炼油工艺学PPT课件 第十章 催化裂化 第八节 渣油催化裂化
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炼油工艺学第十章第八节渣油催化裂化
、回炼比、藏量、停留时间等
2020/6/3
炼油工艺学
小结
催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热
油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多， 一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、 二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循 环回流而不用冷回流。
吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和
③ 硫含量较低，有利于提高产品质量
2020/6/3
炼油工艺学
一、渣油催化裂化的主要技术困难
1．原料与瓦斯油的差异
① 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量
高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高；
② Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高； ③ 重油中含S、N的化合物较多；
④ 馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程
高再生效率
2020/6/3
炼油工艺学
技术关键之二：控制金属对催化剂 的污染和提高催化剂本身的抗污染 能力
② 金属污染催化剂 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体
金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高
⑤ 作为微孔孔经只有8～9埃的分子筛来说，渣油中所含
有的胶质、沥青质分子团(25～300埃)是不可能进入
分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要
在催化剂载体上预裂化
2020/6/3
炼油工艺学
渣油和瓦斯油组成对比
减压瓦斯油
残炭值，w% 含镍量，ppm
常压重油
残炭值，w% 含镍量，ppm
大庆
0.23 <0.02
2020/6/3
炼油工艺学
小结
催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热
油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多， 一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、 二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循 环回流而不用冷回流。
吸收稳定系统的作用：利用吸收和精馏的方法将富气和
③ 硫含量较低，有利于提高产品质量
2020/6/3
炼油工艺学
一、渣油催化裂化的主要技术困难
1．原料与瓦斯油的差异
① 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量
高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高；
② Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高； ③ 重油中含S、N的化合物较多；
④ 馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程
高再生效率
2020/6/3
炼油工艺学
技术关键之二：控制金属对催化剂 的污染和提高催化剂本身的抗污染 能力
② 金属污染催化剂 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体
金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高
⑤ 作为微孔孔经只有8～9埃的分子筛来说，渣油中所含
有的胶质、沥青质分子团(25～300埃)是不可能进入
分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要
在催化剂载体上预裂化
2020/6/3
炼油工艺学
渣油和瓦斯油组成对比
减压瓦斯油
残炭值，w% 含镍量，ppm
常压重油
残炭值，w% 含镍量，ppm
大庆
0.23 <0.02
催化裂化—催化裂化工艺(石油加工课件)
三、吸收－稳定系统
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
石油加工的主要过程ppt课件
•对于碳原子数一样的各族烃，吸附才干的 大小顺序为：
•稠环芳烃＞稠环环烷烃＞烯烃＞单烷基单 环芳烃＞单环环烷烃＞烷烃
•同族烃分子，分子量越大越容易被吸附。
假设按化学反响速度的高低进展陈列，那么大 致情况如下； 烯烃＞大分子单烷基侧链的单环芳烃＞异构烷 烃和环烷烃＞小分子单烷基侧链的单环芳烃＞ 正构烷烃＞稠环芳烃 综合上述两个陈列顺序可知，芳烃虽然吸附才 干强，但反响才干弱，使整个石油馏分的反响 速度变慢 ；对于烷烃，虽然反响速度快，但吸 附才干弱，从而对原料反响的总效应不利。富 含环烷烃的石油馏分应是催化裂化的理想原料
