《石油煉制工程》第6章催化裂化課件

《石油煉制工程》課件第六章催化裂化《石油煉制工程》課件第六章催化裂化2解讀課程名稱(chēng)什么是石油？煉？用火燒制或用加熱等方法使物質(zhì)純凈、堅(jiān)韌、濃縮：煉鋼、煉焦、煉油、煉乳。千錘百煉。

煉焦:將煤進(jìn)行分解蒸餾制造焦炭的過(guò)程;利用熱能將原油的重渣油全部轉(zhuǎn)化為低沸點(diǎn)石油產(chǎn)品和副產(chǎn)品石油焦的方法煉鐵:把鐵礦石和焦炭等燃料及熔劑裝入高爐中冶煉,去掉雜質(zhì)而得到鐵

煉乳:使乳在高壓和高溫下進(jìn)行蒸發(fā),不添加蔗糖,將其體積濃縮到一半或一半以下,并含有規(guī)定數(shù)量的乳脂和乳的固形物.煉油:將石油通過(guò)蒸餾的方法分離生產(chǎn)符合內(nèi)燃機(jī)使用的煤油、汽油、柴油等燃料油，副產(chǎn)石油氣和渣油.生物煉制:利用農(nóng)業(yè)廢棄物、植物基淀粉和木質(zhì)纖維素材料為原料，生產(chǎn)各種化學(xué)品、燃料和生物基材料。

石油煉制:中石化是中國(guó)最大的石油煉制商，石油煉制能力位居世界第二，主要產(chǎn)品有汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油等。煉制?2解讀課程名稱(chēng)什么是石油？煉？用火燒制或用加熱等方法使物質(zhì)純3解讀課程名稱(chēng)工程?工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用，通過(guò)這一應(yīng)用，使自然界的物質(zhì)和能源的特性能夠通過(guò)各種結(jié)構(gòu)、機(jī)器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過(guò)程，是以最短的時(shí)間和精而少的人力做出高效、可靠且對(duì)人類(lèi)有用的東西。工藝是勞動(dòng)者利用生產(chǎn)工具對(duì)各種原材料、半成品進(jìn)行增值加工或處理，最終使之成為制成品的方法與過(guò)程。個(gè)人不占有生產(chǎn)資料，依靠工資收入為生的勞動(dòng)者：工人。

制造生產(chǎn)資料和生活資料的生產(chǎn)事業(yè)：工業(yè)。

工藝?解讀一下英文課程名稱(chēng)？3解讀課程名稱(chēng)工程?工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用，通過(guò)這一應(yīng)用第一章緒論第二章石油及其產(chǎn)品的組成和性質(zhì)第三章石油產(chǎn)品第四章原油評(píng)價(jià)與原油加工方案第五章原油常減壓蒸餾第六章催化裂化第七章催化加氫第八章催化重整第九章延遲焦化第十章高辛烷值組分生產(chǎn)第十一章潤(rùn)滑油生產(chǎn)第十二章石油產(chǎn)品調(diào)合石油、石油產(chǎn)品及原油一次加工石油：工業(yè)血液黑色金子二次加工深度加工把非金子變成金子，現(xiàn)代科技，賺取巨大利益。煉油煉金？煉：用火燒制或用加熱等方法使物質(zhì)純凈。石油煉不出金子，但潛含的經(jīng)濟(jì)難以估算。石油要煉出“金子”，只靠一次加工實(shí)現(xiàn)不了。第一章緒論第六章催化裂化石油、石油產(chǎn)品及原油一次加工石油5本章內(nèi)容第6章催化裂化6.1概述6.2催化裂化的原料和產(chǎn)品6.3催化裂化的化學(xué)反應(yīng)6.4催化裂化催化劑及助劑6.5流態(tài)化原理及催化劑輸送6.6催化裂化工藝流程6.7催化裂化主要設(shè)備6.8反應(yīng)-再生系統(tǒng)工藝計(jì)算6.9催化裂化新技術(shù)目的？◆了解催化裂化發(fā)展簡(jiǎn)史、新技術(shù)及我國(guó)的成就;◆掌握FCC工藝過(guò)程、原理及主要設(shè)備結(jié)構(gòu)；◆掌握FCC工藝的基本計(jì)算方法；■特別掌握：茂石化公司三套FCC裝置工藝、設(shè)備、產(chǎn)品及原料方面區(qū)別。要求5本章內(nèi)容第6章催化裂化目的？◆了解催化裂化發(fā)展簡(jiǎn)史、新技6第一節(jié)概述一、催化裂化

化學(xué)反應(yīng)（裂解反應(yīng)）（作用？）重質(zhì)餾分油或重油、渣油氣體、汽油、柴油以及焦炭實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化涉及的原理和工程：◆原料如何轉(zhuǎn)化—反應(yīng)原理◆如何保障轉(zhuǎn)化所需條件—（熱量、物料、動(dòng)量—三傳問(wèn)題）◆如何實(shí)現(xiàn)高效率轉(zhuǎn)化—優(yōu)化與控制（工藝、設(shè)備、催化劑問(wèn)題）。在催化劑存在下，溫度460~530℃和壓力0.1~0.3MPa條件下,使重質(zhì)餾分油或重油、渣油經(jīng)過(guò)以裂解為主的一系列化學(xué)反應(yīng),轉(zhuǎn)化成氣體、汽油、柴油以及焦炭等產(chǎn)品的一種石油加工過(guò)程。6第一節(jié)概述一、催化裂化化學(xué)反應(yīng)重質(zhì)餾分油或重油、渣油7第一節(jié)概述二、催化裂化產(chǎn)生的背景■19世紀(jì)末20世紀(jì)初，生產(chǎn)汽油主要是靠原油蒸餾。那時(shí)候原油煉制和現(xiàn)在土煉油差不多。汽油收率低，辛烷值也不高。原油蒸餾土煉油土煉油思考:土煉油原理?學(xué)會(huì)土煉油，可以當(dāng)老板？7第一節(jié)概述二、催化裂化產(chǎn)生的背景■19世紀(jì)末20世紀(jì)初，8第一節(jié)概述■1913年，世界上第一套熱裂化工業(yè)裝置投產(chǎn)，汽油產(chǎn)量有所增加，但辛烷值依然很低。1965年熱裂化裝置(延長(zhǎng))1963，茂油第一套100萬(wàn)噸/年常減壓蒸餾裝置建成投產(chǎn)。1964年初，二次加工的第一套熱裂化裝置建成投產(chǎn)。四乙基鉛分子式二、催化裂化產(chǎn)生背景■所以1925年就大規(guī)模使用四乙基鉛。8第一節(jié)概述■1913年，世界上第一套熱裂化工業(yè)裝置投產(chǎn)，9第一節(jié)概述■1930年石腦油熱重整技術(shù)，汽油產(chǎn)率才大幅提高，汽油RON提至71-79。此時(shí)由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廣泛使用，汽油在數(shù)量和質(zhì)量上都無(wú)法滿足要求，迫切需要開(kāi)發(fā)增產(chǎn)汽油的工藝。二、催化裂化產(chǎn)生背景9第一節(jié)概述■1930年石腦油熱重整技術(shù)，汽油產(chǎn)率才大幅提10第一節(jié)概述熱裂化：在熱作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油、柴油的過(guò)程。

該技術(shù)1920-1940曾得到較大發(fā)展,但其汽油產(chǎn)量和質(zhì)量均有限，第二次世界大戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后，熱裂化為催化裂化所取代。目前工業(yè)上還有應(yīng)用，目的是降低減壓渣油的粘度和凝點(diǎn)，以提高燃料油質(zhì)量（減粘熱裂化）。熱重整：在較高溫度和壓力下，直餾汽油、粗氣油等餾分中的烷烴經(jīng)輕度裂化而變?yōu)檩^低分子量的烷烴和烯烴等，同時(shí)伴有異構(gòu)化而生成異構(gòu)烷烴，可以提高汽油的辛烷值和揮發(fā)度，早已被催化重整所取代。

10第一節(jié)概述熱裂化：在熱作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變11第一節(jié)概述■熱裂化：汽油產(chǎn)量不高、汽油質(zhì)量也不好?！鲈缭?890年以后，GULF公司的McAfee(邁克菲)就在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)無(wú)水三氯化鋁作催化劑可促進(jìn)裂化反應(yīng)。但直到20年后，這一過(guò)程對(duì)汽油增產(chǎn)的重要意義才被認(rèn)識(shí)到，GULF做了一套裝置并運(yùn)行14年，但無(wú)法推廣。因?yàn)殇X是貴金屬，且催化劑無(wú)法回收。二、催化裂化產(chǎn)生背景11第一節(jié)概述■熱裂化：汽油產(chǎn)量不高、汽油質(zhì)量也不好。二、12第一節(jié)概述■這時(shí)候，法國(guó)出了個(gè)工程師HOUDRY（胡得利）。他發(fā)明了煤氣合成燃料技術(shù)，但法國(guó)政府未采用。后來(lái)德國(guó)人也開(kāi)發(fā)了此種技術(shù)并投入應(yīng)用，定名為F-T合成?！鲆虼薍OUDRY轉(zhuǎn)而研究固體酸催化裂化工藝。1927年，他選中了白土催化劑，并采用空氣燒掉積炭的辦法來(lái)恢復(fù)活性。（白土精制潤(rùn)滑油用的，人們把卸出的廢白土加到熱裂化原料中，發(fā)現(xiàn)能多產(chǎn)一些汽油）。催化裂化創(chuàng)始人、奠基人。

即使從當(dāng)今工藝和技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，HOUDRY反應(yīng)器也是技術(shù)上的奇跡?！惪∥涠?、催化裂化產(chǎn)生的背景12第一節(jié)概述■這時(shí)候，法國(guó)出了個(gè)工程師HOUDRY（胡得13第一節(jié)概述■HOUDRY技術(shù)，很快引起一些石油公司注意。VACCUM公司請(qǐng)他到美國(guó)，并以他名字組建了公司，進(jìn)行試驗(yàn)。這個(gè)VACCUM后來(lái)就發(fā)展為大名鼎鼎的Mobil，現(xiàn)在與埃克森合并為?？松?美孚。

