[精选]炼油工艺学PPT课件 第十章 催化裂化 催化裂化2-ch3-s.pptx

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1、催化裂化Catalytic Cracking绪 论 n n燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重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？质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？n n重质油转化为轻质油重质油转化为轻质油重质油转化为轻质油重质油转化为轻质油n n从大分子分解为较小的分子从大分子分解为较小的分子从大分子分解为较小的分子从大分子分解为较小的分子 主要依靠分解反响热反响和催化反响主要依靠分解反响

2、热反响和催化反响主要依靠分解反响热反响和催化反响主要依靠分解反响热反响和催化反响n n从低从低从低从低H/CH/C的组成转化成较高的组成转化成较高的组成转化成较高的组成转化成较高H/CH/C的组成的组成的组成的组成 脱碳溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等脱碳溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等脱碳溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等脱碳溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等 加氢加氢裂化加氢加氢裂化加氢加氢裂化加氢加氢裂化Catalytic Cracking Processn n原油二次加工中最重要的一个加工过程原油二次加工中最重要的一个加工过程原油二次加工中最重要的一个加工过程原油二次加工中最重要的一个加工过程n

3、n最最最最重重重重要要要要的的的的重重重重质质质质油油油油轻轻轻轻质质质质化化化化过过过过程程程程之之之之一一一一，在在在在汽汽汽汽油油油油和和和和柴柴柴柴油油油油等轻质油品的生产中占有很重要的地位。等轻质油品的生产中占有很重要的地位。等轻质油品的生产中占有很重要的地位。等轻质油品的生产中占有很重要的地位。n n原料原料原料原料:重质馏分油，主要是直馏减压馏分油重质馏分油，主要是直馏减压馏分油重质馏分油，主要是直馏减压馏分油重质馏分油，主要是直馏减压馏分油VGOVGOVGOVGO，焦化重馏分油，焦化重馏分油，焦化重馏分油，焦化重馏分油CGOCGOCGOCGO，通常须经加氢精制，通常须经加氢精制

4、，通常须经加氢精制，通常须经加氢精制；还有还有还有还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等理重油等理重油等理重油等 Catalytic Crackingn n原料油在原料油在原料油在原料油在500500500500左右、左右、左右、左右、2 2 2 24atm4atm4atm4atm及与裂化催化剂接及与裂化催化剂接及与裂化催化剂接及与裂化催化剂接触的条件下，经裂化反响生成气体、汽油、柴油、触的条件下，经裂化反响生成气体、汽油、柴油、触的条件下，经裂化反响生成气体、汽油、柴油、触的条件下，

5、经裂化反响生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭。重质油及焦炭。重质油及焦炭。重质油及焦炭。n n反响产物的产率与原料性质、反响条件及催化剂反响产物的产率与原料性质、反响条件及催化剂反响产物的产率与原料性质、反响条件及催化剂反响产物的产率与原料性质、反响条件及催化剂性能有密切的关系。性能有密切的关系。性能有密切的关系。性能有密切的关系。n n主要目的是生产高辛烷值汽油；在大量生产汽油主要目的是生产高辛烷值汽油；在大量生产汽油主要目的是生产高辛烷值汽油；在大量生产汽油主要目的是生产高辛烷值汽油；在大量生产汽油的同时，提高柴油产率。的同时，提高柴油产率。的同时，提高柴油产率。的同时，提高柴油产率。产品

6、产率分布及特点n n气体产率约气体产率约气体产率约气体产率约1010101020202020，主要是，主要是，主要是，主要是C C C C3 3 3 3、C C C C4 4 4 4n n汽油产率约汽油产率约汽油产率约汽油产率约3030303060606060，其，其，其，其RONRONRONRON约约约约8080808090909090，安定，安定，安定，安定性也较好；性也较好；性也较好；性也较好；n n柴油产率约柴油产率约柴油产率约柴油产率约0 0 0 040404040，其十六烷值较直馏柴油低，其十六烷值较直馏柴油低，其十六烷值较直馏柴油低，其十六烷值较直馏柴油低，安定性也较差；安定性也

7、较差；安定性也较差；安定性也较差；n n焦炭产率约焦炭产率约焦炭产率约焦炭产率约5 5 5 57 7 7 7，掺渣时的焦炭产率更高，掺渣时的焦炭产率更高，掺渣时的焦炭产率更高，掺渣时的焦炭产率更高可达可达可达可达8 8 8 810101010。Catalytic Crackingn n技术开展：反响技术开展：反响技术开展：反响技术开展：反响-再生型式和催化剂性能两个再生型式和催化剂性能两个再生型式和催化剂性能两个再生型式和催化剂性能两个方面方面方面方面n n一个工业催化裂化装置必须包括反响和再生一个工业催化裂化装置必须包括反响和再生一个工业催化裂化装置必须包括反响和再生一个工业催化裂化装置必须

