炼油工艺学第十章-催化裂化第一节-催化裂化概述课件

第十章催化裂化第一节概述CatalyticCracking11/23/20221炼油工艺学第十章催化裂化第一节概述CatalyticCrac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质燃料产品？重质油转化为轻质油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）从低H/C的组成转化成较高H/C的组成脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）加氢（加氢裂化）11/23/20222炼油工艺学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催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化的核心工艺催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段催化裂化于1936年实现工业化

催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油

主要控制指标：金属含量和残碳值一、催化裂化的原料和产品11/23/20223炼油工艺学催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻Ni+V：不大于20PPm残碳：不大于6%反应条件：温度为460～530℃，压力2～4atm，有催化剂存在产品分布及特点：气体:10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高汽油:产率在30～60%之间，ON高，RON可达90左右柴油:产率在0～40%，CN较低，需调和或精制油浆：产率在0～10%焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1

11/23/20224炼油工艺学Ni+V：不大于20PPm11/2二、催化裂化的发展过程催化裂化反应：吸热过程再生：放热过程催化裂化反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物

缩合反应生成焦炭

技术发展：反应-再生型式（工艺）和催化剂性能两个方面11/23/20225炼油工艺学二、催化裂化的发展过程催化裂化反应：吸热过程再生：放热过程催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2．合成硅铝催化剂和移动床催化裂化①移动床催化裂化②流化床催化裂化3．分子筛催化剂和提升管催化裂化11/23/20226炼油工艺学催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：11/22/20226炼11/23/20227炼油工艺学11/22/20227炼油工艺学催化裂化技术今后的发展方向：①加工重质原料②降低能耗③减少环境污染④适应多种生产需要的催化剂和工艺⑤过程模拟和计算机应用11/23/20228炼油工艺学催化裂化技术今后的发展方向：11/22/20228炼油工艺学三、工艺流程概述1．反应—再生系统包括：反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统、再生烟气的能量回收系统和液化气、汽油的脱硫精制等高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程11/23/20229炼油工艺学三、工艺流程概述1．反应—再生系统包括：反应-再生系统、分馏200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s反应温度11/23/202210炼油工艺学200～300℃600～750℃490～510℃2～说明：反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能和热能在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催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流化状态是催化裂化装置的技术关键11/23/202211炼油工艺学说明：11/22/202211炼油工艺学2．分馏系统480～490

℃过热油气11/23/202212炼油工艺学2．分馏系统480～490℃过热油气11/22/20221在分馏塔内将反应油气分成几个产品：塔顶为汽油及富气，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品是油浆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催化裂化分馏塔有以下几个特点：进料是带有催化剂粉尘的过热油气全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足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，它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果提高富气压缩机的入口压力以降低气压机的功率损耗

11/23/202213炼油工艺学在分馏塔内将反应油气分成几个产品：塔顶为汽油及富气，侧线有轻3．吸收—稳定系统主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔组成。吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2）、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。吸收塔和解吸塔的操作压力为1.0～2.0MPa。稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为1.0-1.5MPa

11/23/202214炼油工艺学3．吸收—稳定系统11/22/202214炼油工艺学提高C3回收率的关键提高C4回收率的关键低温高压防热高温低压吸热11/23/202215炼油工艺学提高C3回收率的关键提高C4回收率的关键低温高压高温低压1111/23/202216炼油工艺学11/22/202216炼油工艺学催化裂化的反应-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式、两段提升管催化裂化等至于分馏系统和吸收-稳定系统，在各催化裂化装置中一般并无很大差别

四、提升管催化裂化装置的类型11/23/202217炼油工艺学催化裂化的反应-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式、两高低并列式