二、催化裂化產(chǎn)生的背景

名次

公司

2008煉油能力(萬(wàn)噸/年)

1

?？松梨?/p>

28160

2

英荷殼牌

22995

3

中國(guó)石化

19055

4

BP

16640

5

康菲

1348013第一節(jié)概述■HOUDRY技術(shù)，很快引起一些石油公司注14第一節(jié)概述■1936年，HPC(

HoudryProcessCo)制造出了一套由熱裂化裝置改造的固定床催化裂化裝置。第一套裝置還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所有閥門(mén)都是手動(dòng)開(kāi)關(guān)。后來(lái)才加上自動(dòng)閥和自動(dòng)切換定時(shí)器。二、催化裂化產(chǎn)生的背景催化裂化工藝涎生催化裂化主要包括反應(yīng)和再生過(guò)程,后來(lái)催化裂化技術(shù)的發(fā)展演變主要集中于反應(yīng)再生系統(tǒng)（包括催化劑）。14第一節(jié)概述■1936年，HPC(HoudryPr15第一節(jié)概述■

1936年：固定床

小球或片狀催化劑預(yù)先放在反應(yīng)器內(nèi)，預(yù)熱至400℃原料進(jìn)入反應(yīng)器，停幾分鐘到十幾分鐘，催化劑表面積炭，活性下降，停止進(jìn)料，蒸汽吹掃，空氣再生。特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)能力小，鋼材耗量大，操作麻煩。三、催化裂化工藝發(fā)展設(shè)想一下，再生熱利用？問(wèn)題15第一節(jié)概述■1936年：固定床三、催化裂化工藝發(fā)展設(shè)16第一節(jié)概述■

40年代：移動(dòng)床◆3mm小球催化劑?！舸呋瘎┯晒潭ǜ臑樵诜?再系統(tǒng)循環(huán)。VACCUM設(shè)計(jì)了第一套移動(dòng)床。◆優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)、再生不同容器進(jìn)行，不需反應(yīng)器和再生器都承受苛刻條件；再生余熱由蒸汽盤(pán)管引走，而固定床采用昂貴的熔鹽系統(tǒng)；催化劑置換簡(jiǎn)單，由機(jī)械提升斗卸出；生產(chǎn)連續(xù)性高，產(chǎn)率穩(wěn)定。缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜三、催化裂化工藝發(fā)展16第一節(jié)概述■40年代：移動(dòng)床三、催化裂化工藝發(fā)展17第一節(jié)概述■1948HPC開(kāi)發(fā)了Houdriflow移動(dòng)床催化裂化過(guò)程，并于1950年投產(chǎn)，其原則流程如圖。圖1-5三、催化裂化工藝發(fā)展17第一節(jié)概述■1948HPC開(kāi)發(fā)了Houdriflow18第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展■

1940年（前后約1年），20~100μm微球（粉狀）催化劑；發(fā)明了氣力輸送固體顆粒技術(shù)。不久，并設(shè)計(jì)出上流式流化床反應(yīng)器和帶松動(dòng)的立管和滑閥。這就為FCC的誕生鋪平了道路.二戰(zhàn)需要大量汽油，推動(dòng)了FCC(Fluidizedcatalyticcracking)發(fā)展.18第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展■1940年（前后約119第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展氣力輸送技術(shù)原理19第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展氣力輸送技術(shù)原理20第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展■

Ⅰ型流化床：1942和1943年分別投產(chǎn)了3套Ⅰ型FCC裝置。Ⅰ型流化催化裂化是并列式(Standard石油公司)Ⅰ型缺點(diǎn):復(fù)雜,裝置過(guò)高達(dá)60米,笨重。只投產(chǎn)3套就被Ⅱ型取代.運(yùn)行方式？？反應(yīng)器再生器20第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展■Ⅰ型流化床：194221第一節(jié)概述■1940年前MIT的Lewis就提出利用催化劑沉降分離，建立一種密相流化床反應(yīng)器的構(gòu)想并進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明：1）可以用液態(tài)油噴入進(jìn)行反應(yīng)。2）裝置熱量可以自平衡?；谶@個(gè)構(gòu)想設(shè)計(jì)的Ⅱ型FCC是再生器高于反應(yīng)器?！?/p>

Ⅱ型FCC和Ⅰ型比區(qū)別：Ⅱ型催化劑由反應(yīng)器和再生器下部引出，而Ⅰ型由上部引出；Ⅱ型已存在密相床，而Ⅰ型為稀相；Ⅱ型使用了滑閥，設(shè)備標(biāo)高降低?！鯯tandard石油公司，投產(chǎn)33套。三、催化裂化工藝發(fā)展21第一節(jié)概述■1940年前MIT的Lewis就提出利22第一節(jié)概述1947年，Ⅲ型FCC投產(chǎn)，并列式。它改進(jìn)了滑閥和控制系統(tǒng)。

三、催化裂化工藝發(fā)展22第一節(jié)概述1947年，Ⅲ型FCC投產(chǎn)，并列式。它改進(jìn)了23第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展看一看,Ⅰ、Ⅱ與Ⅲ型之間的區(qū)別？反、再高低不一樣，或Ⅰ、Ⅱ再生器高。Ⅲ型的操作壓力和反應(yīng)差不多，不象Ⅰ型、Ⅱ型再生壓力才0.015－0.03MPa，為保證再生立管有足夠壓頭，就得讓再生器高出反應(yīng)器很多。問(wèn)題23第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展看一看,Ⅰ、Ⅱ與Ⅲ型之24第一節(jié)概述■

1952年，ESSO公司開(kāi)發(fā)Ⅳ型催化，其所需鋼材和投資比Ⅲ型低20%?！鎏攸c(diǎn)：

●U型密相輸送；

●反再系統(tǒng)之間催化劑循環(huán)主要是靠改變U型管兩端催化劑密度來(lái)調(diào)節(jié)，而不象Ⅱ、Ⅲ型用滑閥；

●裝置高度降低32-36米，等。三、催化裂化工藝發(fā)展24第一節(jié)概述■1952年，ESSO公司開(kāi)發(fā)Ⅳ型催化，其25第一節(jié)概述■50年代開(kāi)發(fā)塞閥和同軸式FCC(Kellogg)三、催化裂化工藝發(fā)展正流A型（1951）低位再生,高位反應(yīng),內(nèi)部立管輸送cat，塞閥控制,美、加投產(chǎn)10套。未考慮回收煙氣能量正流B型（1953）低位反應(yīng),高位再生,再生壓力低。立管輸送cat,塞閥控制投產(chǎn)15套。正流C型（1960）此時(shí)，cat進(jìn)步，公認(rèn)要采用提升管反應(yīng)器。Kellogg堅(jiān)持正流型。提升管位于反應(yīng)器內(nèi)，會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？問(wèn)題25第一節(jié)概述■50年代開(kāi)發(fā)塞閥和同軸式FCC(Kell26第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展正流F型（1976）沸石型cat超正流型（1979）提升出口帶粗旋分離；多路進(jìn)料噴射；CO完全燃燒。投產(chǎn)10多套。26第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展正流F型（1976）超正27第一節(jié)概述■曾開(kāi)發(fā)非金屬塞閥，用于餾分油下行床熱裂解制乙烯，高溫高固體流量下表現(xiàn)了很好地耐磨性能和調(diào)節(jié)性能。濟(jì)南煉廠中試。27第一節(jié)概述■曾開(kāi)發(fā)非金屬塞閥，用于餾分油下行床熱裂解制28第一節(jié)概述■60年代后期，為適應(yīng)沸石催化劑開(kāi)始研究提升管催化裂化，常見(jiàn)的高低并列提升管裝置是美國(guó)UOP公司開(kāi)發(fā)。三、催化裂化工藝發(fā)展顯著特點(diǎn)：出口快速分離；快速再生；活塞流反應(yīng)克服返混，生產(chǎn)能力大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率顯著改善。28第一節(jié)概述■60年代后期，為適應(yīng)沸石催化劑開(kāi)始研究提29第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展■此后，為了適應(yīng)分子篩催化劑對(duì)積炭非常敏感的特性，要求再生劑含碳0.05~0.02%以下。再生技術(shù)不斷發(fā)展：高溫再生，兩段再生，高效再生，完全再生，世界范圍內(nèi)反應(yīng)器型式則無(wú)本質(zhì)變化。29第一節(jié)概述三、催化裂化工藝發(fā)展■此后，為了適應(yīng)分子篩催30第一節(jié)概述■80年以后，開(kāi)發(fā)重油催化裂化，Shell和S&W公司等。三、催化裂化工藝發(fā)展30第一節(jié)概述■80年以后，開(kāi)發(fā)重油催化裂化，Shel31第一節(jié)概述■我國(guó)催化裂化奠基人、開(kāi)拓者

侯祥麟，科學(xué)院、工程院院士。

1950年，舍棄國(guó)外優(yōu)越條件回國(guó)。先在清華，后在燃料工業(yè)部。1955年5月當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院首批學(xué)部委員。57年10月，石油科學(xué)研究院成立，任副院長(zhǎng)?！鎏胤N潤(rùn)滑油，87年獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。四、我國(guó)的催化裂化■規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)“五朵金花”技術(shù)開(kāi)發(fā)

62年10月，石油部規(guī)劃獨(dú)立自主地開(kāi)發(fā)：FCC、催化重整、延遲焦化、尿素脫蠟、催化劑及添加劑等5個(gè)工藝技術(shù)。當(dāng)時(shí)熱放電影《五朵金花》，影片講述五位聰明美麗的白族姑娘，名字都叫“金花”。于是把要開(kāi)發(fā)的五項(xiàng)煉油新技術(shù)，形象地稱(chēng)為“五朵金花”。從此“五朵金花”叫響我國(guó)煉油行業(yè)。后來(lái)“金花”成為石油化工業(yè)內(nèi)重大新技術(shù)的一個(gè)代名詞。31第一節(jié)概述■我國(guó)催化裂化奠基人、開(kāi)拓者四、我國(guó)的催化裂32第一節(jié)概述■我國(guó)催化裂化奠基人、開(kāi)拓者

陳俊武中國(guó)科學(xué)院院士（1991）

1958年：移動(dòng)床催化裂化(蘭州).

