第九章-催化裂化(简化)

1、n催化裂化催化剂的使用性能催化裂化催化剂的使用性能n分子筛催化剂分子筛催化剂n催化裂化催化剂的失活与再生催化裂化催化剂的失活与再生n催化裂化装置的三大系统催化裂化装置的三大系统n提升管催化裂化装置类型提升管催化裂化装置类型n催化裂化装置的主要设备催化裂化装置的主要设备燃料生产中一个重要的问题燃料生产中一个重要的问题如何将原油中的重质馏分油甚至渣油转化成轻如何将原油中的重质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品质燃料产品 重质油轻质化重质油轻质化 q 从大分子分解为较小的分子从大分子分解为较小的分子 主要依靠分解反应（热反应和催化反应）主要依靠分解反应（热反应和催化反应）q 从低从低H/CH/C的组成

2、转化成较高的组成转化成较高H/CH/C的组成的组成 脱脱 碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等） 加加 氢（加氢裂化）氢（加氢裂化）q催化裂化催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是程，也是重油轻质化重油轻质化的核心工艺，是提高原油加工深的核心工艺，是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。度、增加轻质油收率的重要手段。 q催化裂化原料：催化裂化原料：重质馏分油重质馏分油( (减压馏分油、焦化馏分减压馏分油、焦化馏分油油) )、常压重油、减渣、常压重油、减渣( (掺一部分馏分油掺一部分馏分油) )、脱沥青

3、油。、脱沥青油。 一、催化裂化的原料和产品一、催化裂化的原料和产品主要控制指标：主要控制指标：金属含量和残碳值金属含量和残碳值q反应条件：反应条件： 460530，24atm，催化剂，催化剂。 产品分布及特点：产品分布及特点： 气体气体: 1020%，气体中主要是，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高，烯烃含量很高 汽油汽油: 产率在产率在 3060%之间，之间，ON高，高，RON可达可达90左右左右 柴油柴油: 产率在产率在 040%， CN较低，需调和或精制较低，需调和或精制 油浆：油浆：产率在产率在 010% 焦炭焦炭: 产率在产率在 5%10%，C:H=1:0.31 二、催化裂化的发展

4、过程二、催化裂化的发展过程催化裂化催化裂化反反 应：应：吸热过程吸热过程再再 生：生：放热过程放热过程催化裂化反应催化裂化反应分解等反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物生成气体、汽油等小分子产物 缩合反应缩合反应生成焦炭生成焦炭 催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：1天然白土和固定床催化裂化天然白土和固定床催化裂化2合成硅铝催化剂和移动床催化裂化合成硅铝催化剂和移动床催化裂化 移动床催化裂化移动床催化裂化 流化床催化裂化流化床催化裂化3分子筛催化剂和提升管催化裂化分子筛催化剂和提升管催化裂化第二节第二节 石油烃类的催化裂化反应石油烃类的催化裂化反应一、单

5、体烃的催化裂化反应一、单体烃的催化裂化反应原料原料 中间物中间物 产物产物烷烃烷烃&异构烷烃异构烷烃 烷烃烷烃环烷烃环烷烃 烯烃烯烃芳香烃芳香烃各种烃类催化裂化反应网络示意图各种烃类催化裂化反应网络示意图说明三点说明三点：n 氢转移反应氢转移反应 特征反应特征反应，反应速度不快，较低温度有利。氢转移反，反应速度不快，较低温度有利。氢转移反应的结果是使生成物中的一部分烯烃饱和，这应的结果是使生成物中的一部分烯烃饱和，这是是FCC产产品饱和度较高的根本原因品饱和度较高的根本原因。n 裂化反应裂化反应最主要、最重要的反应最主要、最重要的反应，对整个反应的热力学和动，对整个反应的热力学和动力学起决定作

