催化裂化-催化裂化催化劑（石油加工課件）

項(xiàng)目五

催化裂化任務(wù)四催化裂化催化劑催化裂化催化劑的組成與結(jié)構(gòu)催化劑是一種能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，卻不改變化學(xué)反應(yīng)平衡，本身在化學(xué)反應(yīng)中用量小、不被明顯消耗的化學(xué)物質(zhì)。催化劑的作用是促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速率，從而提高反應(yīng)器的處理能力。而且，催化劑能有選擇性地促進(jìn)某些反應(yīng)速率，因此，催化劑對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)率分布及質(zhì)量好壞起著重要作用。

石油煉制工業(yè)除原油蒸餾、焦化等少數(shù)幾個(gè)過(guò)程外，85%以上的過(guò)程為催化反應(yīng)過(guò)程，催化裂化作為重油高效轉(zhuǎn)化和煉化一體的的關(guān)鍵技術(shù)，催化劑發(fā)揮的作用至關(guān)重要。膠質(zhì)富含飽和烴側(cè)鏈的芳烴瀝青質(zhì)粘結(jié)劑基質(zhì)（載體）分子篩(活性組分)ZeoliteCatalyst汽油柴油液化氣油漿化工產(chǎn)品各種原料MatrixYZSM-5FCC催化劑活性組元分子篩：ZSM-5和Y。ZSM-5作添加劑：15～50%基質(zhì)或稱之為載體：如高嶺土，合成基質(zhì)：20～70％粘結(jié)劑：鋁溶膠、硅溶膠、硅-鋁溶膠添加物或助劑組分：抗V、Ni等1、催化裂化催化劑的發(fā)展史年代催化劑1936活化天然粘土1940合成了硅鋁催化劑1946首次應(yīng)用微球催化劑20C60s開發(fā)出了Y沸石；開始使用Y沸石催化劑USY和ReY催化劑開發(fā)成功20C70s催化劑再生開始使用CO助燃劑、硫轉(zhuǎn)移劑；催化劑開始添加鈍Ni劑、鈍V劑20C80s開始使用ZSM－5，提高汽油RON20C90s~提高汽油收率與RON；汽油降硫、降烯烴；降焦炭產(chǎn)率；提高丙烯/液化氣收率的各種催化劑迅速發(fā)展起來(lái)。2、催化裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征（1）各烴類之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附和反應(yīng)的阻滯作用2、催化裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征（2）平行反應(yīng)和順序反應(yīng)2、催化裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征（2）平行反應(yīng)和順序反應(yīng)3、催化裂化反應(yīng)的熱力學(xué)特征（1）催化裂化反應(yīng)平衡2、催化裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征①提供足夠的表面和孔道，使分子篩分散得更好，利于油氣擴(kuò)散。

②載體自身提供一定活性，使大分子能進(jìn)行一次裂化。

③在離子交換時(shí)，分子篩中殘存的鈉會(huì)影響分子篩的穩(wěn)定性。載體不僅可以容納分子篩中未除去的鈉，能增加催化劑的抗毒性能。

④在再生和反應(yīng)時(shí)，載體起到熱量貯存和傳遞的作用。

⑤適宜的載體可增強(qiáng)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。

⑥分子篩的價(jià)格較高，使用載體可降低催化劑的生產(chǎn)成本。工業(yè)上廣泛采用的載體是低鋁硅酸鋁和高鋁硅酸鋁。載體除了起稀釋作用外，還具有以下重要作用:3、催化裂化反應(yīng)熱力學(xué)特征（2）催化裂化反應(yīng)的熱效應(yīng)項(xiàng)目五

催化裂化任務(wù)四催化裂化催化劑催化裂化催化劑的使用性能對(duì)于催化裂化催化劑,除要求有一定的物理性能外,還需滿足一些與生產(chǎn)情況直接關(guān)聯(lián)的指標(biāo)。

化學(xué)性能：

活性、選擇性、穩(wěn)定性、抗金屬污染能力

物理性能：

密度、篩分組成、機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)特性

1.化學(xué)性質(zhì)

