催化裂化工艺

1、 一、催化裂化简介一、催化裂化简介 催化裂化工艺产生于催化裂化工艺产生于2020世纪世纪4040年代，是炼油厂提高原油加工年代，是炼油厂提高原油加工 深度的一种重油轻质化的工艺，是炼油生产的核心装置。我深度的一种重油轻质化的工艺，是炼油生产的核心装置。我 国国80%80%左右的汽油与左右的汽油与30%30%左右的柴油产自催化裂化装置。左右的柴油产自催化裂化装置。 19651965年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投 产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、 微球催化剂

2、与添加剂。微球催化剂与添加剂。 1974年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置 随着催化剂和催化工艺的发展，其加工的原料逐步重质化、随着催化剂和催化工艺的发展，其加工的原料逐步重质化、 劣质化。劣质化。 组成单元组成单元:反应反应-再生单元、分馏单元、吸收再生单元、分馏单元、吸收 稳定单元、能量回收单元稳定单元、能量回收单元 。 随着低碳烯烃的生产需求和汽油质量升级的需要，目前国随着低碳烯烃的生产需求和汽油质量升级的需要，目前国 内开发了一系列催化裂化家族工艺技术：内开发了一系列催化裂化家族工艺技术： DCC：最大量生产丙烯，丙烯最大量生产丙烯

3、，丙烯12-18%；丁烯；丁烯11-14% ； MGG（ARGG）：）：最大量生产最大量生产LPG与和高辛烷值汽油。丙与和高辛烷值汽油。丙 烯、丁烯烯、丁烯10-11%；汽油；汽油49-50%。 MGG以减压馏分油掺炼渣以减压馏分油掺炼渣 油为原料，油为原料，ARGG以以AR为原料，使用的催化剂为重油转化为原料，使用的催化剂为重油转化 能力突出的能力突出的RMG、RAG系列催化剂。系列催化剂。 MIO：最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油(使用使用 催化剂的工艺丙烯丁烯戊烯产率达到催化剂的工艺丙烯丁烯戊烯产率达到， 其中异丁烯和异戊烯的产率达到其中异丁烯和异戊烯

4、的产率达到. ),汽油汽油RON94。 CPP（Catalytic Pyrolysis Process ）：最大量生产乙烯、丙：最大量生产乙烯、丙 烯，反应温度在烯，反应温度在620680 。 MGD（Maximizing Gas and Diesel ）、）、MIP、FDFCC(灵活灵活 多效催化裂化，采用双提升管多效催化裂化，采用双提升管)：汽油降烯烃技术：汽油降烯烃技术 反反 应应 器器 分馏分馏 系统系统 稳定稳定 系统系统 取取 热热 器器 液化气液化气 汽油汽油 柴油去加氢精制柴油去加氢精制 油浆油浆( (焦化焦化) ) 原料原料 主风主风 烟机烟机 再生器再生器 干气干气 催化裂

5、化装置的核心部分为反应催化裂化装置的核心部分为反应-再生单元。再生单元。 反应部分由床层反应和提升管反应两种，反应部分由床层反应和提升管反应两种， 随着催化剂发展，目前提升管反应已逐步随着催化剂发展，目前提升管反应已逐步 取代了床层反应。取代了床层反应。 从反应器和再生器平面布置可分为高低并从反应器和再生器平面布置可分为高低并 列式和同轴式。列式和同轴式。 反应部分包括提升管反应器和沉降器。反应部分包括提升管反应器和沉降器。 再生工艺可分为完全再生和不完全再生，再生工艺可分为完全再生和不完全再生， 一段和二段再生。一段和二段再生。 原料的化学组成相近时，馏分越重,说明其化合 物的组成沸点越高，