大慶原油重質(zhì)油含量高，只有采用先進(jìn)加工技術(shù)才能提供更多更好汽油和柴油，而國(guó)外對(duì)中國(guó)實(shí)施技術(shù)封鎖。■自力更生開(kāi)發(fā)以催化裂化為首的五項(xiàng)煉油新技術(shù)。首先是建設(shè)一套具有60年代水平，年加工能力60萬(wàn)噸的FCC裝置。陳俊武被任命為催化裂化裝置設(shè)計(jì)師。這套裝置于1965年撫順順利生產(chǎn)，成為我國(guó)掌握現(xiàn)代煉油技術(shù)的一個(gè)里程碑。隨后，又指導(dǎo)開(kāi)發(fā)了幾十套FCC裝置。■80年代又順利開(kāi)發(fā)成功大慶常壓渣油催化裂化技術(shù)和同軸式兩段高速床再生技術(shù)等。1985年他獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。1989年被評(píng)為國(guó)家工程建設(shè)設(shè)計(jì)大師。四、我國(guó)的催化裂化32第一節(jié)概述■我國(guó)催化裂化奠基人、開(kāi)拓者■自力更生開(kāi)發(fā)以33第一節(jié)概述■我國(guó)催化裂化奠基人、開(kāi)拓者

閔恩澤科學(xué)院院士、工程院院士中國(guó)催化劑之父、

石油化工催化劑專(zhuān)家。2007年國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。60年代初，他參加并指導(dǎo)完成了移動(dòng)床催化裂化小球硅鋁催化劑，F(xiàn)CC微球硅鋁催化劑，鉑重整催化劑和固定床烯烴疊合磷酸硅藻土催化劑制備技術(shù)的消化吸收再創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，打破國(guó)外技術(shù)封鎖，滿足了國(guó)家急需。四、我國(guó)的催化裂化33第一節(jié)概述■我國(guó)催化裂化奠基人、開(kāi)拓者四、我國(guó)的催化裂34第一節(jié)概述◆1958年：移動(dòng)床催化裂化(蘭州)?！?965年在撫順建成流化床催化裂化裝置?！?974年在玉門(mén)建成提升管催化裂化裝置?！?983年：常壓重油催化裂化(石家莊)?！舸呋瘎⒔饘兮g化劑、助燃劑。◆分離器、高效霧化噴嘴、內(nèi)外取熱器?！糸_(kāi)發(fā)了大慶減壓渣油催化裂化成套技術(shù)。四、我國(guó)的催化裂化1969～1974年5年內(nèi)，茂名先后建成延遲焦化、催化裂化、第二套常減壓蒸餾、鉑重整加氫聯(lián)合等裝置。為茂石化后來(lái)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。34第一節(jié)概述◆1958年：移動(dòng)床催化裂化(蘭州)。四、我35第一節(jié)概述茂名石化第一套催化裂化裝置茂名石化第一套催化裂化反再系統(tǒng)示意圖五、茂名的催化裂化35第一節(jié)概述茂名石化第一套催化裂化裝置茂名石化第一套催化36第一節(jié)概述茂石化第二套催化裂化反再系統(tǒng)圖茂石化第二套催化裂化裝置五、茂名的催化裂化36第一節(jié)概述茂石化第二套催化裂化反再系統(tǒng)圖茂石化第二套催37第一節(jié)概述茂石化第三套催化裂化裝置茂石化第三套催化裂化反再系統(tǒng)示意圖五、茂名的催化裂化37第一節(jié)概述茂石化第三套催化裂化裝置茂石化第三套催化裂化38第一節(jié)概述工程實(shí)踐能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)的思考企業(yè)參與的人才培養(yǎng)方案◆聘企業(yè)三層次專(zhuān)家管理、技術(shù)、生產(chǎn)。參與人制訂才培養(yǎng)方案、指導(dǎo)設(shè)計(jì)或講課、指實(shí)習(xí)或?qū)嵺`教學(xué)?！艉暇幭嚓P(guān)教材更緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際?！舫浞掷煤闷髽I(yè)資源，服務(wù)實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生是主體，你們要有這個(gè)意識(shí)（廣西企業(yè)和學(xué)校招聘）38第一節(jié)概述工程實(shí)踐能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)的思考企業(yè)參與的人39第一節(jié)概述(1)控制反應(yīng)在理想條件下進(jìn)行，需要用到已經(jīng)學(xué)過(guò)的哪些理論？如何實(shí)現(xiàn)？(2)如何確保催化劑在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán)流動(dòng)？(3)油氣或再生煙氣為何能按一定路徑流動(dòng)？(4)圖中箭頭處物態(tài)及組成？溫度、壓力如何？按箭頭方向順序，不同箭頭所在的位置上述量如何變化，有無(wú)規(guī)律？(5)提升管中催化劑如何向上運(yùn)動(dòng)？催化劑向上運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)會(huì)不會(huì)變化？(6)隨反應(yīng)進(jìn)行，提升管末端，催化劑會(huì)失活，為什么？六、反再系統(tǒng)十大問(wèn)？39第一節(jié)概述(1)控制反應(yīng)在理想條件下進(jìn)行，需要用到已經(jīng)40第一節(jié)概述(7)提升管中油料在向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)發(fā)生怎樣的變化？反應(yīng)物料的物理性質(zhì)？(8)提升管出口油氣-催化劑如何分離？有無(wú)學(xué)過(guò)這方面的知識(shí)？(9)催化裂化裝置提升管反應(yīng)溫度約為多少？維持這一溫度的熱從哪里來(lái)？(10)催化裂化裝置要不要加熱爐？輔助燃燒室作用？(11)焦炭是產(chǎn)品，但目前取不出來(lái)，只能燒掉？可以不燒嗎？(12)有些催化裂裝置有外取熱器，而有些又沒(méi)有，為什么？六、反再系統(tǒng)若干問(wèn)？40第一節(jié)概述(7)提升管中油料在向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)發(fā)生怎41第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品一、原料1、催化原料來(lái)源：直餾餾分油常壓渣油脫瀝青油焦化蠟油減壓渣油等41第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品一、原料42第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品2、衡量原料性質(zhì)的指標(biāo)1）餾分組成餾分范圍窄比寬好,但實(shí)際原料餾分都較寬2）烴類(lèi)組成烷烴、環(huán)烷烴易裂化，是理想原料。芳烴難裂化，易生焦。烯類(lèi)易裂化，也易生焦?；瘜W(xué)組成難以分析，以折光率、相對(duì)密度、分子量、粘度等計(jì)算原料的結(jié)構(gòu)族組成。3）殘?zhí)?2第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品2、衡量原料性質(zhì)的指標(biāo)43第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品4）硫、氮含量5）重金屬含量（Ni、V、Cu、Na、Fe）重金屬沉積在催化劑上，具有脫氫作用，使產(chǎn)品中氫和焦炭產(chǎn)率增加。鎳和釩毒害作用最大。常壓渣油中釩比鎳毒害作用更大。

鎳當(dāng)量(ppm)=Nippm+1/4(Vppm+Feppm)

釩當(dāng)量(ppm)=4Nippm+(V+Fe)ppm常規(guī)催化裂化焦炭產(chǎn)率5~7%,重油和渣油催化裂化焦炭產(chǎn)率達(dá)10%以上.2、衡量原料性質(zhì)的指標(biāo)43第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品4）硫、氮含量2、衡量原料性44第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品氣體（C1~C4）中C3、C4（液化氣）占絕大多數(shù)，烯烴含量較高；汽油產(chǎn)率高，辛烷值高（RON為90左右），汽油中異構(gòu)物和芳烴多，但含硫也高；柴油十六烷值低，安定性差，需考慮加氫精制；油漿一般不作為產(chǎn)品。焦炭在催化劑再生過(guò)程中燒去（提供了能量），不作為產(chǎn)品。二、催化裂化的產(chǎn)品44第二節(jié)催化裂化的原料和產(chǎn)品氣體（C1~C4）中C3、C產(chǎn)品名稱(chēng)主要成分含量性質(zhì)及用途干氣C1、C2、H2、H2S10％10％－20％ 燃料氣或化工液化氣C3、C490％用于化工汽油C5－C1130％－60％研究法辛烷值80－90，安定性好柴油 C10－C200－40％含有較多的芳烴，十六烷值低，安定性較差，特別是渣油催化裂化油漿以稠環(huán)芳烴為主5－7％不等化工利用生產(chǎn)針狀焦焦炭縮合產(chǎn)物5－10％摻渣油高再生過(guò)程燒掉產(chǎn)品名稱(chēng)主要成分含量性質(zhì)及用途干氣C1、C2、10％10％46第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)一、烴類(lèi)的催化裂化反應(yīng)

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。多從中間的C－C鍵處斷裂，分子越大越易斷裂烯烴：主要反應(yīng)也是分解反應(yīng)，同時(shí)還有異構(gòu)化，氫轉(zhuǎn)移和芳構(gòu)化反應(yīng)。環(huán)烷烴：主要反應(yīng)有分解、脫氫和異構(gòu)化芳香烴：芳環(huán)十分穩(wěn)定，但芳環(huán)上的烷基側(cè)鏈很容易斷裂生成較小分子的烯烴；多環(huán)芳烴主要發(fā)生縮合反應(yīng)。

46第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)一、烴類(lèi)的催化裂化反應(yīng)