8、包括反响和再生两个局部。两个局部。两个局部。两个局部。n n催化裂化：固定床催化裂化：固定床催化裂化：固定床催化裂化：固定床fixed-bedfixed-bed 、移动床、移动床、移动床、移动床moving-moving-bedbed 、流化床、流化床、流化床、流化床fluidized-bedfluidized-bed和提升管和提升管和提升管和提升管riserriser催化催化催化催化裂化四个阶段裂化四个阶段裂化四个阶段裂化四个阶段单体烃的催化裂化反响n n烷烃：主要发生分解反响，分解成较小分子的烷烃和烯烃。烷烃：主要发生分解反响，分解成较小分子的烷烃和烯烃。烷烃：主要发生分解反响，分解成较小

9、分子的烷烃和烯烃。烷烃：主要发生分解反响，分解成较小分子的烷烃和烯烃。多从中间的多从中间的多从中间的多从中间的C CC C键处断裂，分子越大越易断裂键处断裂，分子越大越易断裂键处断裂，分子越大越易断裂键处断裂，分子越大越易断裂 n n烯烃：主要反响也是分解反响，同时还有异构化，氢转移烯烃：主要反响也是分解反响，同时还有异构化，氢转移烯烃：主要反响也是分解反响，同时还有异构化，氢转移烯烃：主要反响也是分解反响，同时还有异构化，氢转移和芳构化反响和芳构化反响和芳构化反响和芳构化反响 。n n环烷烃：主要反响有分解、脱氢和异构化环烷烃：主要反响有分解、脱氢和异构化环烷烃：主要反响有分解、脱氢和异构化

10、环烷烃：主要反响有分解、脱氢和异构化n n芳香烃：芳环十分稳定，但芳环上的烷基侧链很容易断裂芳香烃：芳环十分稳定，但芳环上的烷基侧链很容易断裂芳香烃：芳环十分稳定，但芳环上的烷基侧链很容易断裂芳香烃：芳环十分稳定，但芳环上的烷基侧链很容易断裂生成较小分子的烯烃；多环芳烃主要发生缩合反响。生成较小分子的烯烃；多环芳烃主要发生缩合反响。生成较小分子的烯烃；多环芳烃主要发生缩合反响。生成较小分子的烯烃；多环芳烃主要发生缩合反响。石油馏分的催化裂化反响 n n烃类进行催化裂化反响的先决条件是在催化剂外表上的吸烃类进行催化裂化反响的先决条件是在催化剂外表上的吸烃类进行催化裂化反响的先决条件是在催化剂外表

11、上的吸烃类进行催化裂化反响的先决条件是在催化剂外表上的吸附附附附 n n碳原子数相同的各族烃类在催化剂上吸附能力的强弱顺序碳原子数相同的各族烃类在催化剂上吸附能力的强弱顺序碳原子数相同的各族烃类在催化剂上吸附能力的强弱顺序碳原子数相同的各族烃类在催化剂上吸附能力的强弱顺序为：稠环芳烃稠环环烷烃烯烃单烷基侧链的单环芳为：稠环芳烃稠环环烷烃烯烃单烷基侧链的单环芳为：稠环芳烃稠环环烷烃烯烃单烷基侧链的单环芳为：稠环芳烃稠环环烷烃烯烃单烷基侧链的单环芳烃环烷烃烷烃烃环烷烃烷烃烃环烷烃烷烃烃环烷烃烷烃n n对同族烃，大分子的吸附能力比小分子的强对同族烃，大分子的吸附能力比小分子的强对同族烃，大分子的吸附

12、能力比小分子的强对同族烃，大分子的吸附能力比小分子的强n n化学反响速率的上下顺序大致为：化学反响速率的上下顺序大致为：化学反响速率的上下顺序大致为：化学反响速率的上下顺序大致为：烯烃大分子单烷基侧链的单环芳烃异构烷烃及环烷烃烯烃大分子单烷基侧链的单环芳烃异构烷烃及环烷烃烯烃大分子单烷基侧链的单环芳烃异构烷烃及环烷烃烯烃大分子单烷基侧链的单环芳烃异构烷烃及环烷烃小分子单烷基侧链的单环芳烃正构烷烃稠环芳烃小分子单烷基侧链的单环芳烃正构烷烃稠环芳烃小分子单烷基侧链的单环芳烃正构烷烃稠环芳烃小分子单烷基侧链的单环芳烃正构烷烃稠环芳烃 石油馏分的催化裂化反响n n是一种复杂的平行是一种复杂的平行是一种

13、复杂的平行是一种复杂的平行-顺序反响顺序反响顺序反响顺序反响n n重要特点是反响深度对各产品产率的分布有重要重要特点是反响深度对各产品产率的分布有重要重要特点是反响深度对各产品产率的分布有重要重要特点是反响深度对各产品产率的分布有重要影响影响影响影响 n n随反响时间的延长，转化率提高，最终产物气体随反响时间的延长，转化率提高，最终产物气体随反响时间的延长，转化率提高，最终产物气体随反响时间的延长，转化率提高，最终产物气体和焦炭的产率一直增大。汽油的产率开始增加，和焦炭的产率一直增大。汽油的产率开始增加，和焦炭的产率一直增大。汽油的产率开始增加，和焦炭的产率一直增大。汽油的产率开始增加，经过一

