催化加氢、裂化及重整(共36页)

1、催化(cu hu)加氢、裂化及重整目录(ml)TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc25807 第一章 催化(cu hu)加氢 PAGEREF _Toc25807 1 HYPERLINK l _Toc29300 一、加氢处理反应 PAGEREF _Toc29300 2 HYPERLINK l _Toc26444 二、烃类加氢反应 PAGEREF _Toc26444 3 HYPERLINK l _Toc4256 三、加氢处理工艺流程 PAGEREF _Toc4256 8 HYPERLINK l _Toc6527 四、加氢裂化工艺流程 PAGEREF _Toc6527 8 H

2、YPERLINK l _Toc23296 五、影响加氢的因素 PAGEREF _Toc23296 9 HYPERLINK l _Toc529 第二章 催化裂化 PAGEREF _Toc529 9 HYPERLINK l _Toc2646 一、催化裂化 PAGEREF _Toc2646 9 HYPERLINK l _Toc30860 二、催化裂化的化学反应 PAGEREF _Toc30860 10 HYPERLINK l _Toc23179 三、原料、产品 PAGEREF _Toc23179 12 HYPERLINK l _Toc10649 四、装置类型 PAGEREF _Toc10649 18

3、 HYPERLINK l _Toc11393 第三章 催化重整编辑 PAGEREF _Toc11393 18 HYPERLINK l _Toc9730 一、催化重整 PAGEREF _Toc9730 18 HYPERLINK l _Toc31617 二、化学反应 PAGEREF _Toc31617 18 HYPERLINK l _Toc6898 三、催化剂 PAGEREF _Toc6898 19 HYPERLINK l _Toc27396 四、过程条件 PAGEREF _Toc27396 19 HYPERLINK l _Toc1292 五、工艺流程 PAGEREF _Toc1292 19 HY

4、PERLINK l _Toc6126 六、应用和发展 PAGEREF _Toc6126 19 HYPERLINK l _Toc32071 第四章 加氢反应器和催化裂化反应器 PAGEREF _Toc32071 20 HYPERLINK l _Toc28786 一、加氢反应器 PAGEREF _Toc28786 20 HYPERLINK l _Toc30138 二、催化裂化反应器 PAGEREF _Toc30138 25第一章 催化(cu hu)加氢一、加氢处理(chl)反应1.加氢脱硫反应(fnyng)（HDS）石油馏分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及杂环硫化物，在加氢条件下发生氢解反

5、应，生成烃和H2S，主要反应如： 各种硫化物在加氢条件下反应活性因分子大小和结构不同存在差异，其活性大小的顺序为：硫醇二硫化物硫醚四氢噻吩噻吩 。噻吩类的杂环硫化物活性最低。并且随着其分子中的环烷环和芳香环的数目增加，加氢反应活性下降。2.加氢脱氮反应（HDN）石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺。在加氢条件下，反应生成烃和NH3主要反应如下： 加氢脱氮反应包括两种不同类型的反应，即C=N 的加氢和CN键断裂反应，因此，加氢脱氮反应较脱硫困难。加氢脱氮反应中存在受热力学平衡影响的情况。馏分越重，加氢脱氮越困难。主要因为馏分越重，氮含量越高；另外重馏分氮化物结构也越复杂，空间

6、(kngjin)位阻效应增强，且氮化物中芳香杂环氮化物最多。3.加氢脱氧(tu yng)反应（HDO）石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮。含氧化合物在加氢条件下通过氢解生成(shn chn)烃和H2O。主要反应如：含氧化合物反应活性顺序为： 呋喃环类酚类酮类醛类烷基醚类含氧化合物在加氢反应条件下分解很快，对杂环氧化物，当有较多的取代基时，反应活性较低。4.加氢脱金属（HDM）石油馏分中的金属主要有镍、钒、铁、钙等，主要存在于重质馏分，尤其是渣油中。这些金属对石油炼制过程，尤其对各种催化剂参与的反应影响较大，必须除去。渣油中的金属可分为卟啉化合物(如镍和钒的络合物)

7、和非卟啉化合物(如环烷酸铁、钙、镍)。以非卟啉化合物存在的金属反应活性高，很容易在H2H2S存在条件下，转化为金属硫化物沉积在催化剂表面上。而以卟啉型存在的金属化合物先可逆地生成中间产物，然后中间产物进一步氢解，生成的硫化态镍以固体形式沉积在催化剂上。加氢脱金属反应如： 由上可知，加氢处理脱除氧、氮、硫及金属杂质进行不同类型的反应，这些反应一般是在同一催化剂床层进行，此时要考虑各反应之间的相互影响。如含氮化合物的吸附会使催化剂表面中毒，氮化物的存在会导致活化氢从催化剂表面活性中心脱除，而使HDO反应速度下降。也可以在不同的反应器中采用不同的催化剂分别进行反应，以减小反应之间的相互影响和优化反应

8、过程。二、烃类加氢反应烃类加氢反应主要涉及两类反应，一是有氢气直接参与的化学反应，如加氢裂化和不饱和键的加氢饱和反应，此过程表现为耗氢；二是在临氢条件下的化学反应，如异构化反应，此过程表现为，虽然有氢气存在，但过程不消耗氢气，实际过程中的临氢降凝是其应用之一。1.烷烃加氢反应烷烃在加氢条件下进行的反应主要有加氢裂化和异构化反应。其中加氢裂化反应包括CC的断裂反应和生成的不饱和分子碎片的加氢饱和反应。异构化反应则包括原料中烷烃分子的异构化和加氢裂化反应生成的烷烃的异构化反应。而加氢和异构化属于两类不同反应，需要两种不同的催化剂活性中心提供加速各自反应进行的功能。即要求催化剂具备双活性，并且两种活