活性是指催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率的能力。分子篩催化劑的活性在實(shí)驗(yàn)室中采用微反應(yīng)器測(cè)定的，稱為微反活性。（1）活性測(cè)定方法：在微型固定式流化床反應(yīng)器中放置

5.0g待測(cè)催化劑，采用標(biāo)準(zhǔn)原料(我國(guó)規(guī)定用大港235～337℃的輕柴油)，在反應(yīng)溫度為460℃，重量空速為16h-1，劑油比為

3.2的反應(yīng)條件下反應(yīng)

70s，所得反應(yīng)產(chǎn)物中的(<204℃

的汽油+柴油+氣體+焦炭)質(zhì)量占總進(jìn)料量的百分?jǐn)?shù)即為該催化劑的微反活性(MA)

。①微反活性1.化學(xué)性質(zhì)（1）活性為了使測(cè)定結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際工況更加接近，在測(cè)定新鮮催化劑的活性前，須先將催化劑進(jìn)行水熱老化處理，水熱老化的條件是使催化劑在800℃、常壓、100%水蒸氣下處理4h或17h。微反活性是催化劑FCC反應(yīng)能力最重要的指標(biāo)。但微反活性只是一種相對(duì)比較的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因?yàn)榇呋鸦^(guò)程復(fù)雜，影響因素很多，新鮮催化劑在開始使用一段時(shí)間后，活性急劇下降，待降到一定程度以后則緩慢下降，因此微反性不能真實(shí)地反映實(shí)際生產(chǎn)情況；①微反活性1.化學(xué)性質(zhì)（1）活性新鮮催化劑在開始使用一段時(shí)間后，活性急劇降，待降到一定程度以后則緩慢下降。另外，由于生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的損失一部分催化劑，而需要定期補(bǔ)充相應(yīng)數(shù)量的新鮮催化劑。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)的催化劑活性可保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平，此時(shí)催化劑的活性稱為平衡活性。

平衡活性的高低取決于催化劑的穩(wěn)定性新鮮催化劑的補(bǔ)充量。分子篩催化劑額平衡活性一般是60~70，②平衡活性1.化學(xué)性質(zhì)（1）活性

分子篩催化劑的活性比無(wú)定形硅酸鋁高得多。這是因?yàn)?

a.沸石活性中心濃度較高;

b.沸石細(xì)微孔結(jié)構(gòu)的吸附性強(qiáng)，在酸中心附近烴濃度較高;

c.在沸石孔中靜電場(chǎng)作用下，通過(guò)C-H鍵極化促使正碳離子的生成和反應(yīng)。三者總的作用結(jié)果使得沸石分子篩催化劑具有非常高的活性。②平衡活性1.化學(xué)性質(zhì)（2）選擇性選擇性是指催化劑增加目的產(chǎn)品和減少副產(chǎn)品的選擇反應(yīng)能力。催化裂化的主要目的產(chǎn)物類型是汽油，裂化催化劑的選擇性可以用“汽油產(chǎn)率/焦炭產(chǎn)率”或“汽油產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率”來(lái)表示。裂化催化劑在受重金屬污染以后，其選擇性會(huì)變差。分子篩催化劑的選擇性優(yōu)于無(wú)定型硅酸鋁。

活性高的催化劑，選擇性不一定好，評(píng)價(jià)催化劑好壞不僅考慮它的活性，還要考慮它的選擇性。1.化學(xué)性質(zhì)（3）穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指催化劑在使用過(guò)程中保持其活性劑及選擇性的性能。

FCC催化劑在反應(yīng)和再生過(guò)程中由于高溫和水蒸氣的反復(fù)作用，使催化劑孔徑、比表面等物理性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致活性下降，這種現(xiàn)象稱為老化。