14、最高点后则又下降。对于柴油也有一最高经过一最高点后则又下降。对于柴油也有一最高经过一最高点后则又下降。对于柴油也有一最高经过一最高点后则又下降。对于柴油也有一最高点，只是这个最高点出现在转化率较低的时候。点，只是这个最高点出现在转化率较低的时候。点，只是这个最高点出现在转化率较低的时候。点，只是这个最高点出现在转化率较低的时候。n n二次反响：适当控制二次反响：适当控制二次反响：适当控制二次反响：适当控制 催化裂化反响的热效应n n分解反响、脱氢反响等是吸热反响，而氢转移反响、分解反响、脱氢反响等是吸热反响，而氢转移反响、分解反响、脱氢反响等是吸热反响，而氢转移反响、分解反响、脱氢反响等是吸热

15、反响，而氢转移反响、缩合反响等则是放热反响催化裂化反响总是表现为缩合反响等则是放热反响催化裂化反响总是表现为缩合反响等则是放热反响催化裂化反响总是表现为缩合反响等则是放热反响催化裂化反响总是表现为吸热反响吸热反响吸热反响吸热反响n n反响热的表示方法：反响热的表示方法：反响热的表示方法：反响热的表示方法：n n 以生成的汽油量或以生成的汽油量或以生成的汽油量或以生成的汽油量或“汽油汽油汽油汽油+气体量为基准气体量为基准气体量为基准气体量为基准n n 以新鲜原料为基准以新鲜原料为基准以新鲜原料为基准以新鲜原料为基准n n 以催化反响生成的焦炭量催化碳为基准，一以催化反响生成的焦炭量催化碳为基准，

16、一以催化反响生成的焦炭量催化碳为基准，一以催化反响生成的焦炭量催化碳为基准，一般为般为般为般为9127kJ/kg9127kJ/kg9127kJ/kg9127kJ/kg，反响温度，反响温度，反响温度，反响温度510510510510基 本 概 念 转化率：两种表示方法转化率：两种表示方法基 本 概 念n n空速和反响时间空速和反响时间空速和反响时间空速和反响时间 空速的单位是空速的单位是空速的单位是空速的单位是h h h h-1-1-1-1，空速越高，说明催化剂与油的接触时，空速越高，说明催化剂与油的接触时，空速越高，说明催化剂与油的接触时，空速越高，说明催化剂与油的接触时间越短，装置处理能力越

17、大。空速的大小反映了反响时间间越短，装置处理能力越大。空速的大小反映了反响时间间越短，装置处理能力越大。空速的大小反映了反响时间间越短，装置处理能力越大。空速的大小反映了反响时间的长短，人们常用空速的倒数相对地表示反响时间，称为的长短，人们常用空速的倒数相对地表示反响时间，称为的长短，人们常用空速的倒数相对地表示反响时间，称为的长短，人们常用空速的倒数相对地表示反响时间，称为假反响时间。假反响时间。假反响时间。假反响时间。n n剂油比剂油比剂油比剂油比 催化剂在两器之间的循环量与总进料量之比催化剂在两器之间的循环量与总进料量之比催化剂在两器之间的循环量与总进料量之比催化剂在两器之间的循环量与总

18、进料量之比影响催化裂化反响的主要因素 催化剂活性：催化剂活性：催化剂活性：催化剂活性：n n提高催化剂活性有利于提高反响速度，提高催化剂活性有利于提高反响速度，提高催化剂活性有利于提高反响速度，提高催化剂活性有利于提高反响速度，得到较高的转化率，得到较高的转化率，得到较高的转化率，得到较高的转化率，可提高反响器处理能力；可提高反响器处理能力；可提高反响器处理能力；可提高反响器处理能力；并有利于促进氢转移和异构化反并有利于促进氢转移和异构化反并有利于促进氢转移和异构化反并有利于促进氢转移和异构化反响，裂化产品饱和度较高、含异构烃较多。响，裂化产品饱和度较高、含异构烃较多。响，裂化产品饱和度较高、

19、含异构烃较多。响，裂化产品饱和度较高、含异构烃较多。n n催化剂上焦炭的沉积量主要与催化剂在反响器内的停留时催化剂上焦炭的沉积量主要与催化剂在反响器内的停留时催化剂上焦炭的沉积量主要与催化剂在反响器内的停留时催化剂上焦炭的沉积量主要与催化剂在反响器内的停留时间有关，同时与剂油比亦有关。剂油比大时，单位催化剂间有关，同时与剂油比亦有关。剂油比大时，单位催化剂间有关，同时与剂油比亦有关。剂油比大时，单位催化剂间有关，同时与剂油比亦有关。剂油比大时，单位催化剂上的积炭量较少，催化剂活性下降的程度相应地要少些，上的积炭量较少，催化剂活性下降的程度相应地要少些，上的积炭量较少，催化剂活性下降的程度相应地