6、用，催化裂化由此得名。力学起决定作用，催化裂化由此得名。n 芳构化反应芳构化反应 反应能力较弱，汽油反应能力较弱，汽油 ON 的提高主要靠裂化和异构化反应。的提高主要靠裂化和异构化反应。辛烷值大小顺序：辛烷值大小顺序：芳烃、异构烯烃芳烃、异构烯烃 异构烷烃、烯烃异构烷烃、烯烃 环烷烃环烷烃 正构烷烃正构烷烃二、石油馏分的催化裂化二、石油馏分的催化裂化构成表面化学反应构成表面化学反应FCC反应的控制步骤反应的控制步骤1各类烃的竞争吸附和对反应的阻滞作用各类烃的竞争吸附和对反应的阻滞作用烃类反应的先决条件是：烃类反应的先决条件是：原料必须被吸附在催化剂表面上原料必须被吸附在催化剂表面上各种烃类在催

7、化剂表面上的吸附能力：各种烃类在催化剂表面上的吸附能力：稠环芳烃稠环芳烃 稠环环烷烃稠环环烷烃 烯烃烯烃 带烷基侧链的单环芳烃带烷基侧链的单环芳烃 环烷烃环烷烃 烷烃烷烃各种烃类在催化剂表面上的化学反应速度大小：各种烃类在催化剂表面上的化学反应速度大小：烯烃烯烃 大分子单烷基侧链的单环芳烃大分子单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 正构烷烃正构烷烃 认识这个特点对指导生产有实际意义：认识这个特点对指导生产有实际意义：q选择合适的催化原料选择合适的催化原料q对对芳香基原料或催化裂化油浆芳香基原料或催化裂化油浆则应选择合适的反应条件或则应选择合适的反应条件或者先通过预处理来减少其

8、中的稠环芳烃而使其成为优质的者先通过预处理来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料，如循环油可作如下处理：裂化原料，如循环油可作如下处理： 加氢加氢含环烷烃较多含环烷烃较多优质裂化原料优质裂化原料 溶剂抽提分离出芳烃溶剂抽提分离出芳烃( (化工原料化工原料)裂化裂化2复杂的平行复杂的平行顺序反应顺序反应反应深度对产品产率分布有重要影响。反应深度对产品产率分布有重要影响。三、烃类裂化反应的热效应三、烃类裂化反应的热效应反应热反应热q强吸热反应：强吸热反应：分解、脱氢反应，分解、脱氢反应，热效应很大热效应很大；q放热反应：放热反应：氢转移、缩合、异构化是放热反应，但氢转移、缩合、异构化是放热反

9、应，但其其热效应小热效应小； q催化裂化反应催化裂化反应总体表现为吸热反应总体表现为吸热反应。 随着随着反应深度的增加反应深度的增加，各种反应所占的比例有变化，其，各种反应所占的比例有变化，其中放热反应所占的比例上升，故中放热反应所占的比例上升，故总的热效应有所降低总的热效应有所降低。四、影响催化裂化反应的主要因素四、影响催化裂化反应的主要因素1几个基本概念几个基本概念 转化率：转化率：表示催化裂化反应中的反应深度，若以原料表示催化裂化反应中的反应深度，若以原料 量为量为100100，则：，则：%100100100未转化的原料量转化率%100100焦炭汽油气体转化率q单程转化率：单程转化率：指

10、总进料指总进料( (包括新鲜原料、回炼油、回炼油包括新鲜原料、回炼油、回炼油浆浆) )一次通过反应器的转化率一次通过反应器的转化率q总转化率：总转化率：以新鲜原料为基准不考虑回炼油和回炼油浆以新鲜原料为基准不考虑回炼油和回炼油浆%100总进料焦炭汽油气体单程转化率%100新鲜原料焦炭汽油气体总转化率反映了反应条件反映了反应条件的苛刻程度的苛刻程度反映了新鲜原料反映了新鲜原料最终转化程度最终转化程度q 回炼比回炼比：回炼油量（包括回炼油和回炼油浆等）比新鲜原回炼油量（包括回炼油和回炼油浆等）比新鲜原料处理量。（料处理量。（02） 空速和反应时间空速和反应时间q藏量：藏量：再生器、反应器中经常保持