9、性要有效的配合（参见重整催化剂双功能）。烷烃进行反应描述如下： R1R2 + H2 R1H + R2H nCnH2n+2 iCnH2n+2烷烃在催化加氢条件(tiojin)下进行的反应遵循正碳离子反应机理，生成的正碳离子在位上发生断键，因此，气体(qt)产品中富含C3 和C4 。由于既有裂化又有异构化，加氢过程可起到降凝作用。2.环烷烃加氢反应(fnyng)环烷烃在加氢裂化催化剂上的反应主要是脱烷基、异构和开环反应。环烷正碳离子与烷烃正碳离子最大的不同在于前者裂化困难，只有在苛刻的条件下，环烷正碳离子才发位断裂。带长侧链的单环环烷烃主要是发生断链反应。六元环烷相对比较稳定，一般是先通过异构化反

10、应转化为五元环烷烃后再断环成为相应的烷烃。双六元环烷烃在加氢裂化条件下往往是其中的一个六元环先异构化为五元环后再断环，然后才是第二个六元环的异构化和断环。这两个环中，第一个环的断环是比较容易的，而第二个环则较难断开。此反应途径描述如下： 环烷烃异构化反应包括环的异构化和侧链烷基异构化。环烷烃加氢反应产物中异构烷烃与正构烷烃之比和五元环烷烃与六元环烷烃之比都比较大。3.芳香烃加氢反应苯在加氢条件下反应首先生成六元环烷，然后发生前述相同反应。烷基苯加氢裂化反应主要有脱烷基、烷基转移、异构化、环化等反应，使得产品具有多样性。C1C4侧链烷基苯的加氢裂化，主要以脱烷基反应为主，异构和烷基转移为次，分别

11、生成苯、侧链为异构程度不同的烷基苯、二烷基苯。烷基苯侧链的裂化既可以是脱烷基生成苯和烷烃；也可以是侧链中的CC键断裂生成烷烃和较小的烷基苯。对正烷基苯，后者比前者容易发生，对脱烷基反应，则C上的支链越多，越容易进行，以正丁苯为例，脱烷基速率有以下顺序： 叔丁苯仲丁苯异丁苯正丁苯短烷基侧链比较稳定，甲基、乙基难以从苯环上脱除。C4或C4以上侧链从环上脱除很快。对于侧链较长的烷基苯，除脱烷基、断侧链等反应外，还可能发生侧链环化反应生成双环化合物。苯环上烷基侧链的存在会使芳烃加氢变得困难，烷基侧链的数目对加氢的影响比侧链长度的影响大。对于芳烃的加氢饱和及裂化反应，无论是降低产品的芳烃含量（生产清洁燃

12、料），还是降低催化裂化和加氢裂化原料的生焦量都有重要意义。在加氢裂化条件下，多环芳烃的反应非常复杂，它只有在芳香环加氢饱和反应之后才能开环，并进一步发生随后的裂化反应。稠环芳烃每个环的加氢和脱氢都处于平衡状态，其加氢过程是逐环进行，并且加氢难度逐环增加。4.烯烃加氢反应烯烃在加氢条件(tiojin)下主要发生加氢饱和及异构化反应。烯烃饱和是将烯烃通过加氢转化为相应的烷烃；烯烃异构化包括双键位置的变动和烯烃链的空间形态发生变动。这两类反应都有利于提高产品的质量。其反应描述如下： RCH=CH2 H2 RCH2CH3 RCH=CHCH=CH2 2H2 RCH2CH2CH2CH3 nCnH2N iC

13、NH2N iCNH2N H2 iCNH2N2焦化汽油、焦化柴油和催化裂化柴油在加氢精制的操作条件下，其中的烯烃(xtng)加氢反应是完全的。因此，在油品加氢精制过程中，烯烃加氢反应不是关键的反应。值得注意的是，烯烃加氢饱和反应是放热效应，且热效应较大。因此(ync)对不饱和烃含量高油品加氢时，要注意控制反应温度，避免反应床层超温。6.3 催化加氢催化剂加氢裂化装置所用的催化剂包括：保护剂、加氢精制剂、加氢裂化剂。加氢裂化装置可能上述3种催化剂都用，此时每l种(或每1类)催化剂的作用如上所述;也可能只用加氢精制剂和加氢裂化剂，此时加氢精制剂将起如上所述的保护剂和加氢精制剂的作用;加氢裂化装置也可

14、只用加氢裂化剂，此时的加氢裂化剂将集所有功能于一剂。1保护剂保护剂是一个广义上的名词，包括一般意义上的保护剂、脱金属剂，目的是改善被保护催化剂的进料条件，抑制杂质对被保护催化剂孔道堵塞与活性中心被覆盖，即脱除机械杂质、胶质、沥青质及金属化合物，保护被保护催化剂的活性和稳定性，延长催化剂的运转周期。保护剂一般由惰性物质、具有微量或少量加氢活性的催化剂组成，采用分级技术装填于反应器顶部 .保护剂的形状有 球形、圆柱形、三叶草形、车轮形、拉西环形、蜂窝形2.反应器第一层保护剂起什么作用，装填有何特点？ 保护剂的作用在于改善加氢进料质量，抑制杂质对主催化剂孔道的堵塞与活性中心被覆盖，保护主催化剂活性和