20、要少些，上的积炭量较少，催化剂活性下降的程度相应地要少些，并且原料与催化剂的接触时机也更充分。这有利于提高反并且原料与催化剂的接触时机也更充分。这有利于提高反并且原料与催化剂的接触时机也更充分。这有利于提高反并且原料与催化剂的接触时机也更充分。这有利于提高反响速度响速度响速度响速度 。剂油比的大小受装置总热平衡特别是反响温度控制剂油比的大小受装置总热平衡特别是反响温度控制剂油比的大小受装置总热平衡特别是反响温度控制剂油比的大小受装置总热平衡特别是反响温度控制 影响催化裂化反响的主要因素 反响温度：提升管出口温度反响温度：提升管出口温度反响温度：提升管出口温度反响温度：提升管出口温度n n 提高

21、反响温度可使提高反响温度可使提高反响温度可使提高反响温度可使 n n反响速度加快，转化率提高；反响速度加快，转化率提高；反响速度加快，转化率提高；反响速度加快，转化率提高；n n气体中气体中气体中气体中C C C C1 1 1 1和和和和C C C C2 2 2 2增多，产品的不饱和度增大；增多，产品的不饱和度增大；增多，产品的不饱和度增大；增多，产品的不饱和度增大；n n在转化率不变的情况下，汽油产率降低，气体产率增加，在转化率不变的情况下，汽油产率降低，气体产率增加，在转化率不变的情况下，汽油产率降低，气体产率增加，在转化率不变的情况下，汽油产率降低，气体产率增加，焦炭产率降低；并且汽油中

22、烯烃和芳烃含量增加，汽油的焦炭产率降低；并且汽油中烯烃和芳烃含量增加，汽油的焦炭产率降低；并且汽油中烯烃和芳烃含量增加，汽油的焦炭产率降低；并且汽油中烯烃和芳烃含量增加，汽油的辛烷值提高。辛烷值提高。辛烷值提高。辛烷值提高。n n反响温度是调节反响速度和转化率的主要工艺参数，不同反响温度是调节反响速度和转化率的主要工艺参数，不同反响温度是调节反响速度和转化率的主要工艺参数，不同反响温度是调节反响速度和转化率的主要工艺参数，不同的产品方案选择不同的反响温度。的产品方案选择不同的反响温度。的产品方案选择不同的反响温度。的产品方案选择不同的反响温度。n n反响温度靠催化剂循环量来调节。反响温度靠催化

23、剂循环量来调节。反响温度靠催化剂循环量来调节。反响温度靠催化剂循环量来调节。影响催化裂化反响的主要因素 原料性质原料性质n n沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化 n nK K K K12121212的原料属高裂化性能的烷烃类；的原料属高裂化性能的烷烃类；的原料属高裂化性能的烷烃类；的原料属高裂化性能的烷烃类；K=11.3K=11.3K=11.3K=11.312.012.012.012.0的原料，属中等裂化性能的环烷烃类；的原料，属中等裂化性能的环烷烃类；的原料，属中等裂

24、化性能的环烷烃类；的原料，属中等裂化性能的环烷烃类；K K K K11.311.311.311.3的原料，则属难裂化的芳烃类的原料，则属难裂化的芳烃类的原料，则属难裂化的芳烃类的原料，则属难裂化的芳烃类 n n碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降。碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降。碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降。碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降。裂化原料中的含硫化合物对催化裂化反响速度影裂化原料中的含硫化合物对催化裂化反响速度影裂化原料中的含硫化合物对催化裂化反响速度影裂化原料中的含硫化合物对催化裂化反响速度影响不大。响不大。响不大。响不大。影响催化裂化反响的主要

25、因素 反响压力，指反响器内的油气分压反响压力，指反响器内的油气分压反响压力，指反响器内的油气分压反响压力，指反响器内的油气分压 n n油气分压的提高意味着反响物浓度提高，反响速度加快，油气分压的提高意味着反响物浓度提高，反响速度加快，油气分压的提高意味着反响物浓度提高，反响速度加快，油气分压的提高意味着反响物浓度提高，反响速度加快，使转化率提高。使转化率提高。使转化率提高。使转化率提高。n n提高反响压力有利于缩合反响，焦炭产率明显增高提高反响压力有利于缩合反响，焦炭产率明显增高提高反响压力有利于缩合反响，焦炭产率明显增高提高反响压力有利于缩合反响，焦炭产率明显增高n n提升管催化裂化装置的压