FCC催化劑的穩(wěn)定性由老化前、后催化劑的活性比較來(lái)評(píng)價(jià)。老化后活性較低的越少，說(shuō)明催化劑的穩(wěn)定性越好。分子篩的穩(wěn)定性高于無(wú)定型硅鋁酸催化劑；分子篩的穩(wěn)定性：Y型高于X型。1.化學(xué)性質(zhì)（4）抗金屬污染能力原料油中的重金屬(Ni、V、Fe、Cu等)、堿土金屬(Na、Ca、K等)以及堿性氮化物對(duì)催化劑有污染能力。

重金屬沉積在催化劑表面，會(huì)大大降低催化劑的活性和選擇性，使汽油產(chǎn)率降低、氣體和焦炭產(chǎn)率升高，尤其是裂化氣體中的氫含量增加，C3和C4的產(chǎn)率降低，這種現(xiàn)象稱為催化劑中毒或污染。1.化學(xué)性質(zhì)重金屬對(duì)催化劑的污染程度常用污染指數(shù)來(lái)表示：

PI=0.1(14Ni+4V+Fe+Cu)單位：PPmPI（新鮮催化劑）<75，PI（平衡催化劑）<150

PI>750污染催化劑PI>900嚴(yán)重污染PI>1000（分子篩催化劑）對(duì)收率和質(zhì)量也無(wú)明顯的影響。清潔催化劑

分子篩催化劑抗金屬污染能力高于無(wú)定型硅鋁酸催化劑。（4）抗金屬污染能力1.化學(xué)性質(zhì)

烴類在催化裂化時(shí)會(huì)生成大量的焦炭，沉積在催化劑的表面或孔道內(nèi)，使催化劑活性降低、選擇性變差，因此催化劑需要經(jīng)常進(jìn)行再生處理。（5）再生性能

對(duì)于一個(gè)催化裂化裝置，決定處理能力的關(guān)鍵常常是再生系統(tǒng)的燒焦能力，因此催化劑的再生性能是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。因積炭量對(duì)其選擇性影響較大，目前一般要求，再生后分子篩基催化劑含碳量低于0.05%。2.物理性能（1）密度FCC催化劑是微球狀多孔物質(zhì),其密度有幾種表示方法：催化劑的堆積密度常用來(lái)計(jì)算催化劑的體積和重量，催化劑的顆粒密度對(duì)催化劑的流化性能有影響。

表示方法數(shù)值范圍含義真實(shí)密度2～2.2g/cm3

顆粒骨架本身所具有的密度,即顆粒的骨架的質(zhì)量與骨架實(shí)際所占有的體積之比。顆粒密度0.9～1.2g/cm3

把微孔體積計(jì)算在內(nèi)的單個(gè)顆粒的密度。堆積密度0.5～0.8g/cm3

催化劑堆積時(shí)包括微孔體積和顆粒間隙的體積的密度。

2.物理性能（2）篩分組成催化劑的顆粒大小是不均勻的，大小顆粒所占的百分?jǐn)?shù)，叫做粒度分布或篩分組成。合理的篩分組成可以保證催化劑在流化床中有良好的流化狀態(tài)、較大的傳熱面積和較小的催化劑損失。

工業(yè)用微球催化劑顆粒直徑一般在20~80μm之間。平衡中，

比較適宜的篩分組成為：20~80μm占到60~80%

<40μm（細(xì)粉）

占到10~15%

>80μm（粗粒）

占到15~20%粗顆粒與細(xì)顆粒含量之比，叫粗度系數(shù)。催化劑中，小顆粒夾在大顆粒之間，利于流化；但小顆粒在裝置中不易保留，損失大。而粗顆粒太多則不利于流化，因此粗度系數(shù)不宜太大，平衡催化劑的粗度系數(shù)一般不大于3。2.物理性能（3）機(jī)械強(qiáng)度

催化劑在反應(yīng)器、再生器和輸送管道中，顆粒之間以及顆粒與管壁之間經(jīng)常發(fā)生激烈碰撞，因此催化劑要有一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，以防止其過(guò)度粉碎、減少磨損，確保流化良好。目前，催化劑的機(jī)械強(qiáng)度用磨損指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，將定量的微球催化劑放在特定儀器中，用高速氣流沖擊4h，所產(chǎn)生的小于15pμm的細(xì)粉占大于15pum催化劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，即為催化劑磨損指數(shù)。