〔二〕石油馏分的催化裂化反响是复杂的平行-顺序反响
• 石油馏分进展催化裂化反响时，原料向几个方向进展 反响，中间产物又可继续反响，从反响工程观念来看， 这种反响属于平行-顺序反响。原料油可直接裂化为汽 油或气体，属于一次反响，汽油又可进一步裂化生成 气体，这就是二次Байду номын сангаас响。平行-顺序反响的一个重要特 点是反响深度对产品产率分布有艰苦影响。
二、 催化重整
催化重整是指烃类分子经过反响重新组 成新的构造。催化重整是在催化剂作用下从 石油轻馏分消费高辛烷值汽油组分或芳香烃 的工艺过程，副产氢气那么是加氢安装的重 要氢源。
反响生成的焦炭堆积在催化剂的外表， 含焦炭的催化剂〔待生催化剂〕分别出油气 后从待生斜管进入催化剂再生器，在700℃ 左右的温度下用空气烧焦，除去外表的积炭 ， 使催化剂的活性得以恢复。再生后的催化剂 经过再生斜管送回反响器循环运用。
分馏系统：由反响器来的反响产物油气从 分馏塔的底部进入，在分馏塔中分成几个 馏分，塔顶为汽油与富气，侧线为轻、重 柴油以及回炼油，塔底为油浆。
无定形硅酸铝
低 长 差（焦炭产率高） 较差 较低（约600℃） 较低 较弱 可在0.5%左右
炼油工艺讲座
• 破乳剂都是合成高分子或超高分子量的表面活 性剂，按化学组成分类有醚型、酰胺型、胺型 和酯型四大类。国内炼油厂常用的原油破乳剂 是BP-169（聚醚型）和2040破乳剂（聚丙二 醇醚与环氧乙烷化合物），加入量约为 10~20ppm。不同的原油所适用的破乳剂及其 加入量是不同的。
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炼油工艺讲座
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炼油工艺讲座
3.2 加热设备
• 为了把原油加热到一定的温度，使油品 汽化或为油品进行反应提供足够的热量 和反应空间，都需要采用加热设备，常 用的是管式加热炉。
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炼油工艺讲座
3.3 换热设备
• 把热量从高温流体传给低温流体的设备，叫做 热交换器或换热器。炼油厂使用换热器的目的 是加工原料、冷凝、冷却油品，并从中回收热 量、节约燃料。这些设备也叫冷换设备。
• 以上各种设备中，有的主要用于炼油装 置，如加热炉、塔、换热器等叫工艺设 备；有的则不限于炼油装置，如泵、压 缩机等叫通用设备。
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炼油工艺讲座
二、原油的常减压蒸馏
• 原油蒸馏是原油加工的第一道工序，通 过蒸馏将原油分成汽油、煤油、柴油等 各种油品和后续加工过程的原料，因此， 又叫原油的初馏。原油蒸馏装置在炼厂 中占有重要的地位，被称为炼油厂的 “龙头”。由于原油中含有杂质，在蒸 馏前需要进行原油的预处理。
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炼油工艺讲座
原油常压蒸馏以及其特点
• 原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏 两个部分 ：
• 原油的常压蒸馏：既为原油在常压（或 稍高于常压）下进行的蒸馏，所用的蒸 馏设备叫做原油常压精馏塔（简称常压 塔）。
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炼油工艺讲座
原油常压蒸馏的工艺特点：
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炼油工艺讲座
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3.2 加热设备
• 为了把原油加热到一定的温度，使油品 汽化或为油品进行反应提供足够的热量 和反应空间，都需要采用加热设备，常 用的是管式加热炉。
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3.3 换热设备
• 把热量从高温流体传给低温流体的设备，叫做 热交换器或换热器。炼油厂使用换热器的目的 是加工原料、冷凝、冷却油品，并从中回收热 量、节约燃料。这些设备也叫冷换设备。
• 以上各种设备中，有的主要用于炼油装 置，如加热炉、塔、换热器等叫工艺设 备；有的则不限于炼油装置，如泵、压 缩机等叫通用设备。
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二、原油的常减压蒸馏
• 原油蒸馏是原油加工的第一道工序，通 过蒸馏将原油分成汽油、煤油、柴油等 各种油品和后续加工过程的原料，因此， 又叫原油的初馏。原油蒸馏装置在炼厂 中占有重要的地位，被称为炼油厂的 “龙头”。由于原油中含有杂质，在蒸 馏前需要进行原油的预处理。
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原油常压蒸馏以及其特点
• 原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏 两个部分 ：
• 原油的常压蒸馏：既为原油在常压（或 稍高于常压）下进行的蒸馏，所用的蒸 馏设备叫做原油常压精馏塔（简称常压 塔）。
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原油常压蒸馏的工艺特点：