47第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)1、分解反應(yīng)分解反應(yīng)是主要反應(yīng)，是烴類(lèi)的C—C鍵斷裂。易從中間斷裂，分子越大越易斷裂。正十六烷反應(yīng)速度是正十二烷的2.5倍異構(gòu)烷比正構(gòu)烷易斷裂，異構(gòu)烷多在β位斷裂。烯烴分解反應(yīng)規(guī)律與烷烴相似，速度比烷烴高環(huán)烷烴分解反應(yīng)：斷環(huán)和斷側(cè)鏈芳烴環(huán)不易打開(kāi)，易斷側(cè)鏈，側(cè)鏈越長(zhǎng)越易斷裂催化裂化的主要化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型47第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)1、分解反應(yīng)催化裂化的主要化學(xué)48第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)2.異構(gòu)化反應(yīng)分子量不變只改變分子結(jié)構(gòu)稱(chēng)異構(gòu)化反應(yīng)。

(1)骨架異構(gòu)(2)雙鍵位移異構(gòu)(3)幾何異構(gòu)3.氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)某烴分子上的氫脫下加到另一烯烴分子上使之飽和的反應(yīng)稱(chēng)為氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。4.芳構(gòu)化反應(yīng)5.生焦反應(yīng)烯烴疊合：烯烴與烯烴合成大分子烯烴,最終生焦炭芳烴縮合：6.烷基化反應(yīng)48第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)2.異構(gòu)化反應(yīng)49第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)原料中各類(lèi)烴進(jìn)行著復(fù)雜交錯(cuò)的反應(yīng)，結(jié)果是：大分子裂化成較小的分子得到氣體、液態(tài)烴、汽油、柴油；同時(shí)也使小分子疊合、脫氫縮合成大分子直至焦炭。49第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)原料中各類(lèi)烴進(jìn)行著復(fù)雜交錯(cuò)的反幾點(diǎn)說(shuō)明：

最主要、最重要的反應(yīng)，對(duì)整個(gè)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)起決定作用特征反應(yīng)，反應(yīng)速度不快，較低溫有利。氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的結(jié)果是有一部分烯烴飽和，這是FCC產(chǎn)品飽和度較高的根本原因！反應(yīng)能力較弱，汽油ON提高主要靠裂化和異構(gòu)化反應(yīng)各類(lèi)烴辛烷值大小順序：芳烴、異構(gòu)烯烴>異構(gòu)烷烴、烯烴>環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng)裂化反應(yīng)幾點(diǎn)說(shuō)明：最主要、最重要的反應(yīng)，51

正碳離子：碳原子外圍缺少一對(duì)電子，形成帶正電的離子。烯烴的雙鍵中有一個(gè)鍵被斷開(kāi)同時(shí)加上一個(gè)質(zhì)子(H+)，加在含氫多的碳原子一邊，使含氫少的另一個(gè)碳原子缺少一對(duì)電子而成為正碳離子。最初形成正碳離子的條件：有烯烴，有質(zhì)子。

原料中有烯烴，催化劑提供質(zhì)子。二、

催化裂化反應(yīng)機(jī)理

——正碳離子反應(yīng)機(jī)理第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)51正碳離子：碳原子外圍缺少一對(duì)電子，形成帶正電的離子。52第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)正碳離子的穩(wěn)定性強(qiáng)弱順序?yàn)椋菏逭茧x子>仲正碳離子>伯正碳離子>乙基正碳離子>甲基正碳離子

催化裂化反應(yīng)實(shí)際上是各種正碳離子的反應(yīng)。52第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)正碳離子的穩(wěn)定性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?3第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)（1）異構(gòu)化反應(yīng)正碳離子可以發(fā)生氫或烷基轉(zhuǎn)移的異構(gòu)化反應(yīng)，趨于成為更加穩(wěn)定的正碳離子。正碳離子的反應(yīng):53第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)（1）異構(gòu)化反應(yīng)正碳離子可以54（2）β－斷裂反應(yīng)

正碳離子能夠裂解生成烯烴以及含碳數(shù)較少的正碳離子，這種斷裂發(fā)生在正電荷所在碳的β位的C－C鍵上。所形成的正碳離子進(jìn)一步異構(gòu)化和β斷裂，這就導(dǎo)致催化裂化氣體中的C3、C4含量很高。

第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)54（2）β－斷裂反應(yīng)正碳離子能夠裂解生成烯烴以及含碳數(shù)較55（3）氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)

正碳離子還能奪取烴分子中的氫負(fù)離子而使后者形成新的正碳離子。也可以將質(zhì)子轉(zhuǎn)移給烯烴使其成為正碳離子。第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)55（3）氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)正碳離子還能奪取烴分子中的氫負(fù)離子而使56以正十六烯為例說(shuō)明正碳離子機(jī)理(1)正十六烯獲得質(zhì)子(H+)生成正碳離子；(2)大的正碳離子不穩(wěn)定，易在β位斷裂，生成一個(gè)烯烴和一個(gè)小正碳離子；(3)生成的正碳離子是伯正碳離子，很不穩(wěn)定，易變成仲正碳離子，然后進(jìn)行“β斷裂”，甚至異構(gòu)化為叔正碳離子后再進(jìn)行“β斷裂”。正碳離子穩(wěn)定性：叔>仲>伯第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)56以正十六烯為例說(shuō)明正碳離子機(jī)理(1)正十六烯獲得質(zhì)子(H57(4)較小的正碳離子與烯烴、烷烴、環(huán)烷烴之間的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)；(5)正碳離子和烯烴接合在一起生成大分子的正碳離子(疊合反應(yīng))；(6)各種反應(yīng)最后都由正碳離子放出質(zhì)子(H+)還給催化劑而變成烯烴，反應(yīng)終止。第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)以正十六烯為例說(shuō)明正碳離子機(jī)理57(4)較小的正碳離子與烯烴、烷烴、環(huán)烷烴之間的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)58三、

催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn):1、烴類(lèi)催化裂化是氣—固非均相反應(yīng)，各類(lèi)烴之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附對(duì)反應(yīng)有阻滯作用。反應(yīng)過(guò)程7步驟：

(1)原料分子自主氣流中向催化劑擴(kuò)散；

(2)接近催化劑的原料分子向微孔內(nèi)表面擴(kuò)散；

(3)靠近催化劑表面的原料分子被催化劑吸附；

(4)被吸附的分子在催化劑的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；

(5)生成的產(chǎn)品分子從催化劑上脫附下來(lái)；

(6)脫附下來(lái)的產(chǎn)品分子從微孔內(nèi)向外擴(kuò)散；

(7)產(chǎn)品分子從催化劑外表面再擴(kuò)散到主氣流中。

反應(yīng)過(guò)程可簡(jiǎn)化為：吸附→反應(yīng)→脫附第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)58三、催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn):1、烴類(lèi)催化裂化是氣—固非均相59第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)同碳數(shù)烴類(lèi)被吸附順序:

稠環(huán)芳烴>稠環(huán)環(huán)烷烴>烯烴>單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴>環(huán)烷烴>烷烴同類(lèi)烴分子越大越易被吸附化學(xué)反應(yīng)順序?yàn)?

烯烴>大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴>異構(gòu)烷烴與烷基環(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)芳烴稠環(huán)芳烴最易被吸附而反應(yīng)速度最慢。三、

催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn):59第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)同碳數(shù)烴類(lèi)被吸附順序:

602.烴類(lèi)催化裂化是復(fù)雜的平行—順序反應(yīng)

重質(zhì)石油餾分中間餾分汽油氣體

縮合產(chǎn)物焦炭各產(chǎn)品產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系二次反應(yīng)回?zé)捰?、回?zé)挷僮魅?/p>

催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn):第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)602.烴類(lèi)催化裂化是復(fù)雜的平行—順序反應(yīng)

各產(chǎn)品產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化61四、重油（渣油）催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn)焦炭產(chǎn)率較高、輕質(zhì)油收率較低多環(huán)芳烴、稠環(huán)芳烴難裂化瀝青質(zhì)基本轉(zhuǎn)化為焦炭膠質(zhì)易生成焦炭渣油可先進(jìn)行溶劑脫瀝青氣-液-固三相反應(yīng)霧化、汽化等狀況對(duì)結(jié)果影響大大分子先在載體上反應(yīng)再進(jìn)入分子篩微孔內(nèi)反應(yīng)第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)61四、重油（渣油）催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn)焦炭產(chǎn)率較高、輕質(zhì)油收62五、催化裂化反應(yīng)過(guò)程中的幾個(gè)概念（1）轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率(質(zhì)%)＝（100－未轉(zhuǎn)化原料）/100ⅹ100％或：轉(zhuǎn)化率=氣體%+汽油%+焦炭%(+損失%)單程轉(zhuǎn)化率：是指總進(jìn)料（包括新鮮原料和回?zé)捰停┮淮瓮ㄟ^(guò)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率。總轉(zhuǎn)化率：是指新鮮原料一次通過(guò)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率。第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)62五、催化裂化反應(yīng)過(guò)程中的幾個(gè)概念（1）轉(zhuǎn)化率第三節(jié)催化63

回?zé)挶?回?zé)捰土?新鮮原料量

循環(huán)系數(shù)=總進(jìn)料量/新鮮原料量

=(新鮮原料量+回?zé)捰土?/新鮮原料量

=1+回?zé)挶瓤傓D(zhuǎn)化率=(氣體+汽油+焦炭)×100%/新鮮原料單程轉(zhuǎn)化率=(氣體+汽油+焦炭)×100%/總進(jìn)料第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)五、催化裂化反應(yīng)過(guò)程中的幾個(gè)概念63回?zé)挶?回?zé)捰土?新鮮原料量第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)64（2）空速和反應(yīng)時(shí)間催化劑藏量：在流化床催化裂化反應(yīng)裝置中，催化劑不斷地在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán)。但是在任何時(shí)間，兩器內(nèi)部各自保持有一定的催化劑量。兩器內(nèi)經(jīng)常維持的催化劑量稱(chēng)為藏量。催化劑循環(huán)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間進(jìn)入反應(yīng)器的催化劑量，也就是離開(kāi)反應(yīng)器的催化劑量?？账伲菏侵该啃r(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的總進(jìn)料量與器內(nèi)的催化劑藏量之比。單位：h-1