15、稳定性，延长催化剂运行周期。在加氢裂化装置第一精制反应器催化剂床层顶部，装填不同粒度、形状、不同空隙率和反应活性低的催化剂，实行分级装填，对克服顶部催化剂床层结焦和使沉积金属较均匀地分布在整个脱金属催化剂床层十分有效。目前，国内大型加氢裂化装置一般都放置具有较大空隙率和较低活性的大颗粒催化剂。2. 加氢精制剂加氢精制剂分前加氢精制剂和后加氢精制剂。前加氢精制剂的作用是脱除硫、氮、氧等杂原子化合物、残余的金属有机化合物、饱和多环芳烃，降低加氢裂化催化剂的反应温度、减缓加氢裂化催化剂的失活，从而延长加氢裂化催化剂的运转周期。后加氢精制剂的作用是饱和烯烃、脱除硫醇、提高产品的质量。加氢精制剂一般由金

16、属组分、载体和助剂3部分组成。金属组分主要提供加氢活性及能够加速CN键氢解的弱酸性，由Vl B族或族的金属。 （1）金属组分金属组分主要提供加氢活性及能够加速CN键氢解的弱酸性，由Vl B族或族的金属。（2）载体(zit)载体的作用是提供适宜反应与扩散所需的孔结构，担载分散金属均匀的有效表面积和一定的酸性，同时改善催化剂的压碎、耐磨(nai m)强度与热稳定性;加氢精制剂的载体主要为Al2O3。 （3）助剂助剂的作用是调节载体性质及金属组分结构(jigu)和性质、催化剂的活性、选择性、氢耗和寿命的目的。 常用的助剂是P2O5。 3. 加氢裂化剂加氢裂化剂属双功能催化剂，主要由提供加氢/脱氢功能

17、的金属组分和提供裂化功能的酸性组分组成，其作用是将进料转化成希望的目的产品，并尽量提高目的产品的收率和质量。 3.1 加氢裂化催化剂的分类按金属分类：贵金属Pt、Pd；非贵金属Mo-Ni、W-Ni、Mo-Co、W-Mo-Ni、Mo-Ni-Co等按酸性载体分类：无定型、无定型硅铝、无定型硅镁、改性氧化铝等按工艺过程分类：单段催化剂、两段催化剂按压力分类：高压（10MPa以上）、中压（5-10MPa）按目的产品分类：轻油型、中油型、中高油型、重油型3.2催化剂性能催化加氢催化剂的性能取决与其组成和结构，根据加氢反应侧重点不同，加氢催化剂还可分为加氢饱和（烯烃、炔烃和芳烃中不饱和键加氢）、加氢脱硫、

18、加氢脱氮、加氢脱金属及加氢裂化催化剂。加氢催化剂主要由三部分组成，主催化剂提供反应的活性和选择性；助催化剂主要改善主催化剂的活性、稳定性和选择性；载体主要提供合适的比表面积和机械强度，有时也提供某些反应活性，如加氢裂化中的裂化及异构化所需的酸性活性。1).加氢处理催化剂 加氢处理催化剂中常用的加氢活性组分有铂、钯、镍等金属和钨、钼、镍、钴的混合硫化物，它们对各类反应的活性顺序为：加氢饱和 Pt,Pb NiW-Ni Mo-Ni Mo-Co W-Co加氢脱硫 Mo-Co Mo-Ni W-Ni W-Co加氢脱氮 W-Ni Mo-Ni Mo-Co W-Co 为了保证金属组分以硫化物的形式存在，在反应气

19、氛中需要一个最低的H2S 和H2分压之比值，低于这个比值，催化剂活性会降低和逐渐丧失。 加氢活性主要取决于金属的种类、含量、化合物状态及在载体表面的分散度等。 活性氧化铝是加氢处理催化剂常用的载体，这主要是因为活性氧化铝是一种多孔性物料，它具有很高的表面积和理想的孔结构(孔体积和孔径分布)，可以提高金属组分和助剂的分散度。制成一定形状颗粒的氧化铝还具有优良的机械强度和物理化学稳定性，适宜于工业过程的应用。载体性能主要取决于载体的比表面(biomin)积、孔体积、孔径分布、表面特性、机械强度及杂质含量等。 2).加氢裂化催化剂 加氢裂化催化剂属于双功能催化剂，即催化剂由具有加(脱)氢功能的金属组

20、分和具有裂化功能的酸性载体两部分组成。根据不同的原料和产品要求(yoqi)，对这两种组分的功能进行适当的选择和匹配。 在加氢裂化催化剂中加氢组分的作用是使原料油中的芳烃，尤其是多环芳烃加氢饱和；使烯烃，主要是反应生成的烯烃迅速加氢饱和，防止不饱和分子吸附在催化剂表面上，生成焦状缩合物而降低催化活性。因此，加氢裂化催化剂可以维持长期运转(ynzhun)，不象催化裂化催化剂那样需要经常烧焦再生。 常用的加氢组分按其加氢活性强弱次序为： Pt，PdW-NiMo-NiMo-CoW-Co 铂和钯虽然具有最高的加氢活性，但由于对硫的敏感性很强，仅能在两段加氢裂化过程中，无硫、无氨气氛的第二段反应器中使用。