《催化裂化和重整》课件
为提高催化裂化过程的效率和经济效益， 需要不断进行技术优化和改进，如采用新 型催化剂、优化反应条件等。
03
重整的原理与技术
原理介绍
催化裂化原理
催化裂化是一种石油加工技术， 通过催化剂的作用将重油或渣油 转化为轻质油品的过程。
重整原理
重整是一种将低辛烷值汽油转化 为高辛烷值汽油以及生产芳烃的 过程，通过在催化剂的作用下对 烃类分子进行结构重排。
设备故障
如反应器故障、管道破裂等。
操作失误
如错误控制温度、压力等参数。
安全问题及防范措施
• 化学品泄漏：可能导致人员伤亡和环境污染。
安全问题及防范措施
01
防范措施
02 定期维护和检查设备，确保其处于良好状 态。
03
严格遵守操作规程，避免人为失误。
04
配备应急处理设施，如泄漏探测器和紧急 停车系统。
技术分类
流化床催化裂化
流化床催化裂化技术中，催化剂 与原料油在流化床反应器中接触 反应，具有处理能力大、操作灵
活等优点。
固定床催化裂化
固定床催化裂化技术中，原料油通 过催化剂固定床层进行反应，具有 反应温度均匀、催化剂寿命长等优 点。
移动床催化裂化
移动床催化裂化技术中，催化剂与 原料油在移动床反应器中逆向流动 进行反应，具有操作稳定、能耗低 等优点。
环保问题及处理方法
废气排放
催化裂化和重整过程中可能产生有害气体。
废水和固废
如催化剂、废弃物料等。
环保问题及处理方法
• 噪声污染：设备运行可能产生噪 声扰民。
环保问题及处理方法
废气处理
采用催化氧化、活性炭吸附等方法去除 有害成分。
VS
废水处理
石油炼制催化裂化课件
馏分油FCC： 减压馏分油 原料
350～500℃， 焦化馏分油 含芳较多，较难 （焦化汽、柴油） 裂化，不单独使用 C20～C36 含芳更多，更难 溶剂精制抽出 裂化，只能掺兑用 油
第9章 催化裂化
4、催化裂化的原料
类别 重油FCC： 原料来源 常压重油 减压渣油 特点 最重的部分，除 了多环、稠环芳 烃外，含有胶质 与沥青质，必须 使用专门的催化 剂与相应的工艺 设备与条件。
1960
第一套移动床 FCC 第一套流化床 FCC 1930 第一套固定床 FCC 2000
第9章 催化裂化
7、 FCC技术的发展方向 发展重残渣油的FCC技术，拓宽原料来源。
调整产品结构及产品质量 催化剂的发展 （加工重质油，具备专门特性的） 降低能耗 减少环境污染
过程模拟和计算机应用
脱氢
环烷烃
裂化 脱氢
芳烃＋H2
断侧链
芳环＋烷烃或烯烃（反应同上） 非常困难，只有个别特殊结构的芳烃可裂化 结焦或复杂环芳烃
芳香烃
开环裂化 脱氢
第9章 催化裂化
FCC反应——第一要点
主要反应——分解反应。
特有反应——氢转移反应；
FCC其它反应包括：异构化反应，芳构化 反应，缩合生焦反应。
第9章 催化裂化
第9章 催化裂化
FCC反应热：
强吸热反应——分解、脱氢、环化反应； 弱放热反应——异构化、氢转移及缩合反应。
热效应的计算：
以新鲜原料为基准：300-500 KJ/kg新鲜原料； （P330表9-5）
以反应产物——生成的（汽油+气体）量为基准； （P330，图9-5 ） 以反应生成的焦炭中的碳（催化碳 ）为基准
石油炼制技术：催化裂化催化剂精选PPT
贵金属，以Al2O3或SiO
2-Al2O3作为载体。
三、催化裂化催化剂的使用性能 （一）活性 1.微反活性法：在微型固定式流化床反应器，所得反应
产物中的(<204℃的汽油+气体+焦炭)质量占总进料量 的百分数即为该催化剂的微反活性(MA) 微反活性只是一种相对比较的评价指标，它并不能完全 反映实际生产的情况。 2.平衡活性的高低取决于催化剂的稳定性新鲜催化剂 的补充量
PI>750污染催化剂 PI>900严重污染
（五）流动性能和抗磨性能
催化剂粒度一般要求在20～80μm之间 催化剂粒度>80μm
，催化剂的流动性变差，对设备的 磨损较大。
适当的细粉(<40μm)含量可以改善流化质量，细粉在 粗颗粒之间起了润滑作用，改善了催化剂流化性能；
采用“磨损指数”来评价微球催化剂的机械强度； 通常要求微球催化剂磨损指数≯3%~5%。
工业上使用的钝化剂主要有锑型、铋型和锡型三类； 锑型和铋型主要是钝镍，而锡型主要是钝钒。目前使用比 较广泛的是锑型钝化剂； 钝化剂的加入量一般认为以催化剂上的锑/镍比为0.3～1.0 为宜。
3． CO助燃剂
CO助燃剂的作用是促进烟气中的CO氧化成CO2；
目前广泛使用的助燃剂的活性组分主要是铂、钯等
在反应—再生过程中，裂化催化剂的活性和选择性不 断下降，此现象称为催化剂的失活。 1．水热失活 表面结构发生变化，比表面积减小、孔容减小、分子 筛的晶体结构破坏。
2． 结焦失活
催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催 化剂表面的活性中心，使催化剂的活性和选择性下降； 结焦失活的程度与催化裂化反应的生焦速率密切相关。
石油炼制技术
催化裂化
催化裂化工艺ppt课件
原料性质
➢ 直馏减压蜡油（蜡油350～500℃）：大多数 直馏重馏分含芳烃较少，容易裂化，轻油 收率较高，是理想的催化裂化原料。
➢ 热加工产物：焦化蜡油、减粘裂化馏出油 等。由于它们是已经裂化过的油料，其中 烯烃、芳烃含量较多，裂化时转化率低、 生焦率高，一般不单独使用，而是和直馏 馏分油掺合作为混合进料。
➢ 催化裂化工艺产生于20世纪40年代，是炼油厂提高原油加工 深度的一种重油轻质化的工艺，是炼油生产的核心装置。我 国80%左右的汽油与30%左右的柴油产自催化裂化装置。