催化劑磨損指數(shù)一般在1~4范圍內(nèi)。項(xiàng)目五

催化裂化任務(wù)四催化裂化催化劑催化裂化催化劑的失活催化裂化催化劑的失活理想的催化劑在工業(yè)裝置的應(yīng)用中應(yīng)該能保持恒定的活性，但非均相催化過(guò)程中，工業(yè)催化劑的活性與選擇性會(huì)隨時(shí)間逐步下降，這種活性衰退是一種伴生現(xiàn)象。我們通常把這種現(xiàn)象稱為成為催化劑的失活。導(dǎo)致FCC催化劑失活的因素很多，總的來(lái)說(shuō)可以分為三類：

（1）水熱失活

（2）生焦失活

（3）中毒失活（1）水熱失活催化裂化催化劑的失活水熱失活——

在高溫下，特別是水蒸氣存在條件下，F(xiàn)CC催化劑的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比表面減小，孔容減小，分子篩的晶體結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致催化劑的活性和選擇性不斷下降。反應(yīng)溫度480～530℃再生溫度650～700℃反應(yīng)器和再生器內(nèi)H2O（氣）濃度5～20%

FCC催化劑不僅需要良好的抗高溫性能，還需要具備在該溫度條件下炕水蒸氣減活的能力，即水熱穩(wěn)定性。在裝置穩(wěn)定運(yùn)行階段，沸石水熱失活的速率大概是0.5%/天，這個(gè)過(guò)程比較慢，但是不可逆。（1）水熱失活催化裂化催化劑的失活高溫循環(huán)流動(dòng)水蒸汽活性組分流失燒結(jié)半熔晶體長(zhǎng)大晶格破壞載體（1）水熱失活催化裂化催化劑的失活水熱失活速率與操作條件、催化劑結(jié)構(gòu)有關(guān)。無(wú)定型硅鋁催化劑

650℃以上

水熱失活加快，750℃則迅速失活REY分子篩晶體崩塌溫度870-880℃USY分子篩晶體崩塌溫度950-980℃

對(duì)于分子篩催化劑＜650℃（100%水蒸氣分壓）

水熱失活很緩慢

704～717℃之間

水熱失活并不嚴(yán)重

＞730℃

水熱失活問(wèn)題比較突出水熱失活主要發(fā)生在操作條件最為苛刻的再生器內(nèi)。為避免催化劑的高溫水熱失活，再生溫度一般控制在670

℃以下。催化裂化催化劑的失活（2）生焦失活

在FCC反應(yīng)過(guò)程中生成的焦炭，沉積在催化劑表面或孔隙中，或者把孔口堵塞，降低了顆粒內(nèi)外表面積利用率而引起活性衰退。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑上沉積的焦炭增多，失活程度也加大。焦炭主要C、H兩種元素組成，H/C比很低,一般(0.3~1)，

生焦失活主要發(fā)生在提升管反應(yīng)器內(nèi)，失活速度快，但通過(guò)燒焦再生恢復(fù)活性。催化裂化催化劑的失活（2）生焦失活根據(jù)生成途徑，可分為催化焦、附加焦、可汽提焦、污染焦。焦炭類型產(chǎn)生原因影響因素應(yīng)對(duì)措施催化焦烴類在催化劑酸性中心上發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成的焦炭，氫含量約3～5%。與反應(yīng)深度有關(guān)，隨轉(zhuǎn)化率的增大而增大。調(diào)整操作條件；適當(dāng)降低轉(zhuǎn)化率。附加焦結(jié)焦前驅(qū)體（尤其是稠環(huán)芳烴）在催化劑表面經(jīng)吸附、縮合反應(yīng)生成的焦炭。與原料的殘?zhí)恐涤嘘P(guān)降低進(jìn)料中的殘?zhí)?；適當(dāng)外甩一定的油漿可汽提焦在汽提段汽提不完全而殘留在催化劑上的重質(zhì)烴，是一種富氫焦炭，氫含量約10～15%。與汽提段的汽提效果、劑油比，以及催化劑的孔結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。選用大孔徑、低比表面積的催化劑；適當(dāng)提高蒸汽流量。污染焦催化劑上沉積的金屬促進(jìn)脫氫和縮合反應(yīng)生成的焦炭，或由于催化劑活性中心被堵塞和中和，造成過(guò)度熱裂化反應(yīng)所引起的。與催化劑上的金屬沉積量、沉積金屬的類型有關(guān)。開好電脫鹽系統(tǒng)；定期卸劑補(bǔ)劑；選用適當(dāng)金屬鈍化劑。催化裂化催化劑的失活（3）中毒失活

