huán)，催化劑兩路循環(huán)，整體活性及選擇性提高整體活性及選擇性提高 催化反應比例增大，催化反應比例增大，熱反應得到有效抑制熱反應得到有效抑制 2021-7-2210 分段反應分段反應

7、不同的餾分需要不同的反應條件，理想選擇是不同的餾不同的餾分需要不同的反應條件，理想選擇是不同的餾 分在不同的場所和條件下進行反應分在不同的場所和條件下進行反應 兩段提升管（兩段提升管（型）催化裂化：型）催化裂化： 第一段提升管只進新鮮原料，段間抽出柴油出裝置第一段提升管只進新鮮原料，段間抽出柴油出裝置 第二段提升管單獨進循環(huán)油，顯著改善產(chǎn)品分布第二段提升管單獨進循環(huán)油，顯著改善產(chǎn)品分布 第二段提升管底部回煉汽油，降低汽油烯烴含量第二段提升管底部回煉汽油，降低汽油烯烴含量 分段進料避免了新鮮原料和油漿的相互干擾分段進料避免了新鮮原料和油漿的相互干擾 2021-7-2211 短反應時間短反應時間

8、兩段技術(shù)，采用分段反應，兩段反應時間之和比常規(guī)兩段技術(shù)，采用分段反應，兩段反應時間之和比常規(guī) 催化反應時間還短（催化反應時間還短（2 2秒以內(nèi)秒以內(nèi)） 大劑油比大劑油比 受熱平衡控制，常規(guī)催化的劑油比難以提高，兩段催受熱平衡控制，常規(guī)催化的劑油比難以提高，兩段催 化采用兩路催化劑循環(huán)，從設(shè)備角度提高劑油比可不受限化采用兩路催化劑循環(huán)，從設(shè)備角度提高劑油比可不受限 制；第一段的低轉(zhuǎn)化率和汽油回煉改質(zhì)可以突破原有熱平制；第一段的低轉(zhuǎn)化率和汽油回煉改質(zhì)可以突破原有熱平 衡的限制，在較高的劑油比（催化劑衡的限制，在較高的劑油比（催化劑/ /催化原料）下實現(xiàn)催化原料）下實現(xiàn) 新的熱平衡新的熱平衡 202

9、1-7-2212 輕油收率可提高輕油收率可提高 2-3 2-3 個百分點個百分點 原料轉(zhuǎn)化深度提高原料轉(zhuǎn)化深度提高 5 5 個百分點個百分點 汽油烯烴含量下降汽油烯烴含量下降12-1312-13個百分點個百分點 液收率提高液收率提高2.52.5個百分點以上個百分點以上 干氣產(chǎn)率大幅度降低干氣產(chǎn)率大幅度降低 可顯著提高柴汽比可顯著提高柴汽比 兩段與單段實驗室結(jié)果對比：兩段與單段實驗室結(jié)果對比： 2021-7-2213 兩段與單段工業(yè)試驗結(jié)果對比：兩段與單段工業(yè)試驗結(jié)果對比： 輕油收率提高輕油收率提高4 4個百分點以上個百分點以上 柴油產(chǎn)率提高柴油產(chǎn)率提高3.53.5個百分點以上個百分點以上 液收

10、率提高液收率提高2.52.5個百分點以上個百分點以上 干氣產(chǎn)率大幅度降低干氣產(chǎn)率大幅度降低 顯著提高了柴汽比顯著提高了柴汽比 可采取靈活多樣的操作方式可采取靈活多樣的操作方式 2021-7-2214 二：再生器二：再生器 主要作用是燒去結(jié)焦劑上的焦炭以恢復其活性，同時主要作用是燒去結(jié)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也提供裂化反應所需的熱量 2021-7-2215 主要主要要求要求有：有： 再生劑的含炭量較低再生劑的含炭量較低，一般要求低于，一般要求低于0.2%0.2%，甚至低，甚至低 于于0.05%0.05%； 有較高的燒碳強度有較高的燒碳強度，當以再生器內(nèi)的有效藏量為