21、在这种条件下，酸功能也得到最大限度的发挥，因此产品都是以汽油为主。 在以中间馏分油为主要产品的一段法加氢裂化催化剂中，普遍采用Mo-Ni或Mo-Co组合。在以润滑油为主要产品时，则都采用W-Ni组合，有利于脱除润滑油中最不希望存在的多环芳烃组分。 加氢裂化催化剂中裂化组分的作用是促进碳一碳链的断裂和异构化反应。常用的裂化组分是无定形硅酸铝和沸石，通称为固体酸载体。其结构和作用机理与催化裂化催化剂相同。不论是进料中存在的氮化合物，以及反应生成的氨，对加氢裂化催化剂都具有毒性。因为氮化合物，尤其是碱性氮化合物和氨会强烈地吸附在催化剂表面上，使酸性中心被中和，导致催化剂活性损失。因此，加工氮含量高的

22、原料油时，对无定形硅铝载体的加氢裂化催化剂需要将原料预加氢脱氮，并分离出NH3以后再进行加氢裂化反应。但对于含沸石的加氢裂化催化剂，则允许预先加氢脱氮过的原料带着未分离的氨直接与之接触。这是因为沸石虽然对氨也是敏感的，但由于它具有较多的酸性中心，即使有氨存在下仍能保持较高的活性。 考察加氢裂化催化剂性能时要综合考虑催化剂的加氢活性，裂化活性，对目的产品的选择性，对硫化物、氮化物及水蒸气的敏感性，运转稳定性和再生性能等因素。 3).催化剂的预硫化 加氢催化剂的钨、钼、镍、钴等金属组分，使用前都是以氧化物的状态分散在载体表面。而起加氢活性却是硫化态，在加氢运转过程中，虽由于原料油中含有硫化物，可通

23、过反应而转变成硫化态，但往往由于在反应条件下，原料油含硫量过低，硫化不完全而导致一部分金属还原，使催化剂活性达不到正常水平。故目前这类加氢催化剂，多采用预硫化方法，将金属氧化物在进油反应前转化为硫化态。 加氢催化剂的预硫化(lihu)，有气相预硫化与液相预硫化两种方法：气相预硫化(亦称干法预硫化)，即在循环氢气存在下，注入硫化剂进行硫化；液相预硫化(亦称湿法预硫化)，即在循环氢气存在下，以低氮煤油或轻柴油为硫化油，携带硫化剂注入反应系统进行硫化。 影响预硫化效果的主要因素(yn s)为预硫化温度和硫化氢浓度。 注硫温度(wnd)主要取决于硫化剂的分解温度。例如，采用CS2为硫化剂，CS2与氢开

24、始反应生成H2S的温度为175，因此，注入CS2的温度应在175以下，使CS2先在催化剂表面吸附，然后在升温过程中分解。 当反应器催化剂床层被H2S穿透前，应严格控制床层温度不能超过230，否则一部分氧化态金属组分会被氢气还原成低价金属氧化物或金属元素，致使硫化不完全。再则还原反应与硫化反应将使催化剂颗粒产生内应力，导致催化剂的机械强度降低。 同时，还原金属对油具有强烈的吸附作用，在正常生产期间会加速裂解反应，造成催化剂大量积炭，活性迅速下降。 因此，必须严格控制整个预硫化过程各个阶段的温度和升温速度。硫化最终温度一般为360370。 循环氢中硫化氢浓度增高，硫化反应速度加快，当硫化氢浓度增加

25、到一定程度之后，硫化反应速度就不再增加。但是在实际硫化过程中，受反应系统材质抗硫化氢腐蚀性能的限制，不可能采用过高的硫化氢浓度。一般预硫化期间，循环氢中硫化氢浓度限制在异构烯烃正构烯烃异构烷烃正构烷烃。MON以芳烃最高，其次是支链烯烃和支链烷烃。直链烷烃只有C4的烷烃才有较高的MON，从C5开始随碳原子数的增加(zngji)其MON急剧降低。单组分的调合(dio h)辛烷值催化汽油中任何一个组分对汽油辛烷值的贡献(gngxin)与其作为单组分的实测辛烷值不同，这与基础油对辛烷值的敏感度有关。正构烷烃和烯烃的辛烷值随其碳数的增加而急剧降低，支链有助于提高辛烷值，支链烯烃和芳烃有高的调合辛烷值。提

26、高汽油辛烷值的传统办法是减少氢转移反应。随着汽油中烯烃含量的增加，RON提高很快，而MON略有增加，但在高烯烃含量时，RON的提高速率下降，MON的增加更少。异构化（支链）和芳构化对提高汽油辛烷值也很重要。辛烷值的敏感性催化裂化汽油敏感性是指RONC与MONC之差。原料性质的变化是造成辛烷值敏感度范围增大的主要原因。烷烃敏感性虽好，但大部分烷烃辛烷值相当低。烯烃和芳烃的RON高，是高辛烷值汽油的重要组成部分。从辛烷值的观点看，理想的催化汽油组分是多支链烷烃和烯烃。从敏感性的观点看，多支链、相对分子质量低的烷烃，敏感性好。要改进汽油的敏感度同时保持高的辛烷值，就要除去低辛烷值组分和烯烃，有选择性