26、力采用提升管催化裂化装置的压力采用提升管催化裂化装置的压力采用提升管催化裂化装置的压力采用0.130.130.130.130.27MPa0.27MPa0.27MPa0.27MPa表；表；表；表；对有烟气能量回收设施的装置，可到对有烟气能量回收设施的装置，可到对有烟气能量回收设施的装置，可到对有烟气能量回收设施的装置，可到0.250.250.250.250.29MPa0.29MPa0.29MPa0.29MPa表表表表。n n反响压力受再生器烧焦能力的制约。反响压力一般是固定反响压力受再生器烧焦能力的制约。反响压力一般是固定反响压力受再生器烧焦能力的制约。反响压力一般是固定反响压力受再生器烧焦能力

27、的制约。反响压力一般是固定的，不作为调节变量的，不作为调节变量的，不作为调节变量的，不作为调节变量n n提高压力可以提高原有装置的生产能力提高压力可以提高原有装置的生产能力提高压力可以提高原有装置的生产能力提高压力可以提高原有装置的生产能力 影响催化裂化反响的主要因素反响时间：油气在提升管中的停留时间反响时间：油气在提升管中的停留时间反响时间：油气在提升管中的停留时间反响时间：油气在提升管中的停留时间 n n降低空速就是延长反响时间，有利于提高转化率降低空速就是延长反响时间，有利于提高转化率降低空速就是延长反响时间，有利于提高转化率降低空速就是延长反响时间，有利于提高转化率n n反响时间要根据

28、原料油的性质、催化剂性能和产反响时间要根据原料油的性质、催化剂性能和产反响时间要根据原料油的性质、催化剂性能和产反响时间要根据原料油的性质、催化剂性能和产品方案来确定，一般为品方案来确定，一般为品方案来确定，一般为品方案来确定，一般为1 1 1 14s4s4s4s。n n汽油方案，一般采用高温和短反响时间汽油方案，一般采用高温和短反响时间汽油方案，一般采用高温和短反响时间汽油方案，一般采用高温和短反响时间2 2 2 23s3s3s3s；柴油方案，则以较低的反响温度和较长的反响时柴油方案，则以较低的反响温度和较长的反响时柴油方案，则以较低的反响温度和较长的反响时柴油方案，则以较低的反响温度和较长

29、的反响时间间间间3 3 3 34s4s4s4s为宜；为宜；为宜；为宜；渣油催化裂化一般控制在渣油催化裂化一般控制在渣油催化裂化一般控制在渣油催化裂化一般控制在2s2s2s2s左左左左右。右。右。右。影响催化裂化反响的主要因素 回炼比回炼比回炼比回炼比 ：指回炼油量与新鲜原料量之比指回炼油量与新鲜原料量之比指回炼油量与新鲜原料量之比指回炼油量与新鲜原料量之比 n n工业装置常采用回炼操作以改善产品分布，提高轻质油的工业装置常采用回炼操作以改善产品分布，提高轻质油的工业装置常采用回炼操作以改善产品分布，提高轻质油的工业装置常采用回炼操作以改善产品分布，提高轻质油的产率产率产率产率n n回炼油含芳烃

30、多，较难裂化，需较苛刻的反响条件回炼油含芳烃多，较难裂化，需较苛刻的反响条件回炼油含芳烃多，较难裂化，需较苛刻的反响条件回炼油含芳烃多，较难裂化，需较苛刻的反响条件 n n回炼比的大小要根据原料性质和产品方案来确定。采用汽回炼比的大小要根据原料性质和产品方案来确定。采用汽回炼比的大小要根据原料性质和产品方案来确定。采用汽回炼比的大小要根据原料性质和产品方案来确定。采用汽油方案时，可选较低的回炼比；当还要同时考虑多产柴油油方案时，可选较低的回炼比；当还要同时考虑多产柴油油方案时，可选较低的回炼比；当还要同时考虑多产柴油油方案时，可选较低的回炼比；当还要同时考虑多产柴油时，可选较高的回炼比。时，可

31、选较高的回炼比。时，可选较高的回炼比。时，可选较高的回炼比。n n回炼比一般小于回炼比一般小于回炼比一般小于回炼比一般小于1 1 1 1 催化裂化催化剂n n催化剂：能够改变化学反响速度而本身不发生化催化剂：能够改变化学反响速度而本身不发生化催化剂：能够改变化学反响速度而本身不发生化催化剂：能够改变化学反响速度而本身不发生化学反响的物质学反响的物质学反响的物质学反响的物质n n催化剂能有选择性地促进某些反响催化剂能有选择性地促进某些反响催化剂能有选择性地促进某些反响催化剂能有选择性地促进某些反响n n催化剂不仅对装置的生产能力、产品产率及质量催化剂不仅对装置的生产能力、产品产率及质量催化剂不仅

32、对装置的生产能力、产品产率及质量催化剂不仅对装置的生产能力、产品产率及质量好坏、经济效益起主要影响，而且对操作条件、好坏、经济效益起主要影响，而且对操作条件、好坏、经济效益起主要影响，而且对操作条件、好坏、经济效益起主要影响，而且对操作条件、工艺过程和设备型式的选择有重要影响。工艺过程和设备型式的选择有重要影响。工艺过程和设备型式的选择有重要影响。工艺过程和设备型式的选择有重要影响。裂化催化剂的种类n n一类是一类是一类是一类是无定型硅酸铝无定型硅酸铝无定型硅酸铝无定型硅酸铝，具有孔径大小不一的许多微孔具有孔径大小不一的许多微孔具有孔径大小不一的许多微孔具有孔径大小不一的许多微孔 包括天然活性