11、一定的催化剂量叫藏量。再生器、反应器中经常保持一定的催化剂量叫藏量。q空速：空速：每小时进入反应器的进料量与反应器催化剂藏量的比每小时进入反应器的进料量与反应器催化剂藏量的比值叫空速，值叫空速，h h-1-1。 重量空速：重量空速：进料量和催化剂藏量都以重量单位计，总进进料量和催化剂藏量都以重量单位计，总进料量料量/藏量藏量 体积空速：体积空速：进料量和催化剂藏量都以体积单位计，总进进料量和催化剂藏量都以体积单位计，总进料量料量/藏量藏量 计算体积空速时，进料量的体积是按计算体积空速时，进料量的体积是按20的液体体积计的液体体积计 q 假反应时间假反应时间 空速/1对油气对数平均体积流量提升管

12、反应器的体积停留时间VVR)/ln(进出进出对VVVVVq空速倒数不是真正的反应时间，只是相对的反映反应时空速倒数不是真正的反应时间，只是相对的反映反应时间的长短，故称为假反应时间。假反应时间越长，则反间的长短，故称为假反应时间。假反应时间越长，则反应时间越长。应时间越长。 q提升管反应器（提升管反应器（停留时间停留时间）：）：24秒秒q 催化剂循环量：催化剂循环量：单位时间内进入反应器或离开反应器的催单位时间内进入反应器或离开反应器的催化剂量，用化剂量，用 t/h 表示。表示。q 剂油比：剂油比：催化剂循环量比总进料量（一般在催化剂循环量比总进料量（一般在510之间）。之间）。(1).(1)

13、.催化剂活性催化剂活性 提高催化剂活性，反应速度提高提高催化剂活性，反应速度提高 q提高催化剂的活性还提高催化剂的活性还有利于促进氢转移反应和异有利于促进氢转移反应和异构化反应构化反应，对提高产品质量有利。，对提高产品质量有利。 q催化剂的催化剂的活性取决于它的结构和组成活性取决于它的结构和组成。 提高整个转化率提高整个转化率( (其它条件不变其它条件不变) )提高处理能力提高处理能力( (转化率提高转化率提高) )在其它条件相同时，在其它条件相同时，所得裂化产品的饱所得裂化产品的饱和度较高，含异构和度较高，含异构烷烃类较多烷烃类较多2 2影响催化裂化反应速度的主要因素影响催化裂化反应速度的主

14、要因素 活性和催化剂表面上的积炭有关活性和催化剂表面上的积炭有关q催化剂表面积炭量催化剂表面积炭量，活性，活性 。 q单位催化剂上焦炭沉积量主要与催化剂在反应器内单位催化剂上焦炭沉积量主要与催化剂在反应器内的停留时间有关。的停留时间有关。 q 催化剂上的焦炭含量还与剂油比有关催化剂上的焦炭含量还与剂油比有关 剂油比，剂油比，C/O)/()/(/hthtOC总进料量催化剂循环量剂油比q C/O反映了单位催化剂上有多少原料进行了反应，并在其上反映了单位催化剂上有多少原料进行了反应，并在其上沉积焦炭。沉积焦炭。q C/O上升上升，单位催化剂上积炭下降，单位催化剂上积炭下降，催化剂活性下降慢催化剂活性

15、下降慢。q C/O大大，原料与催化剂接触更充分，原料与催化剂接触更充分，有利于提高反应速度有利于提高反应速度。(2).(2).反应温度反应温度 反应温度提高，在其他条件不变的情况下，转化率提高反应温度提高，在其他条件不变的情况下，转化率提高q 对于床层反应器，反应温度用反应器床层温度表示对于床层反应器，反应温度用反应器床层温度表示 q 对于提升管反应器，用提升管出口温度表示对于提升管反应器，用提升管出口温度表示 反应温度的改变可改变热裂化和催化裂化反应的比例反应温度的改变可改变热裂化和催化裂化反应的比例温度提得很高，热裂化反应严重，但主要仍是催化裂化反应温度提得很高，热裂化反应严重，但主要仍是