質(zhì)量空速＝總進(jìn)料量（t/h）/藏量（t）體積空速＝總進(jìn)料量（m3/h）/藏量（m3）

第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)64（2）空速和反應(yīng)時(shí)間催化劑藏量：在流化床催化裂化反應(yīng)裝置65反應(yīng)時(shí)間，于均相反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間τ＝VR/VVR

—

反應(yīng)器的體積，m3

V—

進(jìn)料體積流率，m3/h對(duì)于非均相反應(yīng)（FCC就是非均相氣固反應(yīng)）：用空速的倒數(shù)來(lái)相對(duì)的表示反應(yīng)時(shí)問(wèn)，稱(chēng)為假反應(yīng)時(shí)間，ω=1/V0（h）對(duì)于提升管反應(yīng)器，假反應(yīng)時(shí)間θ=VR/V對(duì)

VR－提升管反應(yīng)器的體積。V對(duì)－油氣對(duì)數(shù)平均體積流量。第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)65反應(yīng)時(shí)間，于均相反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間τ＝VR/V第三節(jié)催化66六、催化裂化反應(yīng)的熱效應(yīng)分解反應(yīng)----吸熱反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化、縮合反應(yīng)----放熱反應(yīng)催化裂化主要是分解反應(yīng)，所以是吸熱反應(yīng)反應(yīng)熱與原料組成、轉(zhuǎn)化深度、反應(yīng)溫度及催化劑類(lèi)型等有關(guān)反應(yīng)熱表示方法有：1）用生成的汽油以下輕產(chǎn)品（＜205℃產(chǎn)物）的量為基準(zhǔn)表示，kJ/kg產(chǎn)品2）用新鮮原料為基準(zhǔn)表示，290~420kJ/kg新鮮原料第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)66六、催化裂化反應(yīng)的熱效應(yīng)分解反應(yīng)----吸熱反應(yīng)第三節(jié)673）用催化裂化反應(yīng)生成的焦炭中的碳(即催化碳)為基準(zhǔn)表示，反應(yīng)溫度500℃時(shí)，反應(yīng)熱為9127kJ/kg催化碳。

催化碳=總碳-附加碳-可汽提碳

總碳—再生時(shí)燒去的焦炭中的總碳量;

附加碳—由原料中殘?zhí)哭D(zhuǎn)化生成的焦炭中的碳；

附加碳=新鮮原料量×殘?zhí)?(重)×0.6

可汽提碳—催化劑微孔中未汽提干凈的油氣中所含碳

可汽提碳=催化劑循環(huán)量×0.02%第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)673）用催化裂化反應(yīng)生成的焦炭中的碳(即催化碳)為基準(zhǔn)表示68七、催化裂化反應(yīng)過(guò)程的主要影響因素主要因素：反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間劑油比反應(yīng)壓力催化劑活性第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)68七、催化裂化反應(yīng)過(guò)程的主要影響因素主要因素：第三節(jié)催化691）催化劑活性2）反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)速度、產(chǎn)品分布、產(chǎn)品質(zhì)量有極大影響。溫度提高10℃，催化裂化反應(yīng)速度提高10~20%，熱裂化反應(yīng)速度提高60~80%。我國(guó)以汽柴油生產(chǎn)方案為主，溫度較低，一般為470~520℃。3）反應(yīng)時(shí)間注意反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品分布、產(chǎn)品產(chǎn)率的影響。第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)七、催化裂化反應(yīng)過(guò)程的主要影響因素691）催化劑活性第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)七、催化裂化反應(yīng)704）劑油比劑油比大，單位催化劑上的積碳少，催化劑的活性下降得少，催化劑活性高，反應(yīng)速度大。但劑油比大，可汽提碳多，也會(huì)影響焦炭產(chǎn)率5）反應(yīng)壓力油氣分壓的增加意味著反應(yīng)物濃度的提高，因而反應(yīng)速度提高。反應(yīng)壓力提高生焦速度加快，焦炭產(chǎn)率增加。反應(yīng)速度的平方與壓力成正比，P↑，V↑。但生焦速度↑↑(更快)。故一般控制反應(yīng)壓力為0.1~0.3MPa，一般也不作為控制手段。第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)七、催化裂化反應(yīng)過(guò)程的主要影響因素704）劑油比第三節(jié)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)七、催化裂化反應(yīng)過(guò)程71第四節(jié)催化裂化催化劑種類(lèi)無(wú)定型硅酸鋁：天然白土、合成硅酸鋁結(jié)晶型硅酸鹽：分子篩催化劑1、無(wú)定型硅酸鋁催化劑天然白土催化劑合成硅酸鋁催化劑半合成硅酸鋁催化劑等。⑴組成和性質(zhì)組成：SiO2和Al2O3低鋁劑：Al2O310~13%。高鋁劑：Al2O3約25%。一、裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)71第四節(jié)催化裂化催化劑種類(lèi)無(wú)定型硅酸鋁：天然72⑵結(jié)構(gòu)及酸性來(lái)源硅鋁催化劑有裂化活性是因?yàn)樗哂兴嵝?能提供質(zhì)子。酸性是催化劑活性來(lái)源。催化劑酸性取決于化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。催化劑基本單元結(jié)構(gòu)是AlO4（鋁氧）四面體和SiO4（硅氧）四面體，四面體連接為大分子。第四節(jié)催化裂化催化劑72⑵結(jié)構(gòu)及酸性來(lái)源硅鋁催化劑有裂化活性是因?yàn)樗哂兴嵝?73催化劑平面結(jié)構(gòu)第四節(jié)催化裂化催化劑73催化劑平面結(jié)構(gòu)第四節(jié)催化裂化催化劑742、分子篩催化劑分子篩是一種具有規(guī)則晶體結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽。⑴組成和結(jié)構(gòu)分子篩化學(xué)組成：M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O

M—分子篩中的金屬離子;n—金屬的原子價(jià);

x—SiO2

的分子數(shù);y—結(jié)晶水的分子數(shù)。

硅鋁分子比不同而有不同類(lèi)型分子篩：

A型分子篩X=2X型分子篩X=2~3

Y型分子篩X=3~6絲光沸石X=9~12第四節(jié)催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)742、分子篩催化劑分子篩是一種具有規(guī)則晶體結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽。75催化劑基本單元結(jié)構(gòu)是AlO4四面體和SiO4四面體。這些四面體可以通過(guò)共用頂點(diǎn)（即氧）相互聯(lián)結(jié)成鏈或環(huán)。進(jìn)而構(gòu)成三維空間的骨架，由于氧原子是兩個(gè)相連四面體所共用的，故又稱(chēng)之為“氧橋”，由四個(gè)四面體構(gòu)成的環(huán)稱(chēng)為四員環(huán)，依次還可以構(gòu)成五元環(huán)、六員環(huán)、八員環(huán)、十員環(huán)、十二員環(huán)。第四節(jié)催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)2、分子篩催化劑75催化劑基本單元結(jié)構(gòu)是AlO4四面體和SiO4四面體76這些環(huán)的孔徑與分子的直徑處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)分子直徑小于孔徑時(shí)，它便可以進(jìn)入孔內(nèi)，烴分子的直徑至少為0.4nm，因而烴分子只可能進(jìn)入孔徑大于0.4nm以上的八員環(huán)以及更大的環(huán)。這些由四面體形成的各種環(huán)，還可通過(guò)頂點(diǎn)以氧橋相互連接而形成各式各樣的多面體孔穴，稱(chēng)之為“籠”。沸石分子篩的籠的式樣很多，A型、X型、以及Y型沸石分子篩的晶體結(jié)構(gòu)主要是由籠、籠、籠、六方棱柱籠和八面沸石籠所組成。第四節(jié)催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)2、分子篩催化劑76這些環(huán)的孔徑與分子的直徑處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)分子沸石分子篩晶體的籠狀結(jié)構(gòu)圖沸石分子篩晶體的籠狀結(jié)構(gòu)圖78⑵分子篩活性來(lái)源①多價(jià)陽(yáng)離子對(duì)水分子極化作用加強(qiáng)，提高質(zhì)子酸濃度；②多價(jià)陽(yáng)離子在分子篩中不對(duì)稱(chēng)分布使晶體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電場(chǎng),對(duì)被吸附的烴分子起極化作用,促進(jìn)正碳離子反應(yīng)。分子篩活性取決于多價(jià)陽(yáng)離子的性質(zhì)、離子交換程度、晶格的硅鋁比、熱處理及結(jié)構(gòu)水含量。分子篩催化活性比無(wú)定型硅鋁劑高幾百倍,原因是分子篩是晶體結(jié)構(gòu),比表面積很高,活性中心很多。2、分子篩催化劑第四節(jié)催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)78⑵分子篩活性來(lái)源①多價(jià)陽(yáng)離子對(duì)水分子極化作用加強(qiáng)，提高質(zhì)79沸石分子篩的催化活性高于無(wú)定形硅酸鋁可能的原因沸石分子篩的酸中心濃度較高。沸石分子篩的微孔結(jié)構(gòu)吸附能力強(qiáng)，導(dǎo)致在酸中心附近的反應(yīng)物濃度較高。沸石分子篩孔穴中的電場(chǎng)會(huì)使C－H鍵極化而促使正碳離子的生成和反應(yīng)。第四節(jié)催化裂化催化劑一、裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)79沸石分子篩的催化活性高于無(wú)定形硅酸鋁可能的原因沸石分子篩80二、裂化催化劑的物理性質(zhì)1、密度骨架密度：扣除顆粒微孔內(nèi)體積時(shí)的凈密度,稱(chēng)真實(shí)密度,約2~2.3g/cm3。顆粒密度：?jiǎn)蝹€(gè)顆粒包括孔體積在內(nèi)的密度,約0.9~1.2g/cm3。堆積密度：催化劑堆積時(shí),包括微孔和顆粒間空隙在內(nèi)的密度,與堆積方式有關(guān)，約0.5~0.8g/cm3。堆積密度分為：充氣密度(疏松密度)沉降密度(靜置2分鐘)密實(shí)密度(壓緊密度)催化劑是化學(xué)中的魔術(shù)師，是化學(xué)工業(yè)中一員主將?；瘜W(xué)工業(yè)中約有百分之八十五的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)催化劑?？梢赃@樣說(shuō)，沒(méi)有催化劑，就沒(méi)有現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)。

