催化裂化装置

催化裂化装置一、催化裂化在炼油工业中的作用催化裂化是重要的石油二次加工手段之一，催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质馏分和渣油的核心技术。

一般原油经过一次加工（即常减压蒸馏）后可得到10～40％的汽油，煤油及柴油等轻质油品，其余的是重质馏分和残渣油。

如果不经过二次加工它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。

但是国民经济和国防上需要的轻质油量是很大的，但市场对轻质油的需求量是很大的，以我国目前为例，对轻质燃料油、重质燃料油和润滑油的需求比例大约是20:6:1；另一方面，由于内燃机的发展，对汽油的质量提出了更高的要求，而一般直馏汽油则难以满足这些要求。

如目前我国车用汽油标准里面所有汽油的研究法辛烷值都在90以上，随着我国高标号汽油（指研究法辛烷值为93及以上汽油）的消费量不断增长，高标号汽油产量所占的比例已由2003年的28．5％上升到2006年的56．5％。

而直馏汽油的辛烷值一般只有40～60，不能满足上述要求。

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(生产汽、柴油)的核心工艺。

催化裂化以各种重质油（VGO、CGO、AR、VR等）为原料，在500℃左右、0.2～0.4MPa及催化剂的作用下，通过催化裂化反应得到气体(干气和LPG)、高辛烷值汽油、催化柴油（LCO）、重质油及焦炭。

因此，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。

就加工能力来说，我国的催化裂化位居其它二次加工过程之首，催化裂化几乎是所有石化企业最重要的二次加工手段。

催化裂化过程有以下几个特点：轻质油收率高，可达70%~80%；催化裂化汽油的辛烷值较高，安定性好；催化裂化汽柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合才能使用；催化裂化气体产品中，80%是C3和C4烃类（称为液化石油气LPG），其中丙烯和丁烯占一半以上，因此这部分产品是优良的石油化工和生产高辛烷值汽油组分的原料。

二、工艺原理概述催化裂化装置的原料油主要是常减压直馏蜡油、减压渣油、洗涤油、焦化蜡油、加氢蜡油、催化裂化装置是一套同轴式重油—汽油双提升管—双沉降—双分馏灵活多效流化催化裂化装置（缩写为FDFCC-III）。

其工艺原理是原料油经进料喷嘴雾化后，在一定的温度、压力的条件下，通过与预混合后的高温催化剂的接触、升温、汽化并发生裂化、异构化、氢转移、脱氢和缩合等一系统化学反应；经重油提升管反应产生的粗汽油再进入汽油提升管喷嘴雾化后，与高温催化剂进行接触、升温、汽化在进一步进行反应。

经过反应后生成汽油、柴油、液化气、干气、焦炭、油浆。

参与反应的催化剂在反应—再生器或反应—反应器内，靠稀密相输送形成循环流动，并经各自沉降器汽提后，汽油沉降器内一部分催化剂进入重油提升管预混合段，一部分与重油待生催化剂分别进入再生器烧焦，恢复其活性。

在重油反应器中裂解后的高温混合产物进入主分馏塔，由于各种馏分的沸点不同，经蒸馏得到柴油、油浆。

柴油和油浆作为产品出装置。

塔顶气体冷却后，得到粗汽油和富气，部分粗汽油或外部来的粗汽油去汽油提升管回炼。

在汽油反应器中裂解后的高温混合产物进入副分馏塔，经油浆洗涤、降温、饱和、蒸馏得到柴油组分。

柴油组分通过中段液位调节返回主分馏塔。

塔顶气体冷却后。

得到粗汽油和富气，粗汽油作吸收剂去吸收塔。

同主副分馏塔来的富气经气压机压缩、提压后与粗汽油分别进入吸收解吸系统，利用组分溶解度的不同分出干气和脱乙烷汽油。

脱乙烷汽油进入稳定塔，经过精馏过程，得到液化气和稳定汽油。

干气和液态烃送至脱硫装置进行脱硫处理；稳定汽油经轻重汽油分离后，重汽油送至30万吨/年催化重汽油选择性加氢装置进行加氢精制，加氢精制后的汽油与轻汽油一并送至电碱精制，再送至碱液抽提进行脱硫醇性硫处理，然后再经过无碱脱臭装置送至成品罐区。