11、基，當以再生器內(nèi)的有效藏量為基 準時，燒碳強度一般為準時，燒碳強度一般為100100250kg/(t.h)250kg/(t.h)； 催化劑減活及磨損較少催化劑減活及磨損較少； 易于操作，能耗及投資少易于操作，能耗及投資少； 能滿足環(huán)保要求能滿足環(huán)保要求 2021-7-2216 工業(yè)上再生器的主要形式可分為三類：工業(yè)上再生器的主要形式可分為三類：單段再生、兩段再單段再生、兩段再 生、快速床再生生、快速床再生 分布器可分為板式分布器可分為板式( (蝶形蝶形) )和管式和管式( (平面樹枝或環(huán)形平面樹枝或環(huán)形) )兩種兩種 2021-7-2217 重催再生器需設(shè)取熱設(shè)備：重催再生器需設(shè)取熱設(shè)備： a

12、.a.內(nèi)取熱式內(nèi)取熱式 b.b.外取熱式外取熱式 2021-7-2218 工業(yè)上常用再生器的形式大體上可以分為三類：工業(yè)上常用再生器的形式大體上可以分為三類： a.a.單段再生單段再生 再生溫度對燒碳反應速率的影響十分顯著，提高再生溫再生溫度對燒碳反應速率的影響十分顯著，提高再生溫 度是提高燒碳速率的有效手段，度是提高燒碳速率的有效手段，在單段再生時，密相創(chuàng)層在單段再生時，密相創(chuàng)層 的溫度一般的溫度一般不超過不超過730730 工業(yè)上一般采用的空氣線速為工業(yè)上一般采用的空氣線速為0.60.60.7m/s 0.7m/s 工業(yè)裝置采用的再生器壓力在工業(yè)裝置采用的再生器壓力在0.250.250.4M

13、Pa(0.4MPa(絕絕) )之間之間 單段再生的單段再生的主要問題主要問題是再生溫度的提高受到限制和密相是再生溫度的提高受到限制和密相 床層的有效催化劑含炭量低床層的有效催化劑含炭量低 2021-7-2219 b.b.兩段再生兩段再生 兩段再生是把燒碳過程分為兩個階段進行兩段再生是把燒碳過程分為兩個階段進行 與單段相比，兩段再生的主要與單段相比，兩段再生的主要優(yōu)點優(yōu)點是：是： 對于全混床反應器，第一段出口的半再生劑的含碳量對于全混床反應器，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；高于再生劑的含碳量，從而提高了燒碳速率； 在第二段再生時可以用新鮮空氣和更高的溫度，

14、提高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；了燒碳速率； 第二段內(nèi)的水氣分壓可以很低，減輕了催化劑的水熱第二段內(nèi)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，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。停留時間較短。因此，第二段可采用較高的再生溫度。 2021-7-2220 c.c.快速床快速床( (循環(huán)流化床循環(huán)流化床) )再生再生 氣相轉(zhuǎn)化成連續(xù)相，催化劑顆粒變?yōu)榉稚⑾?，從而強化氣相轉(zhuǎn)化成連續(xù)相，催化劑顆粒變?yōu)榉稚⑾啵瑥亩鴱娀?了燒碳過程了燒碳過程 隨著氣速的提高

15、，返混程度減小，中、上部接近于平推隨著氣速的提高，返混程度減小，中、上部接近于平推 流，也有利于燒碳強度的提高流，也有利于燒碳強度的提高 在快速流化床區(qū)域，必須有較大的固體循環(huán)量才能保持在快速流化床區(qū)域，必須有較大的固體循環(huán)量才能保持 較高的床層密度較高的床層密度 催化裂化裝置的燒焦罐再生就是屬于循環(huán)流化床的一種催化裂化裝置的燒焦罐再生就是屬于循環(huán)流化床的一種 再生方式再生方式 2021-7-2221 2021-7-2222 催化裂化主要設(shè)備催化裂化主要設(shè)備 1、預提升段、預提升段 2、裂化反應段、裂化反應段 3、汽提段、汽提段 2021-7-2223 催化裂化主要設(shè)備催化裂化主要設(shè)備 預提升段：加速催化劑，使催化劑形成活塞流向預提升段：加速催化劑，使催化劑形成活塞流向 上流動，使催化劑上的重金屬鈍化，有利于油霧上流動，使催化劑上的重金屬鈍化，有利于油霧 的快速混合，一般為的快速混合，一般為