27、地增加异构烷烃和芳烃组分。出于环保要求，汽油中芳烃含量也有限制。 汽油族组成对同一种原料，裂化催化剂（或助剂）性质和催化裂化工艺对汽油族组成影响甚大。近年来，随着机动车辆排放标准的日趋严格，越来越多的催化裂化装置采用了降烯烃催化剂（或降烯烃助剂）和降烯烃技术如MGD , MIP ( MIPCGP), FDFCC等，催化汽油烯烃含量明显降低。 汽油蒸汽压汽油中的丁烷含量直接影响汽油的蒸汽压。丁烷MON和RON高且具有较高的调合辛烷值。商品汽油的蒸汽压应尽量接近规格指标的最高限值，此可提高辛烷值又能提高汽油产率。 轻柴油由于柴油机较汽油机热效率高、功率大、燃料单耗低、相对经济，其应用日趋广泛。随着

28、柴油机的发展，柴油耗量迅速增加，特别在我国，柴油用量很大，使催化裂化柴油成为一种重要产品。目前，我国轻柴油按凝点分为：10号、0号、-10号、-20号和-35号五个牌号。分别表示其凝点不高于10、0、-10、-20和-35。 以十六烷值作为衡量柴油抗爆性能的指标。柴油十六烷值越高其抗爆性能越好。为比较其抗爆性，选择两种烃做标准：一是正十六烷，其抗爆性高，将其十六烷值定为100。另一种为甲基萘，其抗爆性差，将其十六烷值定为0。催化柴油的十六烷值一般约2540。与馏分油催化裂化相比，重油催化裂化轻柴油十六烷值低，硫、氮和胶质含量高，油品颜色深、安定性差，易氧化产生沉淀，需经过加氢精制或加氢改质与直

29、馏柴油等调合才能满足产品质量要求。干气和液态烃催化裂化气体产品有干气和液态烃，产率分别为3%5%和8%25%。使用降烯烃催化剂或增产丙烯助剂时，气体产率相应升高。 干气中除富含乙烷、乙烯、甲烷及氢气外，还含有在生产(shngchn)过程中带入的氮气和二氧化碳以及没有完全回收的丙烷、丙烯和少量较重的烃类。液态烃中以C3C4烃类为主，C2以下组分0.5v%，C5以上组分一般(ybn)1.5v%。其中丙烯和丁烯含量分别约为30v%40v%和20v%30v%。液态烃可作民用液化气，也是很好的化工原料。经过(jnggu)气体分馏，丙烷可做溶剂，丙烯可用于生产聚丙烯；异丁烯可作为甲基叔丁基醚（MTBE）的

30、原料，而MTBE是高辛烷值汽油调合组分。异丁烯也可与异丁烷作为烷基化装置的原料，所产烷基化油辛烷值高、不含烯烃和芳烃，是优质的汽油调合组分。油浆分馏塔底抽出物称油浆。在装置操作中，一部分油浆可以打回提升管反应器回炼，另一部分作为外甩油浆经换热冷却后送出装置。油浆也可以全外甩不回炼，因油浆中含有催化剂细粉，需在油浆沉降器中进行沉降分离，从沉降器上部分离出的清净油品称为澄清油，可以作为重质燃料油的调合组分，或者作为生产重质芳烃的原料，也可去焦化掺炼，减少重油出厂量。 1.反应部分图1是一个高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程。下面将其三个组成部分：反应再生系统、分馏系统及吸收稳定系统进行简要介绍

31、。图1高低并列式提升管催化裂化工艺流程 HYPERLINK /view/9126025.htm o 编辑(binj)本段 编辑(binj)2.再生(zishng)系统新鲜原料油经换热后与回炼油浆混合，经加热炉加热至180-320后至 HYPERLINK /view/9122098.htm t /view/_blank 催化裂化提升管反应器下部的喷嘴，原料油由蒸气雾化并喷入提升管内，在其中与来自再生器的高温催化剂（600-750）接触，随即汽化并进行反应。油气在提升管内的停留时间很短，一般只有几秒钟。反应产物经旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开沉降器去分馏塔。积有焦炭的催化剂（称待生催化剂）由沉

32、降器落入下面的汽提段。汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热水蒸气，待生催化剂上吸附的油气和颗粒之间的空间内的油气被水蒸气置换出而返回上部。经汽提后的待生催化剂通过待生斜管进人再生器。再生器的主要作用是烧去催化剂上因反应而生成的积炭，使催化剂的活性得以恢复。再生用空气由主风机供给，空气通过再生器下面的辅助燃烧室及分布管进人流化床层。对于热平衡式装置，辅助燃烧室只是在开工升温时才使用，正常运转时并不烧燃料油。再生后的催化剂（称再生催化剂）落人淹流管，经再生斜管送回反应器循环使用。再生烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，经双动滑阀排人大气。在加工生焦率高的原料时，例如加工含渣油的原料时，因焦

33、炭产率高，再生器的热量过剩，必须在再生器中设取热设施以取走过剩的热量。再生烟气的温度很高，不少催化裂化装置设有烟气能量回收系统，利用烟气的热能和压力能（当设能量回收系统时，再生器的操作压力应较高些）做功，驱动主风机以节约电能，甚至可对外输出剩余电力。对一些不完全再生的装置，再生烟气中含有5%-10%（体积分数）的CO，可以设CO锅炉使CO完全燃烧以回收能量。在生产过程中，催化剂会有损失及失活，为了维持系统内的催化剂的藏量和活性，需要定期地或经常地向系统补充或置换新鲜催化剂。为此，装置内至少应设两个催化剂储罐。装卸(zhungxi)催化剂时采用稀相输送的方法，输送介质为压缩空气。在流化催化裂化装