第四節(jié)催化裂化催化劑80二、裂化催化劑的物理性質(zhì)1、密度催化劑是化學(xué)中的魔術(shù)師，812、空隙率

ε=V空/V堆

3、結(jié)構(gòu)特性包括：孔隙率，孔體積,比表面積,孔徑等?？紫堵剩?.4~0.6孔體積：Vg=V孔/m；0.55~0.70ml/g比表面積：微孔內(nèi)外表面積，m2/g孔徑(?)：顆粒微孔的平均孔直徑。二、裂化催化劑的物理性質(zhì)第四節(jié)催化裂化催化劑812、空隙率二、裂化催化劑的物理性質(zhì)第四節(jié)催化裂化催化824、篩分組成和機(jī)械強(qiáng)度粒度范圍：20~100μm。粒度太小太大都不好。要求：①易于流化；②氣流夾帶損失??；③反應(yīng)與傳熱面積大。~40μm：10~15%；40~80μm：70%；>80μm：15~20%5、比熱容：kJ/(kg·℃)二、裂化催化劑的物理性質(zhì)第四節(jié)催化裂化催化劑824、篩分組成和機(jī)械強(qiáng)度二、裂化催化劑的物理性質(zhì)第四節(jié)83三、裂化催化劑的使用性質(zhì)1、活性活性是催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的能力。硅酸鋁催化劑:以反應(yīng)所得干點(diǎn)＜204℃的汽油(D)產(chǎn)量加上蒸餾損失(L)占原料的重量百分?jǐn)?shù);即(D+L)%。分子篩催化活性用微型反應(yīng)器評(píng)價(jià),稱(chēng)微反活性。催化裂化裝置中，可維持催化劑活性在一個(gè)較穩(wěn)定的水平，稱(chēng)此活性為平衡活性。平衡活性的高低取決于催化劑自身的穩(wěn)定性、新鮮催化劑的置換率及重金屬沉積量。第四節(jié)催化裂化催化劑83三、裂化催化劑的使用性質(zhì)1、活性第四節(jié)催化裂化催化842、選擇性選擇性是表示催化劑增加目的產(chǎn)品和減少副產(chǎn)品的選擇反應(yīng)能力。衡量裂化催化劑的選擇性的指標(biāo)很多，一般用汽油的產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化率之比來(lái)表示。沸石分子篩比無(wú)定形硅酸鋁具有更好的選擇性。3、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是表示催化劑在使用條件下保持活性的能力。4、抗金屬污染性能

污染指數(shù)=0.1(14Ni+4V+Fe+Cu)第四節(jié)催化裂化催化劑三、裂化催化劑的使用性質(zhì)842、選擇性第四節(jié)催化裂化催化劑三、裂化催化劑的使用性85分子篩催化劑的使用特性1、分子篩催化劑對(duì)烷烴和環(huán)烷烴具有較高的裂化活性和選擇性；2、分子篩催化劑對(duì)芳烴的裂化速度慢，選擇性差；3、分子篩催化劑的氫轉(zhuǎn)移活性高；4、分子篩催化劑的含碳量對(duì)催化劑的影響較大

第四節(jié)催化裂化催化劑85分子篩催化劑的使用特性1、分子篩催化劑對(duì)烷烴和環(huán)烷烴具有86四、工業(yè)用分子篩裂化催化劑的種類(lèi)我國(guó)煉廠的裂化催化劑（表7-9）稀土Y型（REY）稀土氫Y型（REHY）超穩(wěn)Y型（USY）稀土超穩(wěn)Y型（RE-USY）裂化催化劑的選用原則第四節(jié)催化裂化催化劑86四、工業(yè)用分子篩裂化催化劑的種類(lèi)我國(guó)煉廠的裂化催化劑（表87五、催化裂化助劑1、CO助燃劑：其作用是促進(jìn)CO氧化成CO2，以減少污染，同時(shí)回收大量熱量，可使再生溫度提高，從而提高了燒焦速率并使再生劑的含碳量降低，提高了再生劑的活性和選擇性，有利于提高輕質(zhì)油收率，降低催化劑循環(huán)量。常用的CO助燃劑是由Pt載在Al2O3或SiO2-Al2O3載體上制成的，一般含鉑量為300～800g/g。CO助燃劑的活性不僅取決于鉑含量，還取決于鉑的分散度和載體的性質(zhì)，其加入量一般為催化劑量的萬(wàn)分之幾。

第四節(jié)催化裂化催化劑87五、催化裂化助劑1、CO助燃劑：其作用是促進(jìn)CO氧化成C88其作用是提高裂化汽油的辛烷值。其主要活性組分是一種中孔擇形分子篩，最常用的是ZSM-5。加入辛烷值助劑可以使裂化汽油的MON提高1～2單位，RON提高2～3個(gè)單位，液化氣收率提高3%，輕油收率降低1.5～2.5%。由于ZSM-5的擇形作用，它對(duì)正構(gòu)烷烴的裂化活性顯著高于異構(gòu)烷烴，這樣便使產(chǎn)物中異構(gòu)烷烴對(duì)正構(gòu)烷烴的比值明顯提高，從而導(dǎo)致汽油的辛烷值提高。2、辛烷值助劑第四節(jié)催化裂化催化劑五、催化裂化助劑88其作用是提高裂化汽油的辛烷值。其主要活性組分是一種中孔擇89其作用是使催化劑上的有害金屬減活，以減少其毒害作用。對(duì)于催化裂化催化劑的重金屬污染，除了采取措施提高催化劑本身的抗重金屬污染能力外，還可以加入金屬鈍化劑來(lái)抑制污染金屬的活性。3、金屬鈍化劑第四節(jié)催化裂化催化劑五、催化裂化助劑89其作用是使催化劑上的有害金屬減活，以減少其毒害作用。3、90對(duì)于鎳的污染，目前工業(yè)上常采用含銻的鈍化劑。使用時(shí)先將其溶入柴油中，然后與催化原料油一并進(jìn)入反應(yīng)器。至于銻劑的鈍化作用，一般認(rèn)為是銻與鎳生成穩(wěn)定的化合物，由于銻劑有一定的毒性，目前已開(kāi)發(fā)出含鉍的金屬鈍化劑，其效果與銻劑相當(dāng)。對(duì)于釩的污染，一般用含鈣、鎂、錫的化合物以及鈦酸鋇作用鈍化劑，它們也與釩形成穩(wěn)定的化合物。

第四節(jié)催化裂化催化劑五、催化裂化助劑90對(duì)于鎳的污染，目前工業(yè)上常采用含銻的鈍化劑。使用時(shí)先將其91主要是金屬氧化物，在催化劑的再生器中與硫氧化物生成硫酸鹽等穩(wěn)定的化合物，進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)后這些化合物又會(huì)被還原釋放出硫化氫，這樣硫便可以從裂化氣中回收，減少煙氣中硫氧化物的排放量。其用量一般為裂化催化劑的0.5%。4、硫氧化物凈化劑第四節(jié)催化裂化催化劑五、催化裂化助劑91主要是金屬氧化物，在催化劑的再生器中與硫氧化物生成硫酸鹽92裂化催化劑的發(fā)展1、提高汽油辛烷值的催化劑；2、超穩(wěn)Y型分子篩(USY)進(jìn)一步改質(zhì)；3、專(zhuān)用于渣油裂化的催化劑；4、SOX

轉(zhuǎn)移劑及汽油硫轉(zhuǎn)移劑減少催化劑再生煙氣中SOX含量,轉(zhuǎn)移到催化劑中,反應(yīng)后轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S。5.降烯烴催化劑及助劑降低催化汽油中的烯烴含量92裂化催化劑的發(fā)展1、提高汽油辛烷值的催化劑；93六、裂化催化劑的失活與再生（一）裂化催化劑的失活1、水熱失活高溫、水蒸氣的作用2、結(jié)焦失活催化焦附加焦可汽提焦污染焦3、毒物引起的失活（中毒）金屬：鎳、釩、鐵、銅、鈉等堿性含氮化合物第四節(jié)催化裂化催化劑93六、裂化催化劑的失活與再生（一）裂化催化劑的失活第四94（二）裂化催化劑的再生催化劑上沉積的焦炭主要成分是碳和氫。催化劑再生是燒去催化劑上沉積的焦炭，恢復(fù)催化劑活性和選擇性，為反應(yīng)過(guò)程提供熱量。待生催化劑：經(jīng)反應(yīng)沉積了焦炭的催化劑，含炭量0.8～1.0%。再生催化劑：將待生劑燒去大部分焦炭的催化劑，含炭量0.05～0.2%。炭差：待生劑和再生劑含碳量之差，~0.8%第四節(jié)催化裂化催化劑六、裂化催化劑的失活與再生94（二）裂化催化劑的再生催化劑上沉積的焦炭主要成分是碳和氫95汽提1、汽提的目的：除去待生催化劑攜帶的油氣。如果不汽提，則：(1)損失大量油氣(2)增加再生器的負(fù)荷2、汽提方法