16、催化裂化反应气体产品中气体产品中C1和和C2相对增加，产品的不饱和度增加相对增加，产品的不饱和度增加 反应温度对各类反应的影响不同反应温度对各类反应的影响不同( (影响产品分布影响产品分布) )q 催化裂化是平行催化裂化是平行- -顺序反应，可简化为：顺序反应，可简化为：q一般情况下，一般情况下，kt2 kt1 kt3，故提高反应温度，反应速度故提高反应温度，反应速度增大的程度为：增大的程度为：V2V1V3。q同样转化率下，同样转化率下，温度升高，气体产率升高，汽油产率下温度升高，气体产率升高，汽油产率下降，焦炭产率下降降，焦炭产率下降。 反应温度对产品质量的影响反应温度对产品质量的影响提高反

17、应温度提高反应温度，分解反应，分解反应(产生烯烃产生烯烃)和芳构化反应的和芳构化反应的kt值比值比氢转移反应的氢转移反应的kt值大，因此，前两类反应速度提高得快，于值大，因此，前两类反应速度提高得快，于是汽油中烯烃和芳烃的含量升高，是汽油中烯烃和芳烃的含量升高，汽油的辛烷值有所提高，汽油的辛烷值有所提高，但汽油的安定性变差但汽油的安定性变差。一般工业生产装置采用的反应温度约为一般工业生产装置采用的反应温度约为460520，在我国，在我国，现阶段主要以生产柴油方案，催化裂化反应温度一般采用现阶段主要以生产柴油方案，催化裂化反应温度一般采用470510。(3) (3) 原料性质原料性质 采用分子筛

18、催化剂和无定型硅酸铝催化剂相比，在反采用分子筛催化剂和无定型硅酸铝催化剂相比，在反应速度方面有两点区别：应速度方面有两点区别：使用无定型硅酸铝催化剂时：使用无定型硅酸铝催化剂时：q 分子量高的比分子量低的易于裂化分子量高的比分子量低的易于裂化q 环烷烃比烷烃易于裂化环烷烃比烷烃易于裂化采用分子筛催化剂时：采用分子筛催化剂时： 分子量大小的影响相对较低分子量大小的影响相对较低 烃类组成对分子筛催化剂和硅酸铝的影响也有差别烃类组成对分子筛催化剂和硅酸铝的影响也有差别(4). 反应压力反应压力q油气分压升高，反应物浓度升高，反应速度升高，同油气分压升高，反应物浓度升高，反应速度升高，同时生焦速度升高

19、，而且对生焦的影响比较明显，因此时生焦速度升高，而且对生焦的影响比较明显，因此在工业上一般不采用较高的反应压力，一般为在工业上一般不采用较高的反应压力，一般为14atm。第三节第三节 催化裂化催化剂催化裂化催化剂催化剂的催化作用，有以下几点说明：催化剂的催化作用，有以下几点说明：q催化剂参与催化化学反应，但催化剂参与催化化学反应，但反应前后本身不发生变化反应前后本身不发生变化；q催化剂催化剂只能促进那些从热力学角度判断可能进行的反应只能促进那些从热力学角度判断可能进行的反应；q催化剂催化剂只能改变反应速度只能改变反应速度，不能改变化学反应平衡；，不能改变化学反应平衡；q催化剂提高反应速度，主要

20、是催化剂提高反应速度，主要是改变了反应历程，降低了反改变了反应历程，降低了反应活化能应活化能。一、催化裂化催化剂的种类、组成和结构一、催化裂化催化剂的种类、组成和结构工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类：工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类：n无定型硅酸铝：无定型硅酸铝：包括天然白土、合成低铝硅酸铝、包括天然白土、合成低铝硅酸铝、合成高铝硅酸铝合成高铝硅酸铝n结晶型硅铝酸盐：结晶型硅铝酸盐：即即分子筛催化剂分子筛催化剂1无定型硅酸铝催化剂无定型硅酸铝催化剂n经过经过酸化处理的天然活性白土酸化处理的天然活性白土和具有更高稳定性的和具有更高稳定性的人工合人工合成的硅酸铝成的硅酸铝；n主要成分是