34、置的自动控制系统中，除了有与其他炼油装置相类似的温度、压力、流量等自动控制系统外，还有一整套维持催化剂正常循环的自动控制系统和当发生流化失常时的自动保护系统。此系统一般包括多个自保系统，例如反应器进料低流量自保系统、主风机出口低流量自保系统、两器差压自保系统，等等(dn dn)。以反应器进料低流量自保系统为例，当进料量低于某个下限值时，在提升管内就不能形成足够低的密度，正常的两器压力平衡被破坏，催化剂不能按规定的路线进行循环，而且还会发生催化剂倒流并使油气大量带人再生器而引起事故。此时，进料低流量自保系统就自动进行以下动作:切断反应器进料并使进料返回原料油罐（或中间罐），向提升管通入事故蒸气以

35、维持催化剂的流化和循环。4. 分馏(fnli)系统 HYPERLINK /view/9126025.htm o 编辑本段 编辑典型的催化裂化分馏系统见图1。由反应器来的反应产物（油气）从底部进人分馏塔，经底部的脱过热段后在分馏段分割成几个中间产品:塔顶为富气及汽油，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油。塔底产品是油浆。轻柴油和重柴油分别经汽提后，再经换热、冷却后出装置。催化裂化装置的分馏塔有几个特点:进料是带有催化剂粉尘的过热油气，因此，分馏塔底部设有脱过热段，用经过冷却的油浆把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。全塔的剩余热量大而且产品的分离精确度要求比较容易满足。因此一般

36、设有多个循环回流:塔顶循环回流、1-2个中段循环回流和油浆循环。塔顶同流采用循环回流而不用冷回流，其主要原因是进入分馏塔的油气含有相当大数量的惰性气体和不凝气，它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果；采用循环回流代替冷回流可以降低从分馏塔顶至气压机入日的压降，从而提高气压机的入口压力、降低气压机的功率消耗。5. 稳定系统 HYPERLINK /view/9126025.htm o 编辑本段 编辑吸收稳定系统主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔及稳定塔组成。从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3、C4组分。吸收稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（C2）

37、液化气（C3、C4）和蒸气压合格的稳定汽油。其中的液化气再利用精馏的方法通过气体分馏装置将其中的丙烯、丁烯分离出来，进行化工利用。催化裂化装置的分馏系统及吸收定系统在各催化裂化装界中一般并无很大差别。四、装置类型流化床催化裂化装置有多种类型，按反应器（或沉降器）和再生器布置的 HYPERLINK /view/3815499.htm t /view/_blank 相对位置的不同可分为两大类：反应器和再生器分开布置的并列式；反应器和再生器架叠在一起的同轴式。并列式又由于 HYPERLINK /view/973883.htm t /view/_blank 反应器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分

38、为同高并列式和高低并列式两类。同高并列式主要(zhyo)特点是:催化剂由U型管密相输送(sh sn);反应器和再生器间的催化剂循环(xnhun)主要靠改变 HYPERLINK /view/4795276.htm t /view/_blank U型管两端的催化剂密度来调节；由反应器输送到再生器的催化剂，不通过再生器的分布板，直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以减少分布板的磨蚀。高低并列式特点是反应时间短，减少了二次反应；催化剂循环采用滑阀控制,比较灵活。同轴式装置形式特点是：反应器和再生器之间的催化剂输送采用塞阀控制;采用垂直提升管和90耐磨蚀的弯头;原料用多个喷嘴喷入提升管。第三章 催化重

39、整 HYPERLINK /view/javascript:void(0) 编辑一、催化重整在有 HYPERLINK /view/62440.htm t /view/_blank 催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的 HYPERLINK /view/2278558.htm t /view/_blank 烃类 HYPERLINK /view/1008506.htm t /view/_blank 分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。 石油炼制过程之一，加热、氢压和催化剂存在的条件下，使 HYPERLINK /view/951429.htm t /view/_blank 原油蒸馏所得的轻

40、汽油馏分（或石脑油）转变成富含芳烃的高 HYPERLINK /view/62593.htm t /view/_blank 辛烷值汽油（ HYPERLINK /view/1220041.htm t /view/_blank 重整汽油），并副产 HYPERLINK /view/15037.htm t /view/_blank 液化石油气和氢气的过程。 HYPERLINK /view/1220041.htm t /view/_blank 重整汽油可直接用作汽油的调合组分，也可经 HYPERLINK /view/8685998.htm t /view/_blank 芳烃抽提制取苯、 HYPERLINK

41、 /view/106454.htm t /view/_blank 甲苯和二甲苯。副产的氢气是 HYPERLINK /view/4401754.htm t /view/_blank 石油炼厂加氢装置（如 HYPERLINK /view/951568.htm t /view/_blank 加氢精制、 HYPERLINK /view/691300.htm t /view/_blank 加氢裂化）用氢的重要来源。 HYPERLINK /view/803299.htm o 编辑本段 编辑20世纪40年代在德国建成了以氧化钼（或氧化铬）/氧化铝作催化剂（见金属氧化物催化剂）的催化重整工业装置，因催化剂活性