33、白土、合成硅酸铝低铝和高铝包括天然活性白土、合成硅酸铝低铝和高铝包括天然活性白土、合成硅酸铝低铝和高铝包括天然活性白土、合成硅酸铝低铝和高铝 主要用于流化催化裂化主要用于流化催化裂化主要用于流化催化裂化主要用于流化催化裂化 主要成分是主要成分是主要成分是主要成分是SiOSiOSiOSiO2 2 2 2,Al,Al,Al,Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3n n另一类是结晶型硅酸铝，沸石催化剂或分子筛催化剂。另一类是结晶型硅酸铝，沸石催化剂或分子筛催化剂。另一类是结晶型硅酸铝，沸石催化剂或分子筛催化剂。另一类是结晶型硅酸铝，沸石催化剂或分子筛催化剂。分子筛是一种具有晶格结构的硅铝酸盐

34、，它的重要特点分子筛是一种具有晶格结构的硅铝酸盐，它的重要特点分子筛是一种具有晶格结构的硅铝酸盐，它的重要特点分子筛是一种具有晶格结构的硅铝酸盐，它的重要特点是具有稳定的、均一的微孔结构。是具有稳定的、均一的微孔结构。是具有稳定的、均一的微孔结构。是具有稳定的、均一的微孔结构。按其组成及晶体结构的不同可分为多种类型。用于催化按其组成及晶体结构的不同可分为多种类型。用于催化按其组成及晶体结构的不同可分为多种类型。用于催化按其组成及晶体结构的不同可分为多种类型。用于催化裂化的主要是裂化的主要是裂化的主要是裂化的主要是Y Y Y Y型分子筛型分子筛型分子筛型分子筛 X X、Y Y型佛石的晶体结构相同

35、，但它们的硅铝分子比型佛石的晶体结构相同，但它们的硅铝分子比SiOSiO2 2/Al/Al2 2O O3 3不同：不同：X X型沸石为型沸石为2 23 3；Y Y型沸石为型沸石为3 36 6。分子筛是晶体结构，孔的排列规则，孔直径比较均匀，其分子筛是晶体结构，孔的排列规则，孔直径比较均匀，其孔径大小为分子大小数量级，具有很大的内外表孔径大小为分子大小数量级，具有很大的内外表。分子。分子筛催化剂的外表具有酸性，由质子酸和非质子酸形成的酸筛催化剂的外表具有酸性，由质子酸和非质子酸形成的酸性中心密度比无定型硅酸铝的大得多。性中心密度比无定型硅酸铝的大得多。超笼超笼 “八面沸八面沸石笼，它是催石笼，它

36、是催化反响进行的主化反响进行的主要场所。进入八要场所。进入八面沸石笼的主要面沸石笼的主要通道是由十二员通道是由十二员环组成，其平均环组成，其平均直径为直径为0.80.80.9nm0.9nm。催化裂化催化剂n n人工合成是含钠离子的分子筛，没有催化活性，须用其人工合成是含钠离子的分子筛，没有催化活性，须用其人工合成是含钠离子的分子筛，没有催化活性，须用其人工合成是含钠离子的分子筛，没有催化活性，须用其他阳离子特别是多价阳离子置换出分子筛中的钠离子后他阳离子特别是多价阳离子置换出分子筛中的钠离子后他阳离子特别是多价阳离子置换出分子筛中的钠离子后他阳离子特别是多价阳离子置换出分子筛中的钠离子后分子筛

37、才具有很高的催化活性。分子筛才具有很高的催化活性。分子筛才具有很高的催化活性。分子筛才具有很高的催化活性。n n以稀土金属离子置换得的稀土以稀土金属离子置换得的稀土以稀土金属离子置换得的稀土以稀土金属离子置换得的稀土-Y-Y-Y-Y型分子筛。型分子筛。型分子筛。型分子筛。REYREYREYREYn n以氢离子置换得的以氢离子置换得的以氢离子置换得的以氢离子置换得的HYHYHYHY型分子筛。型分子筛。型分子筛。型分子筛。n n兼用氢离子和稀土金属离子置换得兼用氢离子和稀土金属离子置换得兼用氢离子和稀土金属离子置换得兼用氢离子和稀土金属离子置换得REHYREHYREHYREHY型分子筛型分子筛型分

