燕山石化催化裂化炼油三厂工艺简介行业资料石油天然气工业_行业资料-石油、天然气工业.pdf

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1、1概述说明：11装置的地位与作用 炼油厂重油催化裂化是在催化剂的作用下将重质油转化为汽油、柴油及液 化气等产品的过程，是主要的加工工艺之一。随着社会的不断发展和进步，能源危机日益成为人们注目的焦点，而催化 裂化作为重油深度加工装置，日益显示出其重要作用，我国通过催化裂化工艺 生产的汽油约占全国商品汽油的 70，柴油占全国总量的 30，液化气占炼油 厂总量的 90以上。根据中石化总公司 八五科技进步规则”的精神和炼厂的”九五规划”，为充分利用石油资源，提高二次加工能力，改善产品结构，增加全厂轻质油收 率，减少重油产品特拟建此套(200 万吨年 重油催化裂化装置。本装置是全国 最大的重油催化裂化装

2、置之一。12装置的主要原料、产品与用途 121本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三、常四、减二、减三、减 四、减五线、减压渣油以及酮苯蜡膏、糠醛抽余油、和丙烷脱沥青油等。122本装置主要产品为：汽油，柴油，液化气，干气和重油(油浆。12 2 1汽油是本装置生产的主要产品之一，其设计牌号为 9l 号，收 率为 47 2。汽油常用于汽油燃动机，是比较重要的一种动力能源，主要用 于轻型汽车，活塞式发动机的飞机，快艇和小型发电机等。1222柴油也是本装置的主要目标产品，其设计牌号为一 10 号和 0 号，收率通常为 24 28，根据季节变化和市场对柴油的使用要求，我们可以 通过改变操作条件来生产所需要的

3、目标产品。柴油的用途相当广泛，主要用于 大马力的运输机械，现已广泛用于载重汽车，拖拉机，曳引机，机车，船舶及 各种农业，矿山，车用机械作为动力设备，其功率从几十马力到四万马力左右。12 2 3液化气也是本装置的重要产品，其设计收率为 10736。它通常用作民用燃料，但随着科学技术的日新月异，液化气的用途也有了新的 变化，比如：因为世界环卫组织宣布氟利昂严重影响生态环境，造成臭氧层破 坏，故研究氟利昂的替代产品显得尤其重要，而液化气正是理想的原材料之一。另外，更重要的是以液化气为原料，生产各种化工原材料，例如：从液化气中 分离出丁烯 2 产品供橡胶厂生产丁苯橡胶使用，丙烯产品供化工厂生产聚丙 烯

4、。1224干气是催化裂化装置的副产品之一，其收率大约为 3728 干气主要用作本厂的自用燃料气，比如：锅炉产汽，加热炉对原料及中间产品 预热等，近几年随着降耗增效呼声的日益加强，消灭火炬，少用燃料油，多用 燃料气的节能降耗措施正在全国石化行业轰轰烈烈地展开。13装置技术来源 从武汉石化厂和广州石化总厂引进石伟公司重油催化裂化技术，通过消化 吸收设计了福 建炼油厂 140 万吨年重油催化裂化装置，于 1992 年 9 月投产。通过 运转的实践证明，其优点充分体现。本技术现已开始用于新设计的 120 万吨年乌鲁 木齐炼油厂，140 万吨年兰州炼油厂，大连石化公司和大港炼油厂重油催化裂化装置 根据北

5、京燕化公司炼油厂的实际要求，北京设计院根据目前国内外较为成熟的重油催 化裂化技术设计而成。其中主要技术项目有：13 1催化剂再生系统采用并列式两段完全再生技术，二段再生器内部是空腹 高氧设计，设置外旋风分离器，以保证二段高温生产，使再生齐 II 含碳达 005。同时也解决了催化剂高温水热失活的矛盾。13 2反应采用全提升管反应器，在其出口设置出口快速分离器，中止反应，提升管反应采用高温短接触操作条件，对产品收率有利。13 3采用高效雾化喷嘴原料注入系统，对原料雾化和喷散成 60p 以下的油粒，对降低生焦，提高液体产品收率有利。13 4加注金属钝化剂，以防止重金属 Ni 等对催化剂活性的影响，改