42、不高，设备复杂，现已被淘汰。1949年美国公布以贵金属铂作 HYPERLINK /view/62440.htm t /view/_blank 催化剂的重整新工艺，同年11月在密歇根州建成第一套工业装置，其后在原料预处理、催化剂性能、工艺流程和反应器结构等方面不断有所改进。1965年，中国自行开发的铂重整装置在大庆炼油厂投产。1969年，铂铼双金属催化剂用于催化重整，提高了重整反应的深度，增加了汽油、芳烃和 HYPERLINK /view/97585.htm t /view/_blank 氢气等的产率，使催化重整技术达到了一个新的水平。 二、化学反应 包括以下四种主要反应： HYPERLINK

43、/view/62796.htm t /view/_blank 环烷烃 HYPERLINK /view/1617436.htm t /view/_blank 脱氢；烷烃脱氢 HYPERLINK /view/1117822.htm t /view/_blank 环化； HYPERLINK /view/1617493.htm t /view/_blank 异构化； HYPERLINK /view/691300.htm t /view/_blank 加氢裂化。反应、生成芳烃，同时产生氢气，反应是吸热的；反应将烃分子结构重排，为一 HYPERLINK /view/529180.htm t /view/_

44、blank 放热反应（热效应不大）；反应使大分子烷烃断裂成较轻的烷烃和低分子气体，会减少液体收率，并消耗氢,反应是放热的。除以上反应外,还有 HYPERLINK /view/62751.htm t /view/_blank 烯烃的饱和及生焦等反应，各类反应进行的程度取决于操作条件、原料性质以及所用催化剂的类型。 三、催化剂 近代(jndi)催化重整催化剂的金属组分主要是铂，酸性组分为卤素（氟或氯），载体为氧化铝。其中铂构成 HYPERLINK /view/1617436.htm t /view/_blank 脱氢(tu qn) HYPERLINK /view/940498.htm t /vie

45、w/_blank 活性中心，促进(cjn)脱氢反应；而酸性组分提供酸性中心，促进裂化、 HYPERLINK /view/1617493.htm t /view/_blank 异构化等反应。改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调节其酸性功能。为了改善催化剂的稳定性和活性，自60年代末以来出现了各种双金属或多金属催化剂。这些催化剂中除铂外，还加入铼、铱或锡等金属组分作助催化剂，以改进催化剂的性能。 四、过程条件 原料为石脑油或低质量 HYPERLINK /view/19916.htm t /view/_blank 汽油，其中含有烷烃、 HYPERLINK /view/62796.htm t /vie

46、w/_blank 环烷烃和芳烃。含较多 HYPERLINK /view/62796.htm t /view/_blank 环烷烃的原料是良好的重整原料。催化重整用于生产高 HYPERLINK /view/62593.htm t /view/_blank 辛烷值汽油时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80180；用于生产芳烃时,进料为窄馏分,沸点范围一般为60165。重整原料中的 HYPERLINK /view/62751.htm t /view/_blank 烯烃、水及砷、铅、铜、硫、氮等杂质会使 HYPERLINK /view/358599.htm t /view/_blank 催化剂中毒而丧失

47、活性，需要在进入重整反应器之前除去。对该过程的影响因素除了原料性质和 HYPERLINK /view/62440.htm t /view/_blank 催化剂类型以外，还有温度、压力、空速和氢油比。温度高、压力低、空速小和低氢油比对生成芳烃有利，但为了抑制生焦反应，需要使这些参数保持在一定的范围内。此外，为了取得最好的 HYPERLINK /view/955294.htm t /view/_blank 催化活性和 HYPERLINK /view/949764.htm t /view/_blank 催化剂选择性，有时在操作中还注入适当的氯化物以维持催化剂的 HYPERLINK /view/115

48、2915.htm t /view/_blank 氯含量稳定。 五、工艺流程 主要包括原料预处理和重整两个工序，在以生产芳烃为目的时,还包括芳烃抽提和精馏装置。经过预处理后的原料进入重整工段(见图)，与循环氢混合并加热至490525后,在12MPa下进入反应器。反应器由34个串联，其间设有加热炉，以补偿反应所吸收的热量。离开反应器的物料进入分离器分离出富氢循环气（多余部分排出），所得液体由稳定塔脱去轻组分后作为 HYPERLINK /view/1220041.htm t /view/_blank 重整汽油，是高 HYPERLINK /view/62593.htm t /view/_blank 辛

49、烷值汽油组分（研究法辛烷值90以上），或送往 HYPERLINK /view/8685998.htm t /view/_blank 芳烃抽提装置生产芳烃。六、应用和发展 催化重整是提高 HYPERLINK /view/19916.htm t /view/_blank 汽油质量和生产 HYPERLINK /view/109900.htm t /view/_blank 石油化工原料的重要手段，是现代 HYPERLINK /view/4401754.htm t /view/_blank 石油炼厂和石油化工联合企业中最常见的装置之一（见彩图）。据统计，1984年全世界催化重整装置的年处理能力已超过35