從原料中帶來(lái)的重金屬（鐵、鎳、釩、銅等）、堿金屬和堿土金屬（鈉、鈣、鎂等），以及堿性和其酸性氮化物，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)析出或吸附到催化劑上，引起催化劑的中毒失活。金屬主要來(lái)源于原料油。

中毒失活的程度隨金屬的種類而異，也隨金屬積累的數(shù)量而增大，一般屬于永久性的破壞，是不可逆的，但是可以采用重金屬鈍化劑來(lái)減緩中毒失活的速率。中毒失活的后果焦炭產(chǎn)率上升液體產(chǎn)率下降產(chǎn)品不飽和度下降催化裂化催化劑的失活（3）中毒失活①重金屬對(duì)催化劑的影響——以卟啉化合物形式存在以V、Ni、Fe、Cu為代表。

重金屬使催化劑中毒由弱至強(qiáng)的順序?yàn)椋?/p>

鎳

鐵含量雖多，但毒性很??；銅含量很小，不構(gòu)成主要危害；鉛<鉻

<鐵<釩<鉬<銅<鈷<鎳

通常將V、Ni列為重點(diǎn)對(duì)象催化裂化催化劑的失活（3）中毒失活①重金屬對(duì)催化劑的影響——以卟啉化合物形式存在以V、Ni、Fe、Cu為代表，通常將V、Ni列為重點(diǎn)對(duì)象。

鎳的脫氫作用導(dǎo)致催化劑的選擇性變差；釩會(huì)破壞沸石晶體結(jié)構(gòu)，使催化劑的活性下降。

比表面積小的催化劑對(duì)金屬失活更敏感；平衡劑抗金屬污染能力強(qiáng)于新鮮劑；V<

600ug/g或Ni<600ug/g

未發(fā)現(xiàn)金屬失活V、Ni含量約為1000ug/g轉(zhuǎn)化率下降6%含V2000ug/g活性下降2個(gè)單位含V4000ug/g活性下降6～10個(gè)單位催化裂化催化劑的失活（3）中毒失活②堿金屬和堿土金屬對(duì)催化劑的影響

——以離子形態(tài)存在Ca、Mg對(duì)催化劑的毒害作用較弱。Na對(duì)催化劑的影響較大：

a.可以降低催化劑結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)，使之在再生溫度條件下發(fā)生熔化現(xiàn)象，把分子篩和基質(zhì)一同破壞；

b.Na還中和酸性中心而降低催化劑的活性，抑制裂化反應(yīng)的速率，不利于汽油辛烷值的提高。c.加劇重金屬的毒害作用；

d.降低催化劑的硬度。當(dāng)污染鈉由1.2%降到0.2%時(shí)，RON增加了2個(gè)單位。所以原料的脫鹽必須十分重視，應(yīng)控制在1~2μg/g范圍內(nèi)，催化劑上鈉含量以不超過(guò)1%為宜。（4）FCC催化劑的平衡活性催化裂化裝置使用的催化劑，經(jīng)過(guò)反復(fù)反應(yīng)-再生循環(huán)使用，老化、降活、損耗、補(bǔ)充，處于一種穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡中，稱為“平衡催化劑”。在FCC裝置生產(chǎn)過(guò)程中，由于新鮮催化劑在使用中會(huì)受到各種因素的影響而逐漸發(fā)生變化，因此新鮮催化劑的活性并不能反應(yīng)工業(yè)裝置中實(shí)際的催化劑活性。