6、善产品 分布。13 5原料预热取消加热炉方案，改用分馏塔底油浆作原料热源。开工初期采 用中压蒸汽加热原料油。13 6装置采用外取热技术，和高温烟气能量回收系统。在高温烟道上设置高 温取热器，产生中压蒸汽，再利用高温烟气能量作动力推动烟气轮机，直接带动同步 发电机装置，烟气轮机电机及配套的控制系统。烟机出入口蝶阀是由美国引进，烟气 轮机是由兰州炼油总厂机械厂提供，其型号为(YL II-18000A；烟机发电机型号为：YLUl80000-A。1.3.7气体压缩机装置是由杭州气轮机厂生产的气轮机 (NK40/50/20和由 沈阳鼓风机厂生产的压缩机(2MCL-606 组成的。1.3.8.主风机系统是

7、由陕西鼓风机厂生产的轴流风机 AV50-12 和由杭州气轮 机厂生产的原动机 N(350/40与上海电机厂生产的原动机 YCt-1900-4组成的。1.3.9.增压机是由佳木斯电机厂生产的原动机 YA710AM3-2-w 和陕西鼓风机 厂生产的风机 310-4.079/3.059组成的。1.3.10.为了进一步改善产品质量，防止环境污染，在吸收稳定部分特增设液 态烃和汽油脱硫醇装置，以脱除液态烃和汽油中的硫醇成分。1.4.装置的主要构成 本装置主要由反再系统，分馏系统，吸收稳定系统和双脱系统余热锅炉组成。1.4.1.反应再生系统 反再系统是催化裂化装置的重要组成部分，是整个装置的龙头。1.4.

8、1.1.全提升管反应器，在提升管出口设置出口快分器，和四个初级旋分 器(粗旋，在沉降器内设置单级旋分器(细旋；1.4.1.2.第一再生器内设置了 8 组 2 级旋风分离器，第二再生器内部为空白，在二再外设置了 4 组 2 级旋分器；1.4.1.3.提升管反应器采用高活性的超稳分子筛催化剂，为了回收多余热量，特在一再外设置外取热器装置；1.4.1.4.烟气能量回收系统.为了充分回收剩余热能，降低装置能耗，本装 置在第一再生器和第二再生器的混合烟道上设置了高温取热炉，烟气轮机和余热锅炉；为了降低催化剂损失，保护生态环境，特设置了三级旋风分离器，回收催化剂粉末；另外，反再部分还包括催化剂加料系统和卸

9、料系统，以及一再辅助燃烧炉 F-101 和二 过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其

10、设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油再辅助燃烧炉 F-102 142分馏系统 分馏系统主要是由分馏塔，柴油汽提塔，原料缓冲罐，回炼油罐，油浆过滤器，油浆蒸汽发生器，和各中段循环的换热系统以及空冷和水冷部分组成的。14 3吸收一稳定系统 吸收一稳定系统主要由富气压缩机机组，吸收塔，解读塔，稳定塔和再吸收塔以 及各种换热设备，空冷设备，碱洗沉降系统组成。14 4双脱系统 双脱系统主要由汽油预碱洗罐，汽油脱硫醇塔，碱液氧化塔，碱液沉降罐，二硫 化物沉降罐，汽油砂滤塔，尾气水洗塔，混合氧化塔和液态烃脱硫塔，液态烃脱硫醇 塔，碱液氧化塔，液态烃沉降罐，碱液沉降罐以及干气脱硫系统成。回收期

11、 静态投资回收期 年 5.44 动态投资回收期 年 7.05 偿还期 人民币借款偿还 年 4.28 期 外币借款偿还期 年 10.00 15装置简况一览表 表1 内容 1998 年 4 月 200 项目 产品名称 设计开工时 间 设计能力 单位 年、月、日 万吨/年 历史水平 投产日期 1998 年 6 月 23 日 占地面积 平方 M 33800 总投资 万元 73655 专利公司名 称 合同生效期 表二：各项技术经济指标 项目名称 单位 基本数据 总投资 万元 固定资产投资 万元 流动资金 万元 建设期利息 万元 销售收入 万元 销售成本 万元 销售税金 万元 销售利润 万元 利润总额 万

