第六节 催化裂化反应-再生系统

第六节催化裂化反应-再生系统1/14/20231催化裂化装置一般有四部分构成：反应-再生系统，分馏系统，吸收-稳定系统和能量回收系统装置形式主要有高低并列式、同轴式等1/14/20232一：提升管反应器

提升管反应器主要有提升管、沉降器、汽提段、旋分器、待生斜管等部分组成

1/14/20233提升管反应器的直径是由进料量来决定的。工业上一般采用的气速是入口处为4～7m/s,出口8～18m/s

提升管的高度由反应时间来决定，工业上反应时间多采用2～4s

提升管的上端出口处设有气-固快速分离机构，用于使催化剂与油气快速分离以及抑制反应的继续进行

快速分离机构的形式有多种多样，比较简单的有伞帽形、T字形的构件，现在用得比较多的是初级旋风分离器

1/14/20234提升管下部进料段的油剂接触状况对重油催化裂化的反应有重要影响。减小原料油的雾化粒径，可增大传热面积，从而提高了原料的气化率，且可以改善产品产率的分布沉降器下面的汽提段的作用是用水蒸气脱出催化剂上吸附的油气及置换催化剂颗粒之间的油气。汽提段的效率与水蒸气用量、催化剂在汽提段的停留时间、汽提段的温度及压力、以及催化剂的表面结构有关汽提汽用量一般为2～3kg/1000kgCat

重油催化裂化则用4～5kgH2O/1000kgCat

1/14/20235两段提升管催化裂化技术目前提升管反应器的固有弊端：提升管过长恶化产品分布新鲜原料与循环油浆竞争催化中心难于实现大剂油比操作1/14/20236两段提升管FCC技术的思想及特点两段FCC技术的基本思想：提高催化裂化催化剂的有效活性和选择性，从而改善目的产品分布；分段反应，提高调整生产方案的灵活性因此，两段提升管FCC技术打破原来的提升管反应器型式和反-再系统流程：两段提升管反应器取代单一反应器构成拥有两路循环的反应-再生系统1/14/20237两段提升管反应器示意图1/14/20238催化剂接力原料在第一段提升管经过短反应时间后，及时将催化剂与油气分开；需要继续反应的中间物料在第二段提升管与另一路再生催化剂接触反应催化剂两路循环，整体活性及选择性提高催化反应比例增大，热反应得到有效抑制1/14/20239分段反应不同的馏分需要不同的反应条件，理想选择是不同的馏分在不同的场所和条件下进行反应两段提升管（Ⅰ型）催化裂化：第一段提升管只进新鲜原料，段间抽出柴油出装置第二段提升管单独进循环油，显著改善产品分布第二段提升管底部回炼汽油，降低汽油烯烃含量分段进料避免了新鲜原料和油浆的相互干扰

1/14/202310短反应时间两段技术，采用分段反应，两段反应时间之和比常规催化反应时间还短（2秒以内）大剂油比受热平衡控制，常规催化的剂油比难以提高，两段催化采用两路催化剂循环，从设备角度提高剂油比可不受限制；第一段的低转化率和汽油回炼改质可以突破原有热平衡的限制，在较高的剂油比（催化剂/催化原料）下实现新的热平衡1/14/202311轻油收率可提高2-3个百分点原料转化深度提高5个百分点汽油烯烃含量下降12-13个百分点液收率提高2.5个百分点以上干气产率大幅度降低可显著提高柴汽比

两段与单段实验室结果对比：

1/14/202312两段与单段工业试验结果对比：轻油收率提高4个百分点以上柴油产率提高3.5个百分点以上液收率提高2.5个百分点以上干气产率大幅度降低显著提高了柴汽比可采取灵活多样的操作方式1/14/202313二：再生器主要作用是烧去结焦剂上的焦炭以恢复其活性，同时也提供裂化反应所需的热量1/14/202314主要要求有：①再生剂的含炭量较低，一般要求低于0.2%，甚至低于0.05%；②有较高的烧碳强度，当以再生器内的有效藏量为基准时，烧碳强度一般为100～250kg/(t.h)；③催化剂减活及磨损较少；④易于操作，能耗及投资少；⑤能满足环保要求1/14/202315工业上再生器的主要形式可分为三类：单段再生、两段再生、快速床再生

分布器可分为板式(蝶形)和管式(平面树枝或环形)两种1/14/202316重催再生器需设取热设备：a.内取热式b.外取热式1/14/202317工业上常用再生器的形式大体上可以分为三类：a.单段再生再生温度对烧碳反应速率的影响十分显著，提高再生温度是提高烧碳速率的有效手段，在单段再生时，密相创层的温度一般不超过730℃

工业上一般采用的空气线速为0.6～0.7m/s工业装置采用的再生器压力在0.25～0.4MPa(绝)之间单段再生的主要问题是再生温度的提高受到限制和密相床层的有效催化剂含炭量低1/14/202318b.两段再生两段再生是把烧碳过程分为两个阶段进行与单段相比，两段再生的主要优点是：①对于全混床反应器，第一段出口的半再生剂的含碳量高于再生剂的含碳量，从而提高了烧碳速率；②在第二段再生时可以用新鲜空气和更高的温度，提高了烧碳速率；③第二段内的水气分压可以很低，减轻了催化剂的水热老化；且第二段的催化剂藏量比单段再生器的催化剂藏量低，停留时间较短。因此，第二段可采用较高的再生温度。1/14/202319c.快速床(循环流化床)再生气相转化成连续相，催化剂颗粒变为分散相，从而强化了烧碳过程随着气速的提高，返混程度减小，中、上部接近于平推流，也有利于烧碳强度的提高在快速流化床区域，必须有较大的固体循环量才能保持较高的床层密度催化裂化装置的烧焦罐再生就是属于循环流化床的一种再生方式1/14/2023201/14/202321催化裂化主要设备1、预提升段2、裂化反应段3、汽提段1/14/202322催化裂化主要设备预提升段：加速催化剂，使催化剂形成活塞流向上流动，使催化剂上的重金属钝化，有利于油雾的快速混合，一般为3-6m。裂化反应