三、主要工艺流程1、反再系统工艺流程（图2 催化装置反再系统流程图）由原料加热器(E209)来的原料油分四路经原料油雾化喷嘴进入提升管提升管(R101A)与预混合后的催化剂接触并迅速升温、汽化，在与催化剂沿提升管向上流动的同时，原料不断发生催化反应，生成汽油、轻柴油、液化气、干气、油浆、焦炭。

焦炭覆盖在催化剂表面，使其逐渐丧失裂化活性。

反应油气与待生催化剂在重油提升管出口处经两组粗旋风分离器分离后，油气进入沉降器(R101B)的直接分配器，再经四组单级旋风分离器进一步除去携带的催化剂细粉，最后经内集气室离开沉降器，进入主分馏塔（T201）进行分馏。

自重油油气分离器（V203）出来的粗汽油经泵提升后，自轻重汽油分离装置来的轻汽油，经反应控制阀分四路进入汽油提升管反应器(R2101A)，与高温再升催化剂接触完成汽油的升温、气化及反应。

由V203底来的酸性水作为终止剂分两路分别进入R101A、R2101A上部各自的两个终止剂喷嘴。

反应油气与待生催化剂在汽油提升管出口经两组粗旋风分离器快速分离后，油气进入汽油沉降器(R2101B) 内，再经两组单级旋风分离器进一步除去携带的催化剂细粉，最后经内集气室离开汽油沉降器，进入副分馏塔（T2201）进行分馏。

R101A粗旋以及重油沉降器单级旋风分离器、直连分配器回收的待生催化剂一起进入R101B汽提段，在此，待生催化剂与蒸汽逆流接触以及汽提催化剂所携带的油气，汽提后催化剂沿待生立管下流，经待生立管并通过待生塞阀、待生套筒及出口的分配器，在增压风和待生催化剂自身静压的推动下进入R2101B汽提段。

在此，待生催化剂与蒸汽逆流接触以及汽提催化剂所携带的油气。

汽提后催化剂分两路，一路作为待生催化剂经待生立管、待生斜管并通过待生物质循环阀进入重油提升管预混合段与高温再生催化剂混合，一路作为待生催化剂待生立管、待生滑阀进入R101C密相床上部；由两沉降器来的待生催化剂与主风，在700℃左右的再生温度及CO助燃剂助燃的条件下进行完全再生。

烧焦过程中产生的过剩热量分别由外取热器取走。

含炭量0.1％左右的再生催化剂，通过重油提升管反应器、汽油提升管反应器各自的再生立管及再生单动滑阀，分别进入其反应器底部。

在干气、蒸汽的提升下，完成催化剂加速、分散过程，然后与原料油、粗同、轻汽油等接触反应。

回炼油分两路经回炼油喷嘴进入提升管中下部，也可直接与原料油混合进入原料油喷嘴。

在提升管上部设有两个喷嘴，用以注入汽油或其他较轻介质作为终止剂，以提高催化剂与原料油的混合温度，减少生焦量，控制二次反应。

再生器产生的烟气，经8组两级旋风分离器分离催化剂，再经第三级旋风分离器(CY102)进一步分离催化剂细粉后进入烟气轮机(BE101)膨胀做功，驱动1＃主风机组(能量回收机组)。

烟气出烟气轮机后再进入余热锅炉加热除氧水、发生并过热(3.5Mpa)的蒸汽，进一步回收烟气能量，将温度降到200℃以下，经烟囱排入大气。

2、分馏系统工艺流程（图3 催化装置分馏系统流程图）由重油沉降器来的反应油气进入主分馏塔底部，通过圆型挡板与循环油浆逆流充分接触，洗涤反应油气中的催化剂粉尘并脱除过热，使油气呈“饱和状态”进入主分馏塔上部进行分馏。