12、元 所得税 万元 收益率 所得税后 部）内%所得税前 部）内%所得税后 万元 所得税前 万元 投资利润率%项目 单位 产品包装 装置定员 人 内容 物 实际最大能 力 建设日期 扩建日期 建筑面积 引进项目名 称 合同总价 合同有效期 设计指标 实际最好水平 108010 99643 1874 6493 95044 18194 43623 32277 32277 10651 25.22 33.23 72360 125911 28.61 过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约

13、占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油2工艺路线 21工艺路线特点：本装置主要由反应一再生系统，分馏系统，吸收一稳定系统和四机组(烟机，气压 机，主风机和增压机 以及双脱部分组成。本装置工艺设

14、计是在吸收国内外重油催化裂 化先进技术的基础上设计而成，与国外相比，其工艺技术已达到世界先进水平。2 1 1反再系统 21 11反应器和再生器采用同高并列式，再生部分采用两段烧焦完全再生 技术；2112再生器采用外取热技术以吸收多余的热量维持反再部分热平衡；2 1 13反应采用全提升管反应器，在其出口设置高效分离器，进料采用高 效雾化喷嘴原料注入系统；采用 MTC 控制技术，以提高剂油比；2 1 14原料预热方式本装置采用混合进料方式，原料预热采用与分馏塔底 油浆换热，取消了传统的加热炉原料预热方式；2 1 15为了进一步提高高温烟气能量回收，在烟道上设置了高温烟道取热 炉，余热炉和烟机系统。

15、212分馏系统 本装置充分利用分馏塔各段回流热量来预热原料油、发生蒸汽以及做解吸塔、稳 定塔热源。2 1 3吸收一稳定系统吸收一解吸采用双塔流程，提高了碳三，碳四的析出 率和汽油稳定深度。214双脱部分 2 1 41干气脱硫操作，不设置分液罐，仅在塔顶设置分离段，以除去干气 中携带的胺液，可减少占地面积；2 1 42不单独设置液化气脱硫溶剂分液罐，将液化气脱硫塔直径加大，降 低液流速度，以利于胺液与液化气的分离，同时将高度适当加高，延长液化气在上部 的停留时间，以利于沉降分离；2 1 43汽油碱洗脱硫醇部分，采用抽提一氧化两步法，汽油脱硫醇抽提塔 内件采用筛板；碱液氧化塔，混合氧化塔，尾气水洗

16、塔内件均采用清华大学开发的 QH 1型扁环填料；2 1 44双脱部分增加了液态烃脱硫醇过程，以进一步降低液态烃中的硫含 量。22基本原理 22 1催化裂化反应及其影响因素 22 11催化裂化反应特点催化裂化反应是在催化剂表面上进行的，原料进 入反应器后，经过七个步骤才变成产品离开催化剂。第一步：气态原料分子从主气流中扩散到催化剂表面，并沿催化剂孔道向催化剂 内部扩散；第二步：靠近催化剂表面的原料分子，被催化剂活性中心吸附，原料分子变的活 泼，某些化合键开始松动；第三步：被吸附的原料分子在催化剂表面进行化学反应；第四步：产品分子从催化剂表面上脱附下来；第五步：产品分子沿催化剂孔道向外进行扩散，并

17、扩散到主气流中去。从催化裂化反应过程来看，原料分子首先是被催化剂活性中心吸附才能进行化学 反应，因此原料中各类烃分子的反应结果不仅取决于反应速度，而且很重要的是取决 于吸附能力，对碳原子数相同的烃类分子，被吸附的难易程度大致如下：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。在同一族烃中，大分子吸附能力比小分子强。如果按化学反应速度的高低顺序排 列，大致情况如下：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 单环芳烃正构过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂

18、化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油烷烃稠环芳烃。显然，烃类的吸附能力与化学反应速度的排列顺序并不一致。吸附在催化剂表面上各类烃分子的多少，除与吸附能力有关，也和原料中含各