38、子筛型分子筛n n由由由由HYHYHYHY型分子筛经脱铝得到的有更高的硅铝比的超稳型分子筛经脱铝得到的有更高的硅铝比的超稳型分子筛经脱铝得到的有更高的硅铝比的超稳型分子筛经脱铝得到的有更高的硅铝比的超稳Y Y Y Y型型型型分子筛，分子筛，分子筛，分子筛，USYUSYUSYUSY催化裂化催化剂n n目前在工业上所用的分子筛催化剂中仅含约目前在工业上所用的分子筛催化剂中仅含约目前在工业上所用的分子筛催化剂中仅含约目前在工业上所用的分子筛催化剂中仅含约1010101035353535的分子筛，其余的是起稀释作用的载体的分子筛，其余的是起稀释作用的载体的分子筛，其余的是起稀释作用的载体的分子筛，其余

39、的是起稀释作用的载体也称基质。也称基质。也称基质。也称基质。n n裂化催化剂的特性取决于沸石与基质的性质，其裂化催化剂的特性取决于沸石与基质的性质，其裂化催化剂的特性取决于沸石与基质的性质，其裂化催化剂的特性取决于沸石与基质的性质，其中沸石的催化特性是主要的，但基质的作用也不中沸石的催化特性是主要的，但基质的作用也不中沸石的催化特性是主要的，但基质的作用也不中沸石的催化特性是主要的，但基质的作用也不容无视。常用的基质有合成硅酸铝凝胶或天然硅容无视。常用的基质有合成硅酸铝凝胶或天然硅容无视。常用的基质有合成硅酸铝凝胶或天然硅容无视。常用的基质有合成硅酸铝凝胶或天然硅酸铝如高岭土及硅溶胶、铝溶胶等

40、。酸铝如高岭土及硅溶胶、铝溶胶等。酸铝如高岭土及硅溶胶、铝溶胶等。酸铝如高岭土及硅溶胶、铝溶胶等。裂化催化剂的使用性能 活性、稳定性活性、稳定性 activity,stabilityactivity,stabilityn n活性在实验室常用微反活性法测定；活性在实验室常用微反活性法测定；活性在实验室常用微反活性法测定；活性在实验室常用微反活性法测定；n n实际生产中，常用实际生产中，常用实际生产中，常用实际生产中，常用“平衡活性来表示装置中实际的、平衡活性来表示装置中实际的、平衡活性来表示装置中实际的、平衡活性来表示装置中实际的、相对稳定的催化剂活性相对稳定的催化剂活性相对稳定的催化剂活性相对

41、稳定的催化剂活性。平衡活性的上下取决于催化剂。平衡活性的上下取决于催化剂。平衡活性的上下取决于催化剂。平衡活性的上下取决于催化剂的稳定性和新鲜催化剂的补充量，分子筛催化剂的平衡的稳定性和新鲜催化剂的补充量，分子筛催化剂的平衡的稳定性和新鲜催化剂的补充量，分子筛催化剂的平衡的稳定性和新鲜催化剂的补充量，分子筛催化剂的平衡活性多在活性多在活性多在活性多在6060606075757575。n n稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热处稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热处稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热处稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热处理前后的活性比较

42、来评价，硅铝比高的稳定性好。理前后的活性比较来评价，硅铝比高的稳定性好。理前后的活性比较来评价，硅铝比高的稳定性好。理前后的活性比较来评价，硅铝比高的稳定性好。裂化催化剂的使用性能选择性选择性选择性选择性 selectivity：表示催化剂增加目的产品和减少表示催化剂增加目的产品和减少表示催化剂增加目的产品和减少表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反响能力副产品的选择反响能力副产品的选择反响能力副产品的选择反响能力n n裂化催化剂的选择性常常以裂化催化剂的选择性常常以裂化催化剂的选择性常常以裂化催化剂的选择性常常以“汽油产率汽油产率汽油产率汽油产率/转化率及转化率及转化率及转化率及“焦焦焦

43、焦炭产率炭产率炭产率炭产率/转化率来表示转化率来表示转化率来表示转化率来表示 n n裂化催化剂在受重金属污染后，选择性会变差。裂化气裂化催化剂在受重金属污染后，选择性会变差。裂化气裂化催化剂在受重金属污染后，选择性会变差。裂化气裂化催化剂在受重金属污染后，选择性会变差。裂化气中的中的中的中的H H H H2 2 2 2/CH/CH/CH/CH4 4 4 4比值不仅可反映重金属污染的程度，而且也比值不仅可反映重金属污染的程度，而且也比值不仅可反映重金属污染的程度，而且也比值不仅可反映重金属污染的程度，而且也可反映催化剂选择性的变化。可反映催化剂选择性的变化。可反映催化剂选择性的变化。可反映催化剂

44、选择性的变化。n n选择性好的催化剂可使原料生成较多的汽油、较少的气选择性好的催化剂可使原料生成较多的汽油、较少的气选择性好的催化剂可使原料生成较多的汽油、较少的气选择性好的催化剂可使原料生成较多的汽油、较少的气体和焦炭。体和焦炭。体和焦炭。体和焦炭。裂化催化剂的使用性能n n密度：密度：密度：密度：包括真实密度骨架密度、颗粒密度和堆积密包括真实密度骨架密度、颗粒密度和堆积密包括真实密度骨架密度、颗粒密度和堆积密包括真实密度骨架密度、颗粒密度和堆积密度。催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有重要的影响。度。催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有重要的影响。度。催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有重