50、0Mt,其中大部分用于生产高 HYPERLINK /view/62593.htm t /view/_blank 辛烷值汽油组分。中国现有装置则多用于生产芳烃，生产高 HYPERLINK /view/62593.htm t /view/_blank 辛烷值汽油组分的装置也正在发展。为了解决因强化(qinghu)操作而引起的 HYPERLINK /view/62440.htm t /view/_blank 催化剂结焦(jijio)的问题，除改进催化剂的性能外，在催化剂再生方式上开辟了以下三种途径：半再生，即经过一个(y )周期的运转后，把重整 HYPERLINK /view/393108.htm

51、t /view/_blank 装置停下，催化剂就地进行再生。 HYPERLINK /view/1572443.htm t /view/_blank 循环再生，设几个 HYPERLINK /view/973883.htm t /view/_blank 反应器，每一个反应器都可在不影响装置 HYPERLINK /view/4800246.htm t /view/_blank 连续生产的情况下脱离反应系统进行再生。连续再生，催化剂可在 HYPERLINK /view/973883.htm t /view/_blank 反应器与再生器之间流动，在催化重整正常操作的条件下，一部分催化剂被送入专门的再生器

52、中进行再生。再生后的催化剂再返回 HYPERLINK /view/973883.htm t /view/_blank 反应器。第四章 加氢反应器和催化裂化反应器一、加氢反应器加氢反应器是各类加氢工艺的关键设备加氢过程分类：1.加氢处理（进料分子基本无变化，使烯烃饱和及脱硫）2.加氢精制（约10%原料分子降低分子量）3.加氢裂化（有10%原料分子转化为小分子）加氢反应器分类（按照工艺流程及结构分类） 1.固定床反应器 2. 移动床反应器 3. 流化床反应器固定床反应器使用最为广泛（气液并流下流式）固定床反应器：床层内固体催化剂处于静止状态。特点：催化剂不宜(by)磨损，催化剂在不失活情况下可长期

53、使用。主要适于加工固体杂质、油溶性金属含量少的油品。加氢过程由于存在有气、液、固三相的放热反应，欲使反应进料（气、液两相）与催化剂（固相）充分、均匀、有效地接触，加氢反应器设计有多个催化剂床层，在每个床层的顶部都设置有分配盘，并在两个床层之间设有温控结构（冷氢箱），以确保加氢装置的安全平稳生产和延长催化剂的使用寿命。反应器内设置有入口扩散器、积垢篮、卸料管、催化剂支撑(zh chng)盘、出口捕集器、气液反应物流分配盘、冷氢箱、熱电偶保护管和出口收集器等反应器内构件。1.入口(r ku)扩散器来自反应器入口的介质首先经过入口扩散器，在上部锥形体整流后，经上下两挡板的两层孔的节流、碰撞后被扩散到

54、整个反应器截面(jimin)上。其主要作用为：一是将进入的介质扩散到反应器的整个截面上；二是消除气、液介质对顶分配盘的垂直冲击，为分配盘的稳定工作创造条件；三是通过扰动，促使气液两相混合 2.分配(fnpi)盘目前，国内加氢反应器所使用的反应物流分配器，按其作用原理大致可分为溢流式和抽吸(chu x)喷射式两类；反应物流分配盘应不漏液，安装后须进行测漏试验，即在分配盘上充水至100mm高，在5分钟内其液位下降高度，以不大于5mm为合格；分配盘安装的水平度要求，对于喷射式的分配器，包括制造公差和在载荷作用下的绕度在内，其分配盘的水平度应控制为5mm6mm；对于溢流式的分配器，其分配盘安装的水平度

55、要求更严格一些。 3.积垢(j u)篮由不同规格的不锈钢金属网和骨架构成的篮框，置于反应器上部催化剂床层的顶部，可为反应物流提供更大的流通面积，在上部催化剂床层的顶部扑集更多的机械杂质的沉积物，而又不致(bzh)引起反应器压力降过快地增长；积垢篮框在反应器内截面上呈等边三角形均匀排列，其内是空的（不装填催化剂或瓷球），安装好后要须用不锈钢链将其穿连在一起，并牢固地拴在其上部分配盘地支撑梁上，不锈钢金属链条要有足够地长度裕量（按床层高度下沉5考虑），以便能适应催化剂床层的下沉。 4.催化剂支撑(zh chng)盘 催化剂支撑盘由T形大梁、格栅和丝网组成。大梁的两边搭在反应器器壁的凸台上，而格栅则

56、放在大梁和凸台上。格栅上平铺一层粗不锈钢丝网，和一层细不锈钢丝网，上面就可以装填磁球和催化剂了。 催化剂支撑大梁和格栅要有足够的高温强度和刚度。即在420高温下弯曲变形也很小，且具有一定的抗腐蚀性能。因此，大梁、格栅和丝网的材质均为不锈钢。在设计中应考虑催化剂支撑盘上催化剂和磁球的重量、催化剂支撑盘本身的重量、床层压力降和操作液重等载荷，经过计算得出支撑大梁和格栅的结构尺寸。5. 冷氢管 烃类加氢反应属于放热反应，对多床层的加氢反应器来说，油气和氢气在上一床层反应后温度将升高，为了下一床层继续有效(yuxio)反应的需要，必须在两床层间引入冷氢气来控制温度。将冷氢气引入反应器内部并加以散布的管子被称为冷氢管。冷氢加入(jir)系统的作用和要求是： 均匀、稳定地供给(gngj)足够的冷氢量； 必须使冷氢与热反应物充分混合，在进入下一床层时有一均匀的温度和物料分布。 冷氢管按形式分