19、种 烃类多少有关，如果原料中含芳烃较多，特别是稠环芳烃和小分子单烷基侧链(小于碳 九的单环芳烃，它们的吸附能力最强而化学反应速度最慢，结果长时间的停留在催化 剂表面上，不易脱附，甚至缩合成焦炭，致使催化剂失去活性。2212催化裂化的化学反应类型 催化裂化过程中的化学反应并不是单一的裂化反应，而是多种化学反应同时进行。在催化裂化条件下，各种化学反应的快慢、多少和难易程度都不同，因为催化裂化原 料组成的不同，使化学反应显得更加复杂化，现就其主要化学反应介绍如下：22121裂化反应 催化裂化的主要反应是裂化反应，它的反应速度比较快。裂化反应是 C-C 键的断 裂。同类烃分子量越大，反应速度越快。一般

20、来说：221211烯烃比烷烃更易裂化，环烷烃裂化时，既能断侧链也能开环 变成烯烃；22 1212芳烃环很稳定不易反应。芳烃中侧链越长，取代深度越深，反应速度就越快。单环芳烃不能脱甲基，只有三个碳以上的侧链才能发生反应，稠环 芳烃侧链断裂都发生在根部；2.2.1.2.1.3.C C键裂化速度顺序为：叔碳仲碳伯碳。2 2 1 2 2异构化反应 异构化反应是催化裂化的重要反应，它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子 发生结构和空间位置的变化，异构化反应有以下几种情况：(1骨架异构；(2烯烃的键位移；(3烯烃空间结构变化，因为异构化反应，结果 使催化裂化含有较多的异构烃；22123氢转移反应 氢转移反

21、应，也可以称为氢调配反应，即某一烃分子上的氢脱下来，立即加到另 一个烃分子上，使这一烯烃分子得以饱和。如果脱氢分子也是烯烃，结果是一个烯烃 分子饱和了，而放出氢的分子更不饱和了，对于饱和分子来说，可称为饱和反应。氢转移是催化裂化特有的反应，反应速度比较快，带侧链的环烷烃是氢的主要 来源，氢转移不同于一般的氢分子参加的脱氢和加氢反应，它是活泼的氢原子从一个 烃分子转移到另一个烃分子上去。使烯烃饱和，二烯烃变成单烯烃或饱和，环烷烃变 成环烯烃进而变成芳烃，所以催化裂化产品安定性较好。伴随着氢转移的反应便是大分子烯烃、环烷烃和芳烃的缩合反应，其反应结果是 这些大分子不断放出氢，最终变成焦炭，沉积在催

22、化剂表面上，使催化剂降低活性，2 21 24芳构化反应 芳构化反应是烷烃、烯烃环化生成环烷烃和环烯烃，然后进一步进行氢转移反应，不断放出氢原子最后生成芳烃的反应过程。芳构化反应是催化裂化的重要反应之一，因为芳构化反应，使其汽油、柴油含芳烃量较多。22125甲基转移反应 甲基转移反应是在两个芳烃之间进行的。一个芳烃脱去甲基，另一个芳烃得到甲 基，称为二甲基产物，这个反应也叫歧化反应。22126叠合反应 叠合反应和烷基化反应在催化裂化操作条件下，即在 500*(3 高温和常压下进行，这两个反应比例不大，叠合反应是在烯烃与烯烃之间进行的，其反应结果是生成大分 子烯烃。22127烷基化反应 烯烃与芳烃

23、的加合反应叫烷基化反应，烯烃主要是加在稠环芳烃上，进一步脱氢 生成焦炭。2213催化裂化反应机理 催化裂化反应非常复杂，反应类型很多，为了了解这些反应是怎样进行的，并解 释某些现象，如气体中碳三、碳四多，汽油中异构烃多等，就需要进一步讨论烃类的 过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要

24、原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油反应过程。目前，阳碳离子学说被认为是解释催化裂化反应机理比较好的一种学说。所谓阳碳离子，是指表面缺少一对价电子的碳原子形成的烃离子。阳碳离子的命 名是依照铵离子(NH+4。而得的，但它不能象铵离子能在溶液中解离出来自由存在，它只能吸附在催化剂表面上进行反应，它们的根本不同是阳碳离子的碳表面只有三对 电子。一般认为在热裂解过程中不易形成阳碳离子，因

25、为热裂解是一般的气相热反应，其结果是烃夯子均匀断裂成自由基，只有不均匀断裂才能生成阳碳离子，但是不均匀 断裂要比均匀断裂需要的能量大的多，故不易发生。在酸性催化剂存在的情况下，生 成阳碳离子所需要的能量就小得多了。阳碳离子是在烃分子与催化剂作用下形成的。一是催化剂活性中心给出质子，使 烯烃质子化生成阳碳离子，如：过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是