➢ 1965年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投 产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、 微球催化剂与添加剂。
➢ 从反应器和再生器平面布置可分为高低并 列式和同轴式。
➢ 反应部分包括提升管反应器和沉降器。 ➢ 再生工艺可分为完全再生和不完全再生， 一段和二段再生。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
➢ 1974年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置 。 ➢ 随着催化剂和催化工艺的发展，其加工的原料逐步重质化、
劣质化。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
➢ 催化裂化产品具有以下几个特点: ⑴ 轻质油收率高,可达70%~80%; ⑵ 催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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2011-2-11 炼油工艺学 6
如何提高产品质量 提高进料温度和雾化状况至关重要
③ 产品质量差 安定性和腐蚀性 ④ 减压渣油的沸点高，有相当大的一部 分难于 汽化 ⑤ 催化剂孔径为0.8～1.0nm,渣油大分子难于进 入催化剂的微孔 ⑥ 污染环境
技术关键之三：开发研制合适的渣油 裂化催化剂
炼油工艺学 2011-2-11 7
2011-2-11
炼油工艺学
13
4．重油催化裂化(RFCC)操作的主要技术措施
(1).快速终止二次反应的技术 (2).原料高度雾化技术 （3）提升管反应器采用高温短停留时间操作 (4).采用新型高效的旋风分离器 (5).气体预提升技术 （6）采用小回炼比、外甩油浆操作，降低焦炭产率
(7).强化再生过程。比如用带预混管的烧焦罐式再生器
（8）采用金属钝化剂，拟制重金属对催化剂的污染
2011-2-11 炼油工艺学 14
小
加氢处理重油等
结
催化裂化装置的原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分
油，焦化重馏分油；还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、
催化裂化的产品特点：气体、汽油、柴油、焦炭 催化裂化的主要反应（分解、氢转移、异构化、芳构化、
压力、催化剂含碳量和类型等）。
渣油催化裂化的特点、技术困难和措施
2011-2-11 炼油工艺学 18
二、重油催化裂化技术的进展
1．重油裂化催化剂的开发 面临的挑战： ① 金属量(Ni、V)的增加； ② 高积炭导致高再生温度； ③ 高沸点大分子组分的转化； ④ 大量增加的NOX、SOX对环境造成的污染
2011-2-11 炼油工艺学 8
对重油裂化催化剂应有如下几条要求： ① 能抵制金属毒物Ni、V等； ② 高温再生温度下的水热稳定性好； ③ 高金属含量条件下，选择性好； ④ 对大分子组分有高的裂化活性； ⑤ 成本要低
第五节
渣油催化裂化
2011-2-11
炼油工艺学
1
我国以常压重油为裂化原料具有以下有利条件
① 我国常压重油饱和烃含量高，胶质含量较多，而 芳烃和沥青质则较少，具体反映在H/C较高，残炭 值较低，有利于提高轻质油收率，降低焦炭产 率； ② 重金属如镍和钒的含量较低，特别是钒含量很 少，有利于减轻催化剂的污染； ③ 硫含量较低，有利于提高产品质量
2011-2-11
炼油工艺学
2
一、渣油催化裂化的主要技术困难
1．原料与瓦斯油的差异 ① 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量
高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高； ② ③ ④ ⑤ Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高； 重油中含S、N的化合物较多； 馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程 作为微孔孔经只有8～9埃的分子筛来说，渣油中所含 有的胶质、沥青质分子团(25～300埃)是不可能进入 分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要 在催化剂载体上预裂化
高并列式。
反再流程、保证反再系统正常操作的技术关键 几个基本概念：单程转化率和总转化率、剂油比、空速、
回炼比、藏量、停留时间等
2011-2-11 炼油工艺学 16
小
结
催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热
油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多， 一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、 二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循 环回流而不用冷回流。
2011-2-11 炼油工艺学 5
技术关键之二：控制金属对催化剂 的污染和提高催化剂本身的抗污染 能力
② 金属污染催化剂 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体 金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高