在生產(chǎn)實(shí)際中，通常用“平衡活性“來(lái)表示裝置中相對(duì)穩(wěn)定的催化劑活性。①FCC生產(chǎn)過(guò)程中，催化劑活性的表示方法催化裂化催化劑的失活（4）FCC催化劑的平衡活性a.催化劑的水熱失活速度。再生器的操作條件（溫度、水蒸氣分壓、停留時(shí)間等）對(duì)催化劑的水熱失活速度的影響是決定性的。b.催化劑的置換速率。置換率上升平衡活性下降小.c.催化劑的重金屬污染。

孔結(jié)構(gòu)、比表面積、熔點(diǎn)、抗中毒能力等d.待生催化劑的再生效果。e.其他因素。新鮮催化劑的活性及穩(wěn)定性、原料的性質(zhì)及重金屬含量、催化劑的流失率、裝置的操作條件等。②影響裝置催化劑平衡活性的因素催化裂化催化劑的失活項(xiàng)目五

催化裂化任務(wù)四催化裂化催化劑催化裂化催化劑的再生工業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，催化劑的活性與選擇性會(huì)隨時(shí)間逐步下降。導(dǎo)致FCC催化劑失活的原因由水熱失活、中毒失活和生焦失活。催化裂化催化劑的再生

催化劑最主要的是活的形式是生焦失活，催化劑上沉積的焦炭是一種縮合產(chǎn)物，它的主要成分是C和H，其經(jīng)驗(yàn)分子式可寫成（CHn）m，n=0.4～0.9。除了補(bǔ)充新鮮催化劑外，催化劑再生也是維持平衡活性的重要手段。

水熱失活、中毒失活，主要引起催化劑的結(jié)構(gòu)破壞，活性組分流失、晶體長(zhǎng)大。生焦失活主要是生成的焦炭造成催化劑比表面積、空隙或孔口堵塞。1.催化裂化催化劑的再生特點(diǎn)通過(guò)再生只能恢復(fù)催化劑由于結(jié)焦而喪失的活性，但不能恢復(fù)由于結(jié)構(gòu)變化及金屬污染而引起的失活。通常離開反應(yīng)器時(shí)的催化劑(待生劑)上含炭約1%，對(duì)分子篩催化劑要求再生劑上的碳含量降到0.1%甚至0.05%以下。提供裂化反應(yīng)熱，決定整個(gè)裝置的熱平衡。決定整個(gè)裝置的生產(chǎn)能力

高溫下，用空氣燒去催化劑上沉積的焦炭的過(guò)程，稱為催化劑再生。1.催化裂化催化劑的再生流程（2）生焦失活待生催化劑含碳量約1%再生后催化劑要求含碳<0.5%REY型：0.2%USY型：0.05%反應(yīng)產(chǎn)物待生催化劑再生催化劑（1）再生反應(yīng)2.催化裂化催化劑的再生反應(yīng)催化劑的再生反應(yīng),就是用空氣中的氧燒去催化劑上沉積的焦炭，

可以表示為:再生反應(yīng)的產(chǎn)物除了CO、CO2

和H2O以外,因?yàn)樵现泻蠸、N等元素,產(chǎn)物中便含有SOx和NOx，為實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，要進(jìn)行脫硫脫硝處理。一般情況下，再生煙氣中（CO/CO2）比值在1.1～1.3。在高溫再生和使用CO助燃劑，比值可以提高甚至可以使煙氣中的CO為零。（2）再生反應(yīng)熱2.催化裂化催化劑的再生反應(yīng)

再生反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)相當(dāng)大，足以提供本裝置熱平衡所需要的熱量，還可以提供大量的剩余熱。