21、氧化铝和氧化硅主要成分是氧化铝和氧化硅，依铝含量不同，合成硅酸铝，依铝含量不同，合成硅酸铝又分为又分为低铝和高铝低铝和高铝两种；两种； n质子酸和非质子酸形成的质子酸和非质子酸形成的酸性中心酸性中心就就是硅酸铝催化剂的活是硅酸铝催化剂的活性来源性来源，它们能引发正碳离子反应。，它们能引发正碳离子反应。 2结晶型硅铝盐催化剂结晶型硅铝盐催化剂( (分子筛催化剂分子筛催化剂) ) n也称为也称为结晶型泡沸石结晶型泡沸石，是以，是以SiO2和和Al2O3为主要成分为主要成分的具有的具有晶格结构的结晶硅铝盐；晶格结构的结晶硅铝盐；n由质子酸和非质子酸提供的酸性中心为沸石催化剂活性的主由质子酸和非质子酸

22、提供的酸性中心为沸石催化剂活性的主要来源；要来源； n按分子筛的组成和晶体结构不同可分为按分子筛的组成和晶体结构不同可分为A型、型、X型、型、Y型型及丝及丝光沸石等几种。光沸石等几种。八面沸石笼八面沸石笼或超笼或超笼Si 或或 Al方钠石单元方钠石单元六角棱柱笼六角棱柱笼目前工业上裂化催化剂主要有四种目前工业上裂化催化剂主要有四种: : q以氢离子置换得到的以氢离子置换得到的 H-Y 型分子筛，置换的方法是先用型分子筛，置换的方法是先用 NH4+ 置换置换 Na+，然后加热除去，然后加热除去 NH3 即剩下即剩下 H+；q用稀土金属离子用稀土金属离子(如铈、镧、镨等如铈、镧、镨等)置换得到的稀

23、土置换得到的稀土-Y 型型分子筛，因稀土元素可用符号分子筛，因稀土元素可用符号 RE 表示，故可缩写成表示，故可缩写成REY 型分子筛；型分子筛；q兼用氢离子和稀土元素离子置换得到的兼用氢离子和稀土元素离子置换得到的 RE-H-Y 型分子型分子筛；筛；q由由 H-Y 型分子筛经脱铝得到的具有更高硅铝比的型分子筛经脱铝得到的具有更高硅铝比的超稳超稳 Y（USY）型分子筛。型分子筛。二、催化裂化催化剂的使用性能二、催化裂化催化剂的使用性能1密度密度n真实密度：一般为真实密度：一般为 22.2g/cm3 n颗粒密度：一般是颗粒密度：一般是 0.91.2g/cm3 n堆积密度：一般为堆积密度：一般为

24、0.50.8g/cm3 松动状态松动状态 沉降状态沉降状态 密实状态密实状态n催化剂的催化剂的堆积密度堆积密度常用来计算常用来计算催化剂的体积和重量催化剂的体积和重量，而催化剂的而催化剂的颗粒密度颗粒密度对催化剂的对催化剂的流化性能有影响流化性能有影响。 2活性活性q微反活性法：微反活性法：在微型固定式流化床反应器中放置在微型固定式流化床反应器中放置 5.0g待测催化剂，采用标准原料待测催化剂，采用标准原料( (我国规定用大港我国规定用大港 235337的轻柴油的轻柴油) )，在反应温度为，在反应温度为 460，重量空速为，重量空速为 16h-1，剂油比为，剂油比为 3.2 的反应条件下反应的

25、反应条件下反应 70s，所得反应，所得反应产物中的产物中的( ( 204 的汽油的汽油+ +气体气体+ +焦炭焦炭) )质量占总进料量质量占总进料量的百分数即为该催化剂的微反活性的百分数即为该催化剂的微反活性 (MA) q微反活性只是一种相对比较的评价指标，它并不能完全微反活性只是一种相对比较的评价指标，它并不能完全反映实际生产的情况。反映实际生产的情况。 评价催化剂促进化学评价催化剂促进化学反应的能力大小反应的能力大小q新鲜催化剂在开始使用一段时间后，活性急剧下降，待降新鲜催化剂在开始使用一段时间后，活性急剧下降，待降到一定程度以后则缓慢下降，因此到一定程度以后则缓慢下降，因此初活性不能真实