26、全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油酸性中心 R CH=CH2+Z 给出质子 f R CH+CH3+A 质子加在烯烃上有一个规律，即加在含氢原子较多的碳原子上，这样含氢较少的 碳原子缺少一对电子，形成阳碳离子，如：+氢化物抽出 1 1+I A I I RCH2 CH 3=A R.一 CH CH3+AH 从上述情况看

27、，要生成阳碳离子必须具备两个条件，一是要有烯烃，烯烃来源于 原料中，或是热裂解生成的；二是要有给出质子的酸性催化剂。质子是指失去电子状态的氢原子，用 H+表示。必须清楚，催化剂给出的质子并没有脱离催化剂自由行动，而是烯烃停留在催化 剂表面上，在一定条件下形成阳碳离子。阳碳离子反应过程比较复杂，其反应特点如下：2.2.1.3.1.阳碳离子生成可以通过烯烃与质子结合，小的阳碳离子与烯烃 再结合，生成较大的阳碳离子，如：R+CH 2=CH2 f RCH2一一 CH2 2.2.1.3.2.阳碳离子能自动异构化，伯碳自动转化为仲碳，仲碳转化为叔 碳，趋向更稳定。阳碳离子稳定性顺序为：叔碳 仲碳伯碳。离子

28、异构化表现为一对 价电子的转移，或者连同所联系的氢和甲基一起移动，如：CHj I R-CH2-CH；-CH+-CHj-R-CH2-C-CH3 2.2.1.3.3阳碳离子与烃分子相遇，夺取烃分子的氢，生成新的阳碳离子,即阳碳离子的形成与阳碳离子的取代，形成链反应，如:2.2.1.3.4.阳碳离子可以失去质子生成烯烃，此质子交还给催化剂酸性中 心或其它烯烃，生成新的阳碳离子，自己成为烯烃产物，如：R CH2一 CH+一 RZ f R CH=CH R+H+2.2.1.3.5.大的阳碳离子分解，生成一个烯烃和一个小阳碳离子，即进行 裂化反应，如：CH3 CH+CH2 CH2 CH2 CH2 CH3f

29、CH3 CH=CH 2+CH2 CH2 一一一 CH2一一一 CH3 2.2.1.3.6.阳碳离子自身反应，构成环化作用。如：CH2+CH2 CH2 CH=CH 2+A+f 环己烯+AH 2.2.1.4.影响反应的主要因素 2.2.1.4.1.原料油的性质：原料油的性质是我们所有操作条件中最重要的条件。选择催化剂，制定生产方案,选择操作条件都应首先了解原料油的性质。生产中我们要求原料要相对的稳定。同时 加工几种性质不同的原料时，要在原料罐或管道中调和均匀后再送入装置。另外要特 别注意罐区脱水，换罐时不要因脱水不净，将水送入反应器，否则会急剧降低反应温 度，反应压力会因水的汽化而迅速上升，严重时

30、会造成重大事故。22142催化剂的种类：目前，国内的催化剂已有几种不同的系列产品可供选用。每个催化装置都应根据 本装置的原料油性质，产品方案及装置的类型选择适合本装置的催化剂。选用催化剂 时，不仅要选择催化剂的活性、比表面，更要注意它的选择性、抗污染能力和稳定性。在生产过程中若因原料性质和产品方案的较大幅度变化而需要更换催化剂时，则 需要采取逐步置换的方法。一边卸出催化剂，一边补入新鲜剂，注意置换的速度不能 过快，不然会因新鲜剂补入太多，R+R H RH+R 过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过

31、催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油平衡剂活性太高而使操作失去平衡。22143反应时间：反应时间短，转化率低，回炼比增加；反应时间长，转化率提高，但时间过长则 会使转