再生反應(yīng)熱的大小與下列因素有關(guān)：

a、焦中的氫碳比H/Cb、再生煙氣中CO2/CO比值

c、焦炭產(chǎn)率（2）再生反應(yīng)熱2.催化裂化催化劑的再生反應(yīng)

由于焦炭的確切組成不能確定，在催化裂化工藝計(jì)算中通常根據(jù)元素碳和元素氫的燃燒發(fā)熱值，結(jié)合H/C，CO2/CO計(jì)算反應(yīng)熱。

注意：總熱效應(yīng)扣除11.5%的焦炭脫附熱后得凈熱效應(yīng)。這種計(jì)算方法實(shí)質(zhì)上是把焦炭看成碳和氫的混合物，這在理論上是不正確的。但是通過(guò)計(jì)算得到的結(jié)果比較接近實(shí)際值。元素碳和元素氫的燃燒熱如下：

C+O2→CO233873KJ/Kg

C+0.5O2→CO10258KJ/Kg

H2+0.5O2→H2O119890KJ/Kg2.燒炭強(qiáng)度在催化劑的再生過(guò)程中，催化劑本身對(duì)燒焦反應(yīng)無(wú)影響。對(duì)于同一種催化劑，新鮮催化劑結(jié)焦快、再生速度也快。老化后的催化劑，結(jié)焦慢、再生也慢。

焦炭中碳的燃燒是催化劑再生中最主要的反應(yīng)。

再生反應(yīng)速度決定再生器的效率，它對(duì)催化劑的活性、選擇性，裝置的生產(chǎn)能力有重要影響。催化劑再生反應(yīng)速度取決于碳的燃燒速度：

焦炭中含有一定量的氫，因燒氫速度遠(yuǎn)比燒碳快(一般認(rèn)為：燒氫速度是燒碳速度的5倍左右)，當(dāng)碳轉(zhuǎn)化80%時(shí)，氫已基本燒完。因此，燒氫速度不是再生速度的控制因素。3.FCC催化劑再生的影響因素（1）再生溫度

再生溫度對(duì)催化劑再生燒焦速度影響很大。再生溫度T↑，燒焦速度↑，Kα正比e-E/RT，但是它又受到催化劑的水熱穩(wěn)定性和設(shè)備耐高溫的限制。對(duì)于常規(guī)催化裂化裝置：

再生溫度650C，每提高10C，燒碳強(qiáng)度約提高20%。對(duì)于重油催化劑裂化裝置，

采用單器完全再生技術(shù)時(shí)，再生溫度約650C;采用兩個(gè)再生器串聯(lián)再生技術(shù)時(shí)，在一再內(nèi)焦炭中氫已基本燒掉，二再可適當(dāng)提溫操作，再生溫度一般不高于720C。（2）氧分壓—再生壓力

氧分壓升高，燒焦速度增加。氧分壓是操作壓力與再生氣體中氧分子濃度的乘積。因此，提高氧濃度和再生壓力，有利于提高燒焦速率。①氧濃度是進(jìn)入和出去的對(duì)數(shù)平均值?？諝庵泻趿渴嵌ㄖ?，出口煙氣中的氧含量是個(gè)操作變數(shù)。

一般再生

0.5%；

單器完全再生3%②再生壓力取決于兩器壓力平衡和主風(fēng)機(jī)允許的最高出口風(fēng)壓，另外，再生壓力↑，反應(yīng)壓力↑，焦炭產(chǎn)率↑，故只有在生產(chǎn)負(fù)荷變化較大時(shí)才作調(diào)整。再生壓力一般為1.4～2.0atm（表壓）3.FCC催化劑再生的影響因素（3）催化劑的含碳量催化劑的炭含量越多，燒炭速率越快。但催化劑再生的目的就是燒炭，以提高其活性與選擇性。所以操作上不可能采用提高催化劑的含碳量來(lái)提高燒炭速度。為了將催化劑的碳含量降到0.1%至(0.05或0.02%)以下,就必須要強(qiáng)化再生的方式改善再生床層的流化狀態(tài)。強(qiáng)化再生的方法：一段燒掉70%的炭，二段利用一段催