在反應(yīng)器沉降器下段設(shè)汽提段，通入適量的水蒸汽，與催化劑逆流接觸，將催化劑攜帶的油氣置換出來(lái)。一般汽提效率90~95%，未被汽提出來(lái)的油氣被帶入再生器燒掉，這部分油氣稱(chēng)為“可汽提炭”。第四節(jié)催化裂化催化劑95汽提1、汽提的目的：除去待生催化劑攜帶的油氣。第再生器再生器971、再生反應(yīng)和再生反應(yīng)熱總炭=催化炭+附加炭+可汽提炭焦炭的碳?xì)浔菴/HC+O2→CO2+33873kJ/kgCC+0.5O2→CO+10258kJ/kgC2H+0.5O2→H2O(汽)+119890kJ/kgH以上是在590℃下燒焦的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)，再生熱隨再生溫度變化不大,設(shè)計(jì)中一般都用590℃的數(shù)據(jù)。第四節(jié)催化裂化催化劑971、再生反應(yīng)和再生反應(yīng)熱總炭=催化炭+附加炭+可汽提炭第98再生熱與焦炭的H/C比和煙氣中的CO2/CO比有關(guān)。采用助燃劑可使煙氣中的CO接近于0，稱(chēng)為完全再生。再生放熱有11.5%消耗于焦炭脫附過(guò)程(脫附為吸熱過(guò)程,吸附為放熱過(guò)程)?？衫脽?焦炭燃燒熱-焦炭脫附熱Q可用＝Q燃—Q脫

第四節(jié)催化裂化催化劑98再生熱與焦炭的H/C比和煙氣中的CO2/CO比有關(guān)。第四992、再生反應(yīng)速度氫燃燒速度比碳快得多，碳燃燒85%時(shí)氫基本燒盡，故再生反應(yīng)關(guān)鍵是碳燃燒速度。燒碳速率公式:

CBR=0.5WVPT0CR0.7

(7-24)

CBR—碳燃燒速度,kg/h

W—再生器分布板以上催化劑總藏量,t

V—再生器效率因數(shù),與流化狀態(tài)有關(guān)

CR—再生催化劑含炭量,%

P—壓力因數(shù);P=PT·P0

PT—再生器頂部壓力與基準(zhǔn)壓力129KPa之比

P0—氧分壓因數(shù)（O2煙氣中氧含量）

T0—再生溫度因數(shù)第四節(jié)催化裂化催化劑992、再生反應(yīng)速度氫燃燒速度比碳快得多，碳燃燒85%時(shí)氫1003、再生操作的主要影響因素1）再生溫度溫度越高燃燒速度越快。再生溫度600～720℃,再生劑含碳0.05～0.02%2）再生床層氧分壓3）再生劑含碳量為使再生劑含碳量降至0.05~0.02%以下,采用兩段再生、高效再生等技術(shù)。第四節(jié)催化裂化催化劑1003、再生操作的主要影響因素1）再生溫度第四節(jié)催化裂1014）流化質(zhì)量（與再生器結(jié)構(gòu)形式有關(guān)）5）再生時(shí)間停留時(shí)間=藏量/催化劑循環(huán)量燒焦強(qiáng)度=燒焦量/藏量

停留時(shí)間一般為3~5min第四節(jié)催化裂化催化劑1014）流化質(zhì)量（與再生器結(jié)構(gòu)形式有關(guān)）第四節(jié)催化裂化102碳堆積和二次燃燒1、碳堆積兩個(gè)平衡：燒焦與生焦；耗氧與供氧供風(fēng)不足→再生劑含炭升高→催化劑選擇性變差→焦炭產(chǎn)率增加→燒焦更不完全，形成惡性循環(huán),炭越積越多—“炭堆積”.2、二次燃燒CO2在稀相段、旋風(fēng)分離器、集氣室等處燃燒,溫度升高至750~900℃(燒壞設(shè)備)。再生溫度高,過(guò)剩O2太高時(shí)易發(fā)生二次燃燒。使用CO2助燃劑,可徹底消除二次燃燒。第四節(jié)催化裂化催化劑102碳堆積和二次燃燒1、碳堆積第四節(jié)催化裂化催化劑103第五節(jié)

固體流態(tài)化原理一、固體流態(tài)化的基本概念

固體流態(tài)化：細(xì)小的固體顆粒被運(yùn)動(dòng)著的流體攜帶,使之形成象流體一樣能自由流動(dòng)的狀態(tài)。

流化床：固體流化的場(chǎng)所(容器+流化固體顆粒)。1、流態(tài)化現(xiàn)象

流體流速是保持正常流化的關(guān)鍵。

固定床、膨脹床、流化床、輸送床103第五節(jié)固體流態(tài)化原理一、固體流態(tài)化的基本概念

固體104流化床轉(zhuǎn)化圖104流化床轉(zhuǎn)化圖1052、床層壓降與流速的關(guān)系1052、床層壓降與流速的關(guān)系106⑴固定床階段A-B段．U<Umf;△P∝U最大壓力降比△P=W/F略大。⑵流化床階段

Umf<U<Ut;△P基本恒定

Umf為臨界流化速度或最小流化速度

Ut為終端速度或帶出速度⑶稀相輸送階段：床層壓降隨氣速的增大而急劇減小。流體流速保持在臨界流化速度和最大流化速度之間,才能保持流化床。106⑴固定床階段107顆粒受力圖流化時(shí)，三種力平衡，整理可得：流速大則空隙率大,床層高度也大，H(1-E)不變。故壓力降基本不變。107顆粒受力圖流化時(shí)，三種力平衡，整理可得：流速大則空隙率108也可以這樣解釋為何流化床壓力降基本不變：

床層壓力降=靜壓降+阻力降

在流化床階段,流速大則空隙率大,流速小則空隙率小，流動(dòng)阻力基本不變,故床層壓力降基本不變。由于阻力降較小,可忽略。所以壓力降基本等于床層靜壓降?！鱌=W/F,kg/m2W=△PFW=ρV=FHρ

W—床層中固體顆粒的總重量,kg

F—床層截面積,m2

H—床層高度,m

ρ—床層密度,kg/m3

108也可以這樣解釋為何流化床壓力降基本不變：

床層109催化劑顆粒氣泡109催化劑顆粒氣泡110為什么工業(yè)流化床線速大大高于最大顆粒帶出速度還能維持流化床？①聚式流化的顆粒不是單個(gè)運(yùn)動(dòng)，而是成團(tuán)運(yùn)動(dòng)；②氣體大部分是以氣泡形式通過(guò)，粒子相中氣體速度并不高；③帶出的粒子通過(guò)稀相段重力沉降和旋風(fēng)分離又回到密相床層。110為什么工業(yè)流化床線速大大高于最大顆粒帶出速度還能維持流111流化床的類(lèi)型111流化床的類(lèi)型112流化床的性質(zhì)：呈現(xiàn)類(lèi)似液體的性質(zhì)。112流化床的性質(zhì)：呈現(xiàn)類(lèi)似液體的性質(zhì)。113自流化床面向上到氣速達(dá)到均一，這段高度稱(chēng)為理論沉降高度或夾帶分離高度(TDH)。達(dá)到理論沉降高度后，固體顆粒濃度趨于一定值。流化床的帶出現(xiàn)象113自流化床面向上到氣速達(dá)到均一，這段高度稱(chēng)為理論沉降高度114不正常流化114不正常流化115二、流化床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①氣固混合攪拌強(qiáng)烈，傳質(zhì)傳熱快，床層溫度較均勻；②具有流動(dòng)性，便于輸送、便于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化；③氣固接觸面積大，3000～5000m2/m3。缺點(diǎn)：

①氣泡長(zhǎng)大，產(chǎn)生氣節(jié)、溝流等，氣固接觸不充分，轉(zhuǎn)化率只有50～70%；②由于返混，增加二次反應(yīng)，氣體和焦炭產(chǎn)率增加，輕質(zhì)油產(chǎn)率降低；③由于返混，降低了再生反應(yīng)速度和再生器效率；④催化劑帶出量大；⑤粒子間及粒子與設(shè)備間強(qiáng)烈磨擦。115二、流化床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：116改善流化質(zhì)量的途徑①合理的床層氣速；②合理的催化劑篩分組成；③合理的流化床高徑比(H/D)；④良好的分布板、分布管。116改善流化質(zhì)量的途徑①合理的床層氣速；117第六節(jié)

催化劑的流化輸送催化劑在再生器和反應(yīng)器間循環(huán)輸送。氣體和固體顆粒在管道內(nèi)混合呈流化態(tài)，具有類(lèi)似于液體的性質(zhì)，能流動(dòng)而達(dá)到輸送目的。氣固兩相輸送分兩類(lèi)：

稀相輸送：氣固混合密度<100kg/m3

密相輸送：氣固混合密度≥100kg/m3117第六節(jié)催化劑的流化輸送催化劑在再生器和反應(yīng)器間循環(huán)1181、稀相輸送⑴稀相輸送的氣固滑落現(xiàn)象在垂直管輸送中,固體顆粒速度總比氣體速度低些,稱(chēng)滑落現(xiàn)象。氣體速度U與催化劑速度Up之比稱(chēng)滑落系數(shù)Ф。氣體速度≥20m/s時(shí),Ф接近于1.由于滑落現(xiàn)象，稀相輸送中的實(shí)際密度ρ實(shí)大于表觀密度ρ表。

ρ實(shí)＝Φ·ρ表1181、稀相輸送⑴稀相輸送的氣固滑落現(xiàn)象119(2)稀相輸送的流動(dòng)特性和最小氣速稀相輸送靠氣體的流動(dòng)來(lái)推動(dòng)固體顆粒而進(jìn)行輸送，氣體必須有足夠高的速度。①垂直管輸送

噎噻速度：約1.5m/s②水平管輸送均勻顆粒：沉積速度和噎噻速度大約相等。不均勻顆粒：沉積速度約為噎噻速度的3~6倍。③斜管輸送

輸送狀態(tài)介于水平與垂直輸送之間.