26、地反映初活性不能真实地反映实际生产情况实际生产情况；q在测定新鲜催化剂的活性前，须先将在测定新鲜催化剂的活性前，须先将催化剂进行水热老化催化剂进行水热老化处理处理，目的就是使测定结构能较接近实际的生产情况；，目的就是使测定结构能较接近实际的生产情况；q在我国，水热老化的条件是使催化剂在在我国，水热老化的条件是使催化剂在800、常压、常压、100%水蒸气下处理水蒸气下处理4h或或17h。3稳定性稳定性 q稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热处理稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热处理前后活性比较来评价前后活性比较来评价。既催化剂在使用过程中保持活性的。既催化剂在使用过程中保持

27、活性的能力。能力。q催化剂稳定性的评价催化剂稳定性的评价 分子筛的分子筛的稳定性与稳定性与 Si/Al 比有关比有关，高则稳定性好；，高则稳定性好； 沸石分子筛的载体性能对催化剂稳定性也有很大影响。沸石分子筛的载体性能对催化剂稳定性也有很大影响。4选择性选择性 q表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力；q“汽油产率汽油产率/ /转化率转化率”或或“焦炭产率焦炭产率/ /转化率转化率”来表示；来表示； q裂化催化剂在受重金属污染以后，其选择性会变差；裂化催化剂在受重金属污染以后，其选择性会变差； q分子筛催化剂的选择性优于无定型硅酸铝。分

28、子筛催化剂的选择性优于无定型硅酸铝。5抗金属污染性能抗金属污染性能 q原料中的金属盐类会沉积在催化剂表面，使催化剂的原料中的金属盐类会沉积在催化剂表面，使催化剂的活性和选择性下降活性和选择性下降，这种现象称为催化剂中毒或污染。，这种现象称为催化剂中毒或污染。qPI=0.1(14Ni+4V+Fe+Cu) 单位：单位：PPm PI1000 轻度污染轻度污染 1000 PI3000 中度污染中度污染 3000 PI10000 严重污染严重污染6筛分组成和机械强度筛分组成和机械强度q筛分组成一般要求在筛分组成一般要求在 2080m 之间之间 q通常把催化剂粒度分成四个部分：通常把催化剂粒度分成四个部分

29、：020m，2040m, 4080m，80m q适当的细粉适当的细粉 (40m) 含量可以改善流化质量，降低催含量可以改善流化质量，降低催化剂损耗及提高再生效率，细粉在粗颗粒之间起了润化剂损耗及提高再生效率，细粉在粗颗粒之间起了润滑作用，改善了催化剂流化性能；滑作用，改善了催化剂流化性能；q采用采用“磨损指数磨损指数”来评价微球催化剂的机械强度；来评价微球催化剂的机械强度； q通常要求微球催化剂磨损指数通常要求微球催化剂磨损指数 3%5%。 三、催化裂化催化剂助剂三、催化裂化催化剂助剂1辛烷值助剂辛烷值助剂q主要活性组分是一种中孔择形分子筛，最常用的是主要活性组分是一种中孔择形分子筛，最常用的

30、是ZSM-5分子筛分子筛； qZSM-5分子筛的分子筛的主要功能是主要功能是有选择性地把一些裂化生成有选择性地把一些裂化生成的、辛烷值很低的正构的、辛烷值很低的正构C7C13烷烃或带一个甲基侧链的烷烃或带一个甲基侧链的烷烃和烯烃进行烷烃和烯烃进行选择性裂化生成辛烷值高的选择性裂化生成辛烷值高的C3C5烯烃，烯烃，而且而且C4、C5异构物比例大，从而提高了汽油的辛烷值异构物比例大，从而提高了汽油的辛烷值。q辛烷值助剂的加入量约为系统辛烷值助剂的加入量约为系统催化剂藏量的催化剂藏量的1020%，补充量为补充量为0.10.4kg/t原料油原料油 ；q加入辛烷值助剂以后，汽油的加入辛烷值助剂以后，汽油