45、要的影响。度。催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有重要的影响。n n筛分组成、机械强度筛分组成、机械强度筛分组成、机械强度筛分组成、机械强度 要求催化剂有适宜的粒径分布或筛分组成，以保证催化剂要求催化剂有适宜的粒径分布或筛分组成，以保证催化剂要求催化剂有适宜的粒径分布或筛分组成，以保证催化剂要求催化剂有适宜的粒径分布或筛分组成，以保证催化剂处于流化状态。新鲜催化剂中，粒径为处于流化状态。新鲜催化剂中，粒径为处于流化状态。新鲜催化剂中，粒径为处于流化状态。新鲜催化剂中，粒径为4040404080m80m80m80m的约占的约占的约占的约占1/21/21/21/2，2020202040m40m40

46、m40m及及及及80808080100m100m100m100m的约各占的约各占的约各占的约各占1 1 1 14 4 4 4 微球催化剂的机械强度用微球催化剂的机械强度用微球催化剂的机械强度用微球催化剂的机械强度用“磨损指数来评价磨损指数来评价磨损指数来评价磨损指数来评价裂化催化剂助剂n n辛烷值助剂：其作用是提高裂化汽油的辛烷值。它的主要辛烷值助剂：其作用是提高裂化汽油的辛烷值。它的主要辛烷值助剂：其作用是提高裂化汽油的辛烷值。它的主要辛烷值助剂：其作用是提高裂化汽油的辛烷值。它的主要活性组分是一种中孔择形分子筛，最常用的是活性组分是一种中孔择形分子筛，最常用的是活性组分是一种中孔择形分子筛

47、，最常用的是活性组分是一种中孔择形分子筛，最常用的是ZSM-5ZSM-5ZSM-5ZSM-5。一般。一般。一般。一般汽油汽油汽油汽油MONMONMONMON提高提高提高提高1.51.51.51.52 2 2 2单位，单位，单位，单位，RONRONRONRON提高提高提高提高2 2 2 23 3 3 3单位。单位。单位。单位。n n金属钝化剂：其作用是使催化剂上的有害金属减活，以减金属钝化剂：其作用是使催化剂上的有害金属减活，以减金属钝化剂：其作用是使催化剂上的有害金属减活，以减金属钝化剂：其作用是使催化剂上的有害金属减活，以减少其毒害作用少其毒害作用少其毒害作用少其毒害作用 n nCOCOCO

48、CO助燃剂：其作用是促进助燃剂：其作用是促进助燃剂：其作用是促进助燃剂：其作用是促进COCOCOCO氧化成氧化成氧化成氧化成COCOCOCO2 2 2 2，以减少污染，同时，以减少污染，同时，以减少污染，同时，以减少污染，同时回收大量热量，可使再生温度提高，从而提高了烧焦速率回收大量热量，可使再生温度提高，从而提高了烧焦速率回收大量热量，可使再生温度提高，从而提高了烧焦速率回收大量热量，可使再生温度提高，从而提高了烧焦速率并使再生剂的含碳量降低，提高了再生剂的活性和选择性，并使再生剂的含碳量降低，提高了再生剂的活性和选择性，并使再生剂的含碳量降低，提高了再生剂的活性和选择性，并使再生剂的含碳量

49、降低，提高了再生剂的活性和选择性，有利于提高轻质油收率，降低催化剂循环量。有利于提高轻质油收率，降低催化剂循环量。有利于提高轻质油收率，降低催化剂循环量。有利于提高轻质油收率，降低催化剂循环量。裂化催化剂的失活与再生 n n催化剂的失活催化剂的失活催化剂的失活催化剂的失活 ：在反响过程中，裂化催化剂的活：在反响过程中，裂化催化剂的活：在反响过程中，裂化催化剂的活：在反响过程中，裂化催化剂的活性和选择性不断下降的现象称为催化剂的失活。性和选择性不断下降的现象称为催化剂的失活。性和选择性不断下降的现象称为催化剂的失活。性和选择性不断下降的现象称为催化剂的失活。失活原因主要有：高温或高温与水蒸气的作

50、用；失活原因主要有：高温或高温与水蒸气的作用；失活原因主要有：高温或高温与水蒸气的作用；失活原因主要有：高温或高温与水蒸气的作用；裂化反响生焦；毒物的毒害。裂化反响生焦；毒物的毒害。裂化反响生焦；毒物的毒害。裂化反响生焦；毒物的毒害。n n催化剂的再生：指用空气烧去焦炭的过程。裂化催化剂的再生：指用空气烧去焦炭的过程。裂化催化剂的再生：指用空气烧去焦炭的过程。裂化催化剂的再生：指用空气烧去焦炭的过程。裂化催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力。产能力。产能力。