脱氢缩合等）、石油馏分催化裂化反应的特点（2条）
影响催化裂化反应速度的主要因素：原料性质、反应温度、
反应压力、反应时间、回炼比、催化剂活性和剂油比等
2011-2-11 炼油工艺学 15
小
结
催化裂化装置的工艺流程包括反应再生系统、分馏系统、
吸收稳定系统和再生烟气的能量回收系统
提升管催化裂化装置的类型：高低并列式、同轴式、同
2011-2-11 炼油工艺学 11
2．金属钝化剂 主要有锑、硼、锡、铋、铟等元素的 化合物，但锑的毒性很大 使用金属钝化剂可以降低焦炭产率
2011-2-11
炼油工艺学
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3．工艺技术
（1）组合工艺 （2）与减压瓦斯油催化裂化工艺相似，主要使用改进的 催化剂 （3）采用新的设计思路（喷嘴、汽提段等）； （4）采用两段裂化技术 （5）还有强化再生效率的技术，再生器内取热和外取热 技术等
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降低分子筛内扩散限制，提高大分子组分 裂化活性的措施: ① 减小催化剂颗粒直径，增加外表面积 ② 将具有一定活性的大孔径担体和分子筛联 合使用
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对重油裂化的抗金属污染催化剂，具有下列共同特征: ① 微孔孔径大，孔体积和比表面积小。 ② 水热稳定性好，催化剂中分子筛含量较高，而且有些 还用了H-Y型超稳分子筛。 ③ 有些牌号的催化剂含有1～2%的TiO2，但它们所起的作 用尚不十分清楚。 ④ 针对硫含量高发展了有硫转移作用的催化剂
原因是： a. 重油的H/C比较低，含稠环芳烃多， 胶质沥青质含量高； b. 原料在反应器中只能部分汽化，有相 当一部分不能汽化,以液相吸附在催化
剂上 b. 重金属污染催化剂。 引起一系列的问题，主要有： a. 再生器烧焦负荷大 b. 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 技术关键之一：减少生焦， c. 装置能耗增大。 提高再生效率
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。
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催化裂化的催化剂：组成、类型、特征、物性表征、催
化性能表征（活性、稳定性、选择性、污染性能等）。
催化剂的失活原因（水热、结焦、污染等） 影响催化剂再生反应速度的主要因素（再生温度、再生
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渣油和瓦斯油组成对比
大庆 残炭值，w% 减压瓦斯油 含镍量，ppm 残炭值，w% 常压重油 含镍量，ppm 0.23 <0.02 4.7 4.8 胜利 0.29 0.2～0.4 8.5 39.2
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2.以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难
① 焦炭产率高
如何提高产品质量 提高进料温度和雾化状况至关重要
③ 产品质量差 安定性和腐蚀性 ④ 减压渣油的沸点高，有相当大的一部 分难于 汽化 ⑤ 催化剂孔径为0.8～1.0nm,渣油大分子难于进 入催化剂的微孔 ⑥ 污染环境
技术关键之三：开发研制合适的渣油 裂化催化剂
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4．重油催化裂化(RFCC)操作的主要技术措施
(1).快速终止二次反应的技术 (2).原料高度雾化技术 （3）提升管反应器采用高温短停留时间操作 (4).采用新型高效的旋风分离器 (5).气体预提升技术 （6）采用小回炼比、外甩油浆操作，降低焦炭产率
(7).强化再生过程。比如用带预混管的烧焦罐式再生器
（8）采用金属钝化剂，拟制重金属对催化剂的污染
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加氢处理重油等
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催化裂化装置的原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分
油，焦化重馏分油；还有减压渣油、脱沥青的减压渣油、
催化裂化的产品特点：气体、汽油、柴油、焦炭 催化裂化的主要反应（分解、氢转移、异构化、芳构化、
压力、催化剂含碳量和类型等）。
渣油催化裂化的特点、技术困难和措施
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二、重油催化裂化技术的进展
1．重油裂化催化剂的开发 面临的挑战： ① 金属量(Ni、V)的增加； ② 高积炭导致高再生温度； ③ 高沸点大分子组分的转化； ④ 大量增加的NOX、SOX对环境造成的污染
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对重油裂化催化剂应有如下几条要求： ① 能抵制金属毒物Ni、V等； ② 高温再生温度下的水热稳定性好； ③ 高金属含量条件下，选择性好； ④ 对大分子组分有高的裂化活性； ⑤ 成本要低
第五节
渣油催化裂化