31、的 MON 可提高可提高1.52个单个单位，位，RON 可提高可提高23个单位个单位 ；q使用辛烷值助剂后，一般情况下使用辛烷值助剂后，一般情况下轻质油收率降低轻质油收率降低1.52.5%，LPG 收率约增加收率约增加50% 。2 2金属钝化剂金属钝化剂q工业上使用的钝化剂主要有工业上使用的钝化剂主要有锑型、铋型和锡型锑型、铋型和锡型三类；三类；q锑型和铋型主要是钝镍，而锡型主要是钝钒锑型和铋型主要是钝镍，而锡型主要是钝钒。目前使用比。目前使用比较广泛的是较广泛的是锑型钝化剂锑型钝化剂； q钝化剂的加入量一般认为以催化剂上的钝化剂的加入量一般认为以催化剂上的锑锑/镍比为镍比为0.31.0 为宜

32、。为宜。3CO助燃剂助燃剂qCO助燃剂的作用是促进烟气中的助燃剂的作用是促进烟气中的CO氧化成氧化成CO2 ； q目前广泛使用的助燃剂的活性组分主要是目前广泛使用的助燃剂的活性组分主要是铂、钯等铂、钯等贵金属贵金属，以，以Al2O3或或SiO2-Al2O3作为载体。作为载体。一、催化裂化催化剂的失活一、催化裂化催化剂的失活q在反应在反应再生过程中，裂化催化剂的活性和选择性不再生过程中，裂化催化剂的活性和选择性不断下降，此现象称为催化剂的失活。断下降，此现象称为催化剂的失活。 1水热失活水热失活q表面结构发生变化，比表面积减小、孔容减小、分子表面结构发生变化，比表面积减小、孔容减小、分子筛的晶体

33、结构破坏。筛的晶体结构破坏。 2结焦失活结焦失活q催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催化剂表面的活性中心，使催化剂的活性和选择性下降；化剂表面的活性中心，使催化剂的活性和选择性下降； q结焦失活的程度与催化裂化反应的生焦速率密切相关。结焦失活的程度与催化裂化反应的生焦速率密切相关。 3毒物引起的失活毒物引起的失活q裂化催化剂的毒物主要是某些金属裂化催化剂的毒物主要是某些金属( (铁、镍、铜、钒等铁、镍、铜、钒等重金属及钠重金属及钠) )和碱性氮化物；和碱性氮化物；q重金属在裂化催化剂上的沉积会降低催化剂的活性和选重金属在裂化催化剂

34、上的沉积会降低催化剂的活性和选择性。择性。镍起着脱氢催镍起着脱氢催化剂的作用化剂的作用钒会破坏分子筛钒会破坏分子筛的晶体并使催化的晶体并使催化剂的活性下降剂的活性下降二、裂化催化剂的再生二、裂化催化剂的再生通常离开反应器时的催化剂通常离开反应器时的催化剂(待生剂待生剂)上含炭约上含炭约1%，对分子，对分子筛催化剂一般要求再生剂上的筛催化剂一般要求再生剂上的碳含量降到碳含量降到0.1%甚至甚至0.05%以下以下通过再生只能恢复催化剂由于结焦而丧失的活性，但不能通过再生只能恢复催化剂由于结焦而丧失的活性，但不能恢复由于结构变化及金属污染而引起的失活恢复由于结构变化及金属污染而引起的失活催化剂的再生

35、过程催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力决定着整个装置的热平衡和生产能力1再生反应和再生反应热再生反应和再生反应热OHCOCOO222焦炭q用空气烧去焦炭的过程称为催化剂再生用空气烧去焦炭的过程称为催化剂再生；q再生反应是再生反应是强放热反应，热效应相当大强放热反应，热效应相当大，足以提供本装，足以提供本装置热平衡所需要的热量，还可以提供大量的剩余热；置热平衡所需要的热量，还可以提供大量的剩余热； 2.影响烧焦速率的主要因素影响烧焦速率的主要因素 再生温度再生温度 硅铝催化剂再生温度一般不超过硅铝催化剂再生温度一般不超过600，沸石分子筛再生温沸石分子筛再生温度在度在650700，