主分馏塔顶油气经油气-热水换热器(E-201/1～8)换热后,•再经主分馏塔顶油气—循环水冷凝冷却器(E-202/1～8)冷却至40℃，进入主分馏塔顶油气分离器(V-2O3)•进行气液相分离；分离出的富气进入气压机，分离出的粗汽油经粗汽油泵(P-203/1.2)分两路，一路去反应作回炼粗汽油，另一路作冷回流去主分馏塔；含硫、含铵酸性水由酸性水泵(P-210/1.•2) 抽出。

轻柴油自分馏塔第十一层或十三层抽出自流至轻柴油气提塔(T-202)。

经汽提后，塔底的轻柴油由轻柴油泵(P-205/1.2)抽出,经轻柴油-热水换热器(•E-205/1～4)，轻柴油-富吸收油换热器(E-206/1.2)换热后,•再经轻柴油冷却器(E-207),使轻柴油温度降至70℃分成三路：一路作为产品出装置，一路作机泵封油或冲先油去V204，•一路经贫吸收油冷却器(E-208),使其温度降至40℃，由再吸收油泵（P-212/1，2）送至再吸收塔(T-303)作吸收剂。

从稳定再吸收塔返回的富吸收油经柴油—富吸收油换热，再与焦化蜡油—富吸收油换热（E-213）换热升温后，再自压至主分馏塔的第九层或十二、十四层。

重柴油自主分馏塔第二十一层或第二十三层抽出，由冷料泵P-202/1送至油浆换热器E-212冷却至80℃后出装置。

回炼油自主分馏塔第二十八层自流入回炼油罐(V-202)，再经回炼油泵(P-207/1.•2)升压后，一路单独或与原料油混合进提升管反应器回炼，另一路返回主分馏塔第二十九层。

主分馏塔多余热量分别由塔顶循环回流、中段循环回流及油浆循环回流取走。

顶循环回流自主分馏塔第四层塔盘抽出，用顶循环油泵(P-204/1.2)升压，经顶循环油-热水换热器(E-203/1～12)，温度降至80℃后返回主分馏塔第一层。

中段回流油自主分馏塔第十七层抽出经中段循环油泵(P-206/1.2)升压后,•依次作为稳定塔（T304）底重沸器(E-306)的热源，并经中段循环油-热水换热器(E-204/1.2)，温度降至190℃返回主分馏塔的第十四层板上。

油浆自主分馏塔底由循环油浆泵(P-208/2.3)抽出后分两路：一路送至常减压装置换热，然后分为两部分,一部分经油浆过滤器（V-401/1.2）、产品油浆-热水换热器(E-211/1.2)、产品油浆冷却水箱(E-212)，温度降至90℃送出装置。

另一部分经循环油浆蒸汽发生器(E-210/1.2)发生3.5MPa的饱和蒸汽，原料油-循环油浆换热器(E-209/1.2)后，油浆温度降为280℃分三路：一路返回圆型挡板上方，一路返回主分馏塔底,另一路去副分馏塔返回人字型挡板上下方；油浆从主分馏塔抽出后，可直接分出一部分经油浆过滤器。

另一路当油浆需要回炼时,•可直接由循环油浆泵出口送至提升管反应器(R-101A)。

由汽油沉降器来的反应油气进入副分馏塔侧下部，通过条型人字挡板与循环油浆逆流充分接触，洗涤反应油气中的催化剂粉尘并脱除过热，使油气呈“饱和状态”进入副分馏塔上部进行分馏。

副分馏塔顶油气经油气-热水换热器(E-2202/1～4)换热后,•再经副分馏塔顶油气—循环水冷凝冷却器(E-2202/1～4)冷却至40℃，进入副分馏塔顶油气分离器(V-22O1)•进行气液相分离；分离出的富气通过压力控制蝶阀与主分馏塔来的富气合并为一路进入气压机（C-301、C-302），压缩冷却去稳定；分离出的粗汽油经粗汽油泵(P-2201/1.2)分两路，一路经深冷器（E-311）深冷后进入稳定吸收塔（T-301）作吸收剂，另一路作冷回流去副分馏塔；或打循环去V-2201，含硫、含铵酸性水经界位控制，与V-203来的酸性水一起由酸性水泵(P-210/1.•2) 抽出送污水汽提装置或作水洗水去主分馏塔顶油气线上。