32、化率过高，汽柴油收率下降，液化气中烯烃饱和，丙烯、丁烯的产率下降。工 业装置一般取 24 秒。目前有些加工渣油的装置采取了更低的反应时间，以降低生焦 率。反应时间在生产中不是可以任意调节的，它由提升管的容积（直径和长度 决定但 生产中反应时间是变化的。进料量的多少，其它条件引起的转化率的变化，都会引起 反应时间的变化。对于一个特定的装置，如果我们需要大幅度改变反应时间的话，可以采取向提升 管内注入稀释介质的办法（如蒸 汽和干气。但这种办法的前提是装置负荷较低的情况下方 可使用。22144流化质量、原料雾化及旋分效果 这些条件对产品产率和质量都有很大影响，但主要由设备本身的结构决定，在生 成中可

33、调性很小。需要说明的是虽然这些条件在正常生成中不作为调节手段，但必须 通过某些参数的测量、观察来判断操作状态是否正常。这些条件是否处于正常的范围 相当重要，需要在生产中认真对待。譬如：通过提升管反应器的压降，温度分布，密度分布等来观察提升管反应器流 化状况。通过快速分离器压降，一级旋风分离器入口浓度来观察快速分离器的状况等。如果确有问题我们尽可能的采取一些补救措施（调节其它参数 来使其不利影响降到最 低限度。22145反应温度 反应温度高，裂化快，转化率高。一般采用 500 538C之间的温度进行操作。提 高反应温度，则干气增加、汽油减少，在转化率不变时，焦炭产率下降（因为抑止了缩 合反应。随

34、温度的升高，丙烯和丁烯产率增加很快。提高温度能提高汽油的辛烷值。因为汽油中烯烃和芳烃都随温度升高而增加了。反应温度是我们生产中的主调参数，也是对产品产率和质量影响最灵敏的参数。在提升管装置中，反应温度主要是用再生单动滑阀通过开度调节催化剂的循环量 来达到控制的目的。221 46预热温度（总进料温度 对提升管装置来说预热温度已不再时调节反应温度的主要手段。但是，不同的原 料油和不同结构的原料喷嘴对预热温度有不同的要求。一般来说，预热温度对进料雾 化效果有一定的影响，对产品产率和质量有程度不同的影响。雾化效果好则在同样转 化率条件下焦炭和气体产率下降，轻质油收率上升。雾化效果差，则焦炭产率就会上

35、升。一般预热温度高，雾化效果好。对于雾化效果较好的喷嘴，可以根据热平衡的允 许，采用较低的预热温度；对于雾化效果较差的喷嘴则应根据热平衡的允许和对剂油 比的要求采用较高的预热温度。原料预热温度受整个装置的热平衡、工艺条件、剂油 比、再生器设备设计温度等所约束。2.2.1.4.7.剂油比:催化剂循环量与反应器总进料量之比，叫做剂油比。催化剂化剂环量/（吨/小时）剂油比=总进料（吨/小时时 剂油比不是一个独立变量而是一个因变参数，一切引起反应温度变化的因素，都 会影响它，且剂油比反作用于反应温度。剂油比增大反应温度升高，而当再生温度和 反应温度升高时，剂油比减小。剂油比增大，转化率提高，焦炭产率升

36、高，对于提升 管反应器，剂油比一般 3-7改变剂油比最灵敏的方法是调节原料预热温度。当操作条 件改变，剂油比增加时，转化率和焦炭产率就会增加。2.2.1.4.8催化剂活性 催化剂平衡活性越高，转化率越高，产品中烯烃含量减少，而烷烃含量增加。分子筛催化剂的平衡活性，各种不同类型的催化剂有较大的差别。生成中应根据 原料性质，产品方案，装置类型来选择合适活性的催化剂。平衡催化剂的活性除和操 作条件有关外，主要由催化剂的置换速度调节，正常的新鲜催化剂补充是通过小型加 料进行的。过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作

37、用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油重金属的污染会使催化剂的活性下降，选择性明显变差，气体和焦炭产率升高，气体中氢气含量明显增加，而汽油收率明显降低。在这种

38、情况下，需要较大幅度的置 换催化剂。在卸出平衡剂的同时用较大的加料量向系统内补入新鲜催化剂，同时，保 证金属钝化剂的注入量。催化剂水热失活是影响催化剂活性的重要因素之一。因为是两段再生，故两段再 生的烟气氧含量和再生温度对催化剂活性有重要影响，在一再中采用低氧和较低的再 生温度可将催化剂上携带的全部氢烧掉，这样二再可采用高氧和较高的再生温度，大 大降低了催化剂含碳量，同时也大大避免了催化剂的水热失活，最大限度地降低了水 热失活对催化剂活性的影响。2.2.1.4.9再生催化剂含碳量（定碳 分子筛催化剂对再生剂的含碳量非常敏感，再生催化剂含碳量是指经再生后催化 剂上残留的焦炭含量。再生催化剂含碳过