工業(yè)裝置中一般操作氣速8~20m/s,保證正常輸送。119(2)稀相輸送的流動(dòng)特性和最小氣速稀相輸送靠氣體的流動(dòng)1202、密相輸送密相輸送的兩種形態(tài)：粘-滑流動(dòng)：固體顆粒向下流動(dòng),氣體與固體的相對(duì)速度不足以使顆粒流化起來(lái)，顆粒間互相壓緊、陣發(fā)性地緩慢向下移動(dòng)。流速<0.6~0.75m/s。

充氣流動(dòng)：氣體與固體的相對(duì)速度較大，足以使顆粒流化起來(lái)，此時(shí)氣固混合物具有流體的特性，可向任意方向流動(dòng)。流速＞0.6~0.75m/s。1202、密相輸送密相輸送的兩種形態(tài)：1211、密相輸送原理密相輸送靠靜壓力差推動(dòng)流化催化劑流動(dòng)。推動(dòng)力：P1-P2+△H·ρ阻力：△P摩+△P閥1211、密相輸送原理密相輸送靠靜壓力差推動(dòng)流化催化劑流動(dòng)。122休止角和內(nèi)摩擦角(1)休止角：顆粒的休止角越小越易流動(dòng)。(2)內(nèi)摩擦角：顆粒的內(nèi)摩擦角越小越易流動(dòng)。122休止角和內(nèi)摩擦角(1)休止角：顆粒的休止角越小越易流動(dòng)1232、稀相輸送管路的壓力降①起點(diǎn)和終點(diǎn)間的氣固料柱靜壓差△Ph(kPa)

△Ph=9.8×10-3×H·ρ混

H—兩點(diǎn)間垂直距離,mρ混—?dú)夤袒旌厦芏?kg/m3考慮滑落系數(shù)Ф：或?qū)崪y(cè)求：ρ’=△P/△h，稱(chēng)為“視密度”。G固>>G氣,V氣>>V固1232、稀相輸送管路的壓力降①起點(diǎn)和終點(diǎn)間的氣固料柱靜壓差124

②由催化劑顆粒被加速以及由轉(zhuǎn)向、出口等引起的壓力降△Pa

△Pa=5×10-4Nρ混U2N—系數(shù),加速催化劑N=1;出口損失N=1;

每轉(zhuǎn)彎一次N=1.25。

③氣固混合物在管路中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦損失△Pf124②由催化劑顆粒被加速以及由轉(zhuǎn)向、出口等引起的壓力降125④滑閥壓降△P閥

G—催化劑循環(huán)量，t/h;ρ—?dú)夤袒旌厦芏?，kg/m3;A—閥孔流通面積，m2?？倝毫怠鱌總=△Ph+△Pa+△Pf＋△P閥125④滑閥壓降△P閥1263、催化劑輸送管路

(1)氣固同時(shí)向下流動(dòng)斜管、立管、U型管下流段固體線速1.2~2.4m/s(2)固體向下而氣體向上的流動(dòng)溢流管、脫氣罐、料腿、汽提段等要求催化劑流速低(脫氣)：0.1~0.76m/s(3)固體和氣體同時(shí)向上流動(dòng)U型管上流段、密相提升管、預(yù)提升管等氣固流速高，氣體量大，氣固密度小

1263、催化劑輸送管路(1)氣固同時(shí)向下流動(dòng)127第七節(jié)

催化裂化工藝流程由四部分組成：反應(yīng)-再生系統(tǒng)分餾系統(tǒng)吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)再生煙氣能量回收系統(tǒng)127第七節(jié)催化裂化工藝流程由四部分組成：128催化裂化裝置工藝流程圖128催化裂化裝置工藝流程圖1291、反應(yīng)--再生系統(tǒng)1291、反應(yīng)--再生系統(tǒng)130催化裂化裝置工藝流程（反應(yīng)再生系統(tǒng)）提升管再生器沉降器130催化裂化裝置工藝流程（反應(yīng)再生系統(tǒng)）提升管再生器沉降器131反-再系統(tǒng)與分餾系統(tǒng)原則流程131反-再系統(tǒng)與分餾系統(tǒng)原則流程1322、分餾系統(tǒng)作用：將反應(yīng)產(chǎn)物分離為富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰?、油漿。分餾系統(tǒng)工藝流程圖

1322、分餾系統(tǒng)作用：將反應(yīng)產(chǎn)物分離為富氣、粗汽油、輕柴油460~480℃含cat.粉塵作輔助調(diào)節(jié)手段分餾系統(tǒng)人字型塔板去吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)460~480℃含cat.粉塵作輔助調(diào)節(jié)手段分餾134催化分餾塔工藝特點(diǎn)①分餾塔下部有脫過(guò)熱段進(jìn)料是帶有催化劑粉未的460℃以上的過(guò)熱油氣；塔下部設(shè)脫過(guò)熱段，達(dá)到洗滌催化劑粉未和脫過(guò)熱的作用。②產(chǎn)品容易分離③全塔過(guò)剩熱多設(shè)四個(gè)循環(huán)回流。塔頂冷回流只作備用手段，主要靠頂循環(huán)回流取走熱量，原因：a、油氣中含有較多的不凝氣，影響傳熱和增加塔頂至氣壓機(jī)的壓力降；b、頂循環(huán)回流溫度較高，傳熱溫差較大。④盡量減小分餾塔系統(tǒng)壓降，提高氣壓機(jī)入口壓力134催化分餾塔工藝特點(diǎn)①分餾塔下部有脫過(guò)熱段135說(shuō)明分餾系統(tǒng)的進(jìn)料是過(guò)熱氣體，并帶有催化劑細(xì)粉，所以進(jìn)料口在塔的底部，塔下端用油漿循環(huán)以沖洗擋板和防止催化劑在塔底沉積，并通過(guò)油漿與原料換熱取走過(guò)剩熱量。塔頂氣態(tài)產(chǎn)品量大，為減少塔頂冷凝器負(fù)荷，塔頂也采用循環(huán)回流取熱代替冷回流，以減少冷凝冷卻的總面積。由于全塔剩余熱量大，為保證全塔汽液負(fù)荷相差不過(guò)于懸殊，并回收高溫位熱量，除塔底設(shè)置油漿循環(huán)取熱外，還設(shè)置中段回流取熱。135說(shuō)明分餾系統(tǒng)的進(jìn)料是過(guò)熱氣體，并帶有催化劑細(xì)粉1363、吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)作用：將富氣、粗汽油進(jìn)一步分離為干氣、液化氣和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。吸收塔：用粗汽油吸收富氣中的≥C3組分（也吸收了少量C2）再吸收塔：用輕柴油吸收干氣中攜帶的少量汽油解吸塔：將富吸收油中的C2解吸出來(lái)穩(wěn)定塔：從汽油中分離出C3、C41363、吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)作用：將富氣、粗汽油進(jìn)一步分離為干氣137吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)原理流程圖氣態(tài)烴

粗汽油凝縮油壓縮富氣解吸氣貧氣吸收塔解吸塔再吸收塔穩(wěn)定塔干氣液態(tài)烴貧吸收油穩(wěn)定汽油水富吸收油137吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)原理流程圖氣態(tài)烴粗汽油凝縮油壓縮富氣解1384、煙氣能量回收系統(tǒng)高溫?zé)煔饨?jīng)高效三級(jí)旋風(fēng)分離器分出其中催化劑,使粉塵含量降到0.2g/m3以下?；厥諢煔獾娘@熱、動(dòng)能、壓力能1384、煙氣能量回收系統(tǒng)高溫?zé)煔饨?jīng)高效三級(jí)旋風(fēng)分離器分出其139煙氣能量回收系統(tǒng)示意圖煙氣能量回收系統(tǒng)示意圖139煙氣能量回收系統(tǒng)示意圖煙氣能量回收系統(tǒng)示意圖140重油催化裂化1、渣油的特點(diǎn)渣油中的鎳、釩等重金屬沉積在催化劑之上，使催化劑活性降低。在再生過(guò)程中，釩會(huì)破壞分子篩結(jié)構(gòu)和堵塞孔徑。鎳會(huì)促進(jìn)脫氫反應(yīng)，導(dǎo)致生成氫氣和焦炭。渣油中含有少量的鈉、鉀等堿金屬，再生條件下會(huì)降低催化劑的酸性并加速破壞分子篩；堿性氮化合物會(huì)破壞裂化催化劑的酸性。重油中有相當(dāng)數(shù)量的高沸點(diǎn)組分，霧化和蒸發(fā)困難。渣油中含有較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，使焦炭產(chǎn)率增加。多數(shù)渣油中含硫，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響，焦炭中的硫在再生過(guò)程中生成SOX，造成大氣的污染。

140重油催化裂化1、渣油的特點(diǎn)1412、重油催化裂化工藝技術(shù)特點(diǎn)選擇適合重油催化裂化的催化劑。較強(qiáng)的抗金屬污染能力對(duì)焦炭和氫選擇性低具有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性耐磨性能好使用金屬鈍化劑，減小重金屬的影響。選用高效進(jìn)料噴嘴，加強(qiáng)原料油的霧化和汽化。提升管反應(yīng)器按高溫短接觸時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作，以抑制二次反應(yīng)和縮合生焦反應(yīng)。采用低的反應(yīng)壓力，降低焦炭產(chǎn)率，同時(shí)氣體產(chǎn)率上升。外排油漿再生器取熱1412、重油催化裂化工藝技術(shù)特點(diǎn)選擇適合重油催化裂化的催化1423、幾種重油催化裂化工藝4、我國(guó)的重油催化裂化技術(shù)1423、幾種重油催化裂化工藝143一、反應(yīng)器1、床層反應(yīng)器（在催化裂化中已淘汰）各段結(jié)構(gòu)和作用：密相段稀相段汽提段第八節(jié)催化裂化的設(shè)備143一、反應(yīng)器第八節(jié)催化裂化的設(shè)備1442、提升管反應(yīng)器1442、提升管反應(yīng)器145（1）型式及結(jié)構(gòu)直立式：用于高低并列式裝置折疊式：用于同軸式裝置提升管制成兩段或三段不同直徑，設(shè)兩個(gè)進(jìn)料口；下部為預(yù)提升段(氣速>1.5m/s)。145（1）型式及結(jié)構(gòu)直立式：用于高低并列式裝置146提升管預(yù)提升段146提升管預(yù)提升段147直徑----由氣體線速度計(jì)算