6、分子量越大，容易被催化剂 吸附，因而越易裂化。但沸点高到一定程度后就但沸点高到一定程度后就 会因扩散慢、催化剂表面积炭快、汽化不好等原会因扩散慢、催化剂表面积炭快、汽化不好等原 因而导致不易裂化。因而导致不易裂化。 单靠馏分组成不能预测原料的裂化性能，因为 在同沸点范围内，不同原料的化学组成可以相差 很大。 镍具有脱氢作用，液体产品或汽油产率和质量下镍具有脱氢作用，液体产品或汽油产率和质量下 降，氢气和焦炭上升，当原料含硫时镍的影响更降，氢气和焦炭上升，当原料含硫时镍的影响更 大。大。 钒会破坏分子筛的晶体结构，主要是钒会渗入到钒会破坏分子筛的晶体结构，主要是钒会渗入到 分子筛的结构中，与分子

7、筛生成熔点约为分子筛的结构中，与分子筛生成熔点约为630的的 共熔物，在再生时会因受到高温而使分子筛结构共熔物，在再生时会因受到高温而使分子筛结构 破坏，因此钒会降低催化剂的活性。破坏，因此钒会降低催化剂的活性。 碱金属以离子态存在时，可以吸附在催化碱金属以离子态存在时，可以吸附在催化 剂表面的酸性中心上并使之中和，从而降剂表面的酸性中心上并使之中和，从而降 低了催化剂的活性。这类金属中钠对催化低了催化剂的活性。这类金属中钠对催化 剂的影响较大，钠会与分子筛生成低熔点剂的影响较大，钠会与分子筛生成低熔点 共熔物，使之在再生温度下发生熔化现象，共熔物，使之在再生温度下发生熔化现象， 把分子筛和基

8、质一同破坏，降低催化剂的把分子筛和基质一同破坏，降低催化剂的 表面积和活性。表面积和活性。 200- 160- 120- 80- 40- 0- 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Ni Fe Na V 金属含量，（W）% 表面积， m2/ g 钒、 钠 破 坏 催 化 剂 的 结 构 80- - 60- - 40- 0.25 0.50 0.75 1.00 金属在催化剂上的含量，（W）% 汽油， （%） Ni V 过 多 的 钒 改 变 汽 油 产 率 800- 600- 400- 200- 0- 1000 2000 3000 4000 5000 6000 催化剂上的金属含量，ppm 氢，

9、Nm3/ m3 Ni V 镍 的 脱 氢 功 能 高 于 钒 10.0- 9.0- 8.0- 7.0- 6.0- 5.0- 0- 1000 2000 3000 4000 5000 6000 催化剂上的金属含量，ppm 焦炭，%（重） Ni V 镍 会 使 焦 炭 产 率 增 加 2、流化床形成过程：见示意图 a b c d P 采用较大的流化操作速度，实际上仍能维持流化采用较大的流化操作速度，实际上仍能维持流化 操作，因为在流化床中催化剂颗粒并不是以单个操作，因为在流化床中催化剂颗粒并不是以单个 颗粒进行运动，而是成团絮状运动的。颗粒进行运动，而是成团絮状运动的。 G=mg 气流 方向 F1

10、床层的压力降 F2 五、催化裂化反应五、催化裂化反应 催化裂化进料 分解 缩合 沉积在催化剂上 催化剂活性下降 再生 催化剂恢复活性 烃类在催化剂催化剂 表面发生反应 循环使用循环使用 平行平行- -顺序反应顺序反应 重质石油馏分重质石油馏分中间馏分中间馏分汽汽 油油 缩合反应缩合反应焦焦 碳碳 气气 体体 单体烃裂化反应单体烃裂化反应 一、一、 因为空速是以因为空速是以20时的液体流量计算的，时的液体流量计算的， 它不等于在反应条件下的真正体积流量，它不等于在反应条件下的真正体积流量， 而且，在反应过程中由于组成发生变化，而且，在反应过程中由于组成发生变化， 通过反应器各部分的反应物体积流量也不通过反应器各部分的反应物体积流量也不 断地发生变化，因此空速的倒数只能相对断地发生变化，因此空速的倒数只能相对 地反映反应时间的长短，而