反应器位置较高，两器压力不同，一般再生器比反应器的压力高0.02～0.04MPa。催化剂在两器中循环，用斜管输送，并由滑阀调节。滑阀的材质要满足耐磨要求。

同轴式

沉降器和再生器同轴叠置，采用塞阀(plugvalve)调节催化剂循环量。由于阀头和催化剂均匀接触，阀头磨蚀轻；布置紧凑，占地面积小。

同高并列式11/23/202218炼油工艺学高低并列式11/22/202218炼油工艺学11/23/202219炼油工艺学11/22/202219炼油工艺学11/23/202220炼油工艺学11/22/202220炼油工艺学11/23/202221炼油工艺学11/22/202221炼油工艺学第十章催化裂化第一节概述CatalyticCracking11/23/202222炼油工艺学第十章催化裂化第一节概述CatalyticCrac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质燃料产品？重质油转化为轻质油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）从低H/C的组成转化成较高H/C的组成脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）加氢（加氢裂化）11/23/202223炼油工艺学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催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化的核心工艺催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段催化裂化于1936年实现工业化

催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油

主要控制指标：金属含量和残碳值一、催化裂化的原料和产品11/23/202224炼油工艺学催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻Ni+V：不大于20PPm残碳：不大于6%反应条件：温度为460～530℃，压力2～4atm，有催化剂存在产品分布及特点：气体:10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高汽油:产率在30～60%之间，ON高，RON可达90左右柴油:产率在0～40%，CN较低，需调和或精制油浆：产率在0～10%焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1

11/23/202225炼油工艺学Ni+V：不大于20PPm11/2二、催化裂化的发展过程催化裂化反应：吸热过程再生：放热过程催化裂化反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物

缩合反应生成焦炭

技术发展：反应-再生型式（工艺）和催化剂性能两个方面11/23/202226炼油工艺学二、催化裂化的发展过程催化裂化反应：吸热过程再生：放热过程催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2．合成硅铝催化剂和移动床催化裂化①移动床催化裂化②流化床催化裂化3．分子筛催化剂和提升管催化裂化11/23/202227炼油工艺学催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：11/22/20226炼11/23/202228炼油工艺学11/22/20227炼油工艺学催化裂化技术今后的发展方向：①加工重质原料②降低能耗③减少环境污染④适应多种生产需要的催化剂和工艺⑤过程模拟和计算机应用11/23/202229炼油工艺学催化裂化技术今后的发展方向：11/22/20228炼油工艺学三、工艺流程概述1．反应—再生系统包括：反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统、再生烟气的能量回收系统和液化气、汽油的脱硫精制等高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程11/23/202230炼油工艺学三、工艺流程概述1．反应—再生系统包括：反应-再生系统、分馏200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s反应温度11/23/202231炼油工艺学200～300℃600～750℃490～510℃2～说明：反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能和热能在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催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流化状态是催化裂化装置的技术关键11/23/202232炼油工艺学说明：11/22/202211炼油工艺学2．分馏系统480～490

℃过热油气11/23/202233炼油工艺学2．分馏系统480～490℃过热油气11/22/20221在分馏塔内将反应油气分成几个产品：塔顶为汽油及富气，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品是油浆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催化裂化分馏塔有以下几个特点：进料是带有催化剂粉尘的过热油气全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足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，它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果提高富气压缩机的入口压力以降低气压机的功率损耗

11/23/202234炼油工艺学在分馏塔内将反应油气分成几个产品：塔顶为汽油及富气，侧线有轻3．吸收—稳定系统主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔组成。吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2）、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。吸收塔和解吸塔的操作压力为1.0～2.0MPa。稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为1.0-1.5MPa

11/23/202235炼油工艺学3．吸收—稳定系统11/22/202214炼油工艺学提高C3回收率的关键提高C4回收率的关键低温高压防热高温低压吸热11/23/202236炼油工艺学提高C3回收率的关键提高C4回收率的关键低温高压高温低压1111/23/202237炼油工艺学11/22/202216炼油工艺学催化裂化的反应-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式、两段提升管催化裂化等至于分馏系统和吸收-稳定系统，在各催化裂化装置中一般并无很大差别

四、提升管催化裂化装置的类型11/23/202238炼油工艺学催化裂化的反应-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式、两高低并列式

反应器位置较高，两器压力不同，一般再生器比反应器的压力高0.02～0.04MPa。