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我国以常压重油为裂化原料具有以下有利条件
① 我国常压重油饱和烃含量高，胶质含量较多，而 芳烃和沥青质则较少，具体反映在H/C较高，残炭 值较低，有利于提高轻质油收率，降低焦炭产 率； ② 重金属如镍和钒的含量较低，特别是钒含量很 少，有利于减轻催化剂的污染； ③ 硫含量较低，有利于提高产品质量
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一、渣油催化裂化的主要技术困难
1．原料与瓦斯油的差异 ① 重油不仅分子量大，而且芳烃、尤其是稠环芳烃含量
高，残碳含量高、胶质和沥青质含量高； ② ③ ④ ⑤ Ni、V、Fe、Cu等重金属含量高； 重油中含S、N的化合物较多； 馏程变重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油 催化裂化是一个汽-液-固三相催化反应过程 作为微孔孔经只有8～9埃的分子筛来说，渣油中所含 有的胶质、沥青质分子团(25～300埃)是不可能进入 分子筛催化剂的内表面进行催化裂化反应的，需要 在催化剂载体上预裂化
高并列式。
反再流程、保证反再系统正常操作的技术关键 几个基本概念：单程转化率和总转化率、剂油比、空速、
回炼比、藏量、停留时间等
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催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热
油气，分馏塔底部设有脱过热段。全塔剩余热量较多， 一般设有多个循环回流（顶循环回流、一中循环回流、 二中循环回流和塔底油浆循环回流）。塔顶回流采用循 环回流而不用冷回流。
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技术关键之二：控制金属对催化剂 的污染和提高催化剂本身的抗污染 能力
② 金属污染催化剂 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体 金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高
脱氢缩合等）、石油馏分催化裂化反应的特点（2条）
影响催化裂化反应速度的主要因素：原料性质、反应温度、
反应压力、反应时间、回炼比、催化剂活性和剂油比等
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催化裂化装置的工艺流程包括反应再生系统、分馏系统、
吸收稳定系统和再生烟气的能量回收系统
提升管催化裂化装置的类型：高低并列式、同轴式、同
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2．金属钝化剂 主要有锑、硼、锡、铋、铟等元素的 化合物，但锑的毒性很大 使用金属钝化剂可以降低焦炭产率
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3．工艺技术
（1）组合工艺 （2）与减压瓦斯油催化裂化工艺相似，主要使用改进的 催化剂 （3）采用新的设计思路（喷嘴、汽提段等）； （4）采用两段裂化技术 （5）还有强化再生效率的技术，再生器内取热和外取热 技术等
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降低分子筛内扩散限制，提高大分子组分 裂化活性的措施: ① 减小催化剂颗粒直径，增加外表面积 ② 将具有一定活性的大孔径担体和分子筛联 合使用
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对重油裂化的抗金属污染催化剂，具有下列共同特征: ① 微孔孔径大，孔体积和比表面积小。 ② 水热稳定性好，催化剂中分子筛含量较高，而且有些 还用了H-Y型超稳分子筛。 ③ 有些牌号的催化剂含有1～2%的TiO2，但它们所起的作 用尚不十分清楚。 ④ 针对硫含量高发展了有硫转移作用的催化剂
原因是： a. 重油的H/C比较低，含稠环芳烃多， 胶质沥青质含量高； b. 原料在反应器中只能部分汽化，有相 当一部分不能汽化,以液相吸附在催化
剂上 b. 重金属污染催化剂。 引起一系列的问题，主要有： a. 再生器烧焦负荷大 b. 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 技术关键之一：减少生焦， c. 装置能耗增大。 提高再生效率
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。
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催化裂化的催化剂：组成、类型、特征、物性表征、催
化性能表征（活性、稳定性、选择性、污染性能等）。
催化剂的失活原因（水热、结焦、污染等） 影响催化剂再生反应速度的主要因素（再生温度、再生
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渣油和瓦斯油组成对比
大庆 残炭值，w% 减压瓦斯油 含镍量，ppm 残炭值，w% 常压重油 含镍量，ppm 0.23 <0.02 4.7 4.8 胜利 0.29 0.2～0.4 8.5 39.2
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① 焦炭产率高