39、高，分子筛催化剂的活性和选择性都会下降，因而大大降低转化率，汽油产率下降，溴价上升，诱导期下降。采用高温再生可以降 低催化剂定碳，一般降低含碳量 0.1%，活性提高2-3个单位。2.2.1.4.10.反应器压力 提高反应压力就是提高了反应器内的油气分压。油气分压的提高意味着反应物浓 度的增加，因而反应速度加快，从而提高了转化率。提高反应压力，生焦率的提高比较明显，干气的产率也会增加，汽油产率稍有降 低，但不太明显。对于一定的提升管反应器来说，提高压力也等于降低了反应器内的反应物料体积 流率。在进料量不变的情况下，等于延长了反应的时间。若维持反应时间不变则可增 大处理能力。221411汽提蒸汽量

40、 把催化剂颗粒加带的油蒸汽汽提出来，所需的蒸汽量取决于催化剂循环速率。汽 提蒸汽的量通常为 1 2Kg/吨循环催化剂，或者通过操作中慢慢的降低汽提蒸汽的量，观察温度的变化，当汽提蒸汽的量降到一定的值时，再生器温度急剧上升，未汽提出 来的烃类开始燃烧，此时的汽提蒸汽量为最小值，正常操作时采用该值的 11 倍左右 使用过多的汽提蒸汽是有害的，它会使主分馏塔塔顶系统负荷加大，也会导致催化剂 水热失活。221412雾化蒸汽 雾化蒸汽在反应进料中具有相当重要的作用，雾化蒸汽量适当，原料雾化效果好，还可以降低油气分压，避免催化剂迅速结焦。一旦原料中断，雾化蒸汽还可防止喷嘴 堵塞。2 2 14 11 预提升

41、蒸汽：2 2 1 4 11 1 降低提升管内油气的分压；2 2 1 4 11 2 降低催化剂的碳差(焦炭重量/催化剂重量；2 2 1 4 11 3 降低再生器温度；2 2 1 4 11 4 减少轻气体的生成。2 2 1 4 13 回炼比回炼油与新鲜原料之比叫回炼比。回炼比增加会引起：2 2 1 4 13 1 催化剂循环速率增加；2 2 1 4 13 2 焦炭产率增加；2 2 1 4 13 3 再生器温度增加；2 2 1 4 13 4 产气量增加。2 2 1 4 14 重金属 原料油中不可避免的含有金属化合物，它通过夹带进入装置或因为化合物本身易 挥发而和瓦斯油一起蒸馏出来进入装置。在普通金属中

42、，铁、镍、钒、钠、铜尤为有 害。在催化裂化反应期间，它们永久性地沉积在催化剂表面上，通过促使氢气产量增 加而改变产品分布。钠的存在会降低催化剂的熔融温过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是

43、比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油度，使其结构发生破坏从而降低 催化剂的活性；镍在催化裂化条件下使烃类脱氢反应加快，导致催化剂选择性变差。进料中的金属污染程度是用金属因子 Fm 来衡量的。Fm=Fe+V+10(Ni+Cu 式中Fe、V、Ni、Cu表示进料中铁、钒、镍和铜的浓度。用重量浓度 ppm表示 221415金属钝化剂 金属钝化剂种类很多，一般所用的金属钝化剂是指锑、铋的化合物，通常其浓度 为 20 40。通过加注金属钝化剂，使原料油中的重金属与钝化剂中锑或铋的化合物

44、形成低熔点合金，以避免原料油中的重金属沉积在催化剂表面导致催化剂的活性和选 择性下降。钝化剂的注入量一般应根据原料油中重金属的含量而加以调节。222催化裂化再生及其影响因素 催化剂再生时产生大量的热，一般来说足以提供反应所需的热量；有些情况下，还可产生大量的剩余热量。可见，催化剂的再生实际上担负两项任务：恢复催化剂的 活性和提供反应所需要的热量。过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建