36、使用高温完全再生技术时，提高到，使用高温完全再生技术时，提高到720。 氧分压氧分压再生压力再生压力 氧分压为再生器操作压力与再生气中氧浓度的乘积。氧分压为再生器操作压力与再生气中氧浓度的乘积。 提高氧分压的方法：提高氧分压的方法： a. 提高再生器压力就可以提高氧分压提高再生器压力就可以提高氧分压 b. 提高过剩氧浓度提高过剩氧浓度 提升管催化裂化的再生压力为提升管催化裂化的再生压力为0.240.38MPa 催化剂含碳量催化剂含碳量 催化剂的含碳量越高，烧焦速度越快，但再生的目的就催化剂的含碳量越高，烧焦速度越快，但再生的目的就是降低再生催化剂的含碳量，所以操作上不可能用提是降低再生催化剂的

37、含碳量，所以操作上不可能用提高再生剂含碳量的方法来加快烧焦速度。高再生剂含碳量的方法来加快烧焦速度。 再生器催化剂藏量再生器催化剂藏量 再生器催化剂藏量再生器催化剂藏量 W 增加，则停留时间增加，则停留时间 t t 增加，烧增加，烧焦程度深，但要求再生器尺寸增大，限制了烧焦能力。焦程度深，但要求再生器尺寸增大，限制了烧焦能力。一、催化裂化工艺流程概述一、催化裂化工艺流程概述1 1反应反应再生系统再生系统三大系统：三大系统： 反应反应- -再生系统、分馏系统、吸收再生系统、分馏系统、吸收- -稳定系统稳定系统高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程程300380

38、 再生催化剂再生催化剂650700 二级旋风分离器二级旋风分离器78m/s470510 24s待生催化剂待生催化剂1320m/s汽提汽提说说 明：明：反应吸热，再生放热，反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体催化剂作为热载体；再生烟气温度很高，流量大，再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能应回收再生烟气的化学能和热能和热能；在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统内催化剂的藏量和活性，需内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催定期向系统内补充或置换催化剂化剂；保证催化剂在两器间按正常流向循环以及再生器有好的保证催化剂在两器

39、间按正常流向循环以及再生器有好的流化状态流化状态是催化裂化装置的技术关键。是催化裂化装置的技术关键。2分馏系统分馏系统过热油气过热油气460480 为了取走分馏塔的过剩热量，设有塔顶循环回流、一为了取走分馏塔的过剩热量，设有塔顶循环回流、一个至两个中段回流以及塔底油浆循环个至两个中段回流以及塔底油浆循环催化裂化分馏塔有以下几个特点：催化裂化分馏塔有以下几个特点：q进料是带有催化剂粉尘的过热油气，进料是带有催化剂粉尘的过热油气，设脱过热段设脱过热段，利用循环油浆洗粉尘和脱过热；利用循环油浆洗粉尘和脱过热；q全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易

40、满足，易满足，四个循环回流分段取热四个循环回流分段取热；q塔顶回流采用循环回流而不用冷回流塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。 进入分馏塔的油气含有相当大量的不凝气和惰性气体，进入分馏塔的油气含有相当大量的不凝气和惰性气体，它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果；它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果； 冷回流增加分馏塔顶至富气压缩机的入口的压力降。冷回流增加分馏塔顶至富气压缩机的入口的压力降。3吸收吸收稳定系统稳定系统 来自分馏塔顶来自分馏塔顶提高提高C C4 4回收率回收率的关键的关键吸收吸收C C3 3、C C4 4和和部分部分C C2 2回收汽油组分回收汽油组分C C3 3、C C4 4、轻汽油组分轻汽油组分提高提高C C3 3回收率回收率的关键的关键解吸解吸C C2 2q提升管催化裂化的反应提升管催化裂化的反应- -再生系统有多种形式，再生系统有多种形式，如如高低并列式、同轴式、同高并列式、两段提高低并列式、同轴式、同高并列式、两段提升管催化裂化升管催化裂化等；等；q至于分馏系统和吸收至于分馏系统和吸收- -稳定系统，