45、此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油2.2.2.1再生的化学反应和再生反应热 焦炭中的含氢量通常比使用普通硅酸铝时要低一些。实际生成中，在再生器中烧 去的焦荧包括四个部分：催化碳一一裂化反应产生的缩合产物；附加碳一一原料本身所固有的残碳转化生成的碳，它与原料残碳间的关系大致是：附加

46、碳：0.6*残碳（重量比，对新鲜原料;可汽提碳一一因汽提不完全而残留在催化剂微孔内的油气。它和催化剂循环量的 关系一般是：可汽提碳=催化剂循环量*0.0002;因为焦炭主要是由碳和氢组成的，所以研究再生的化学反应和反应热实际上是研 究碳和氢与空气中的氧的反应和反应时所放出的热量。焦炭燃烧的化学反应主要可以写成下面的反应式：C+02 CO2放热：33913kj（8100kcal /kg 碳 C+1/202一 CO 放热：10258kj（2450kcal /kg 碳 H2+1/202一 H2O 放热：119742kj（28600kcal /kg 碳 在再生过程中，一再中因为是贫氧操作，故 CO 一

47、般不会全变成 C02，一再烟气中 C02含量极少；二再中因为是富氧操作，故在烟气中 CO2含量极高，而氧含量增加，两股 烟气在烟道中混合后 CO 与富氧进行反应产生 C02，并放出大量的热量。2.2.2.2.再生反应速度 影响再生反应速度的因素较多，其中主要有：再生催化剂上的积碳量，再生温度，烟 气中的氧浓度，再生压力，催化剂与再生器的结构，流化状况等，它们对烧焦速度的影响 关联在下面的关系式中：对于硅酸铝催化剂：碳燃烧速率（千克/小时=0.5Wvpt OCR 对于分子筛催化剂来说烧焦速率接近和 CR 成正比，因此计算分子筛催化剂时，应将上式 修正为：碳燃烧速率（千克/小时=0.5WVPTC

48、0.7R 式中：w 一再生器内的催化剂藏量（通常以分布板或分布管以上的藏量计算，吨 V 装置的效率因数，与流化状态有关 P压力因数：P=PT.PO PT 一操作压力因数 P 操作压力（血北 nA 绝压）_ PT：PO-氧 浓度分压因数，为再生烟气实际含氧量和主风中氧 含量（21%的对数平均值与&07%之比值。8.07%是空气中氧含量和再生器出口烟气氧 含量为 2%时的对数平均值。To=(E/eRT 基 一(E/RT 取基准温度 T基为 866K(59 3 C，活化能 E 为 26600cd/gmol，则 26600 RT L 987*&66 所 W；T0=el544-|?4W/T E _ 26

49、600 _ 13400 瓦亍一 138?蜀 T_ T t 一再生密相床温度（K当 T=593 C,To=1 密相 21-2.3D311g(21/Cj 1/0.S7（式中 O2为出口烟气中氧含量）To 再生器 床层温度因数 过程是主要的加工工艺之一随着社会的不断发展和进步能源危机日益成为人们注目的焦点而催化裂化作为重油深度加工装置日益显示出其重要作用我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的柴油占全国总量的液化气占炼能力改善产品结构增加全厂轻质油收率少重油产品特拟建此套万吨年重油催化裂化装置本装置是全国最大的重油催化裂化装置之一装置的主要原料产品与用途本装置所需主要原料为蒸馏装置的常三常四

50、二三四五线压渣油以及酮苯蜡之一其设计牌号为号收率为汽油常用于汽油燃动机是比较重要的一种动力能源主要用于轻型汽车活塞式发动机的飞机快艇和小型发电机等柴油也是本装置的主要目标产品其设计牌号为一号和号收率通常为根据季节变化和市场对柴油CR 一再生催化剂含碳量 这个方程式六项数据，若已知其中五项可求第六项。在生产中，或以利用测得的因数求效 率因数，用以评定再生器效率。2.2.2.3再生因素的分析 2.2.2.3.1 再生因素的分析 再生温度是影响烧焦速率的最重要的因素之一。由烧焦速度方程可知，烧焦速度与再 温度因数成正比。提高再生温度可以大大提高烧焦速度，在 600C左右时每提高 10C，烧焦速度可提