第三章催化裂化装置课件

西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1 1第三章第三章 催化裂化装置催化裂化装置Catalytic cracking unit2023/8/11石油化工过程系统概论1第三章 催化裂化装置西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2 2燃燃料料生生产产中中一一个个重重要要的的问问题题：如如何何将将原原油油中中的的重重质质馏馏分分油油甚甚至至渣渣油油转转化成轻质燃料产品？化成轻质燃料产品？重质油转化为轻质油重质油转化为轻质油q从大分子分解为较小的分子从大分子分解为较小的分子 主要依靠分解反应（热反应和催化反应）主要依靠分解反应（热反应和催化反应）q从低从低H/CH/C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 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）2023/8/11石油化工过程系统概论2燃料生产中一个重要的西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3 3 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地汽油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地汽油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地汽油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地位。位。位。位。催化裂化是重质油在催化裂化是重质油在催化裂化是重质油在催化裂化是重质油在酸性催化剂酸性催化剂酸性催化剂酸性催化剂存在下，在存在下，在存在下，在存在下，在500500左右、左右、左右、左右、1 1 10105 533 10105 5PaPa下发生裂解，生成下发生裂解，生成下发生裂解，生成下发生裂解，生成轻质油、轻质油、轻质油、轻质油、气体和焦炭气体和焦炭气体和焦炭气体和焦炭的过程。催化裂化是现代化炼油厂用的过程。催化裂化是现代化炼油厂用的过程。催化裂化是现代化炼油厂用的过程。催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的重要手段。取经济效益的重要手段。取经济效益的重要手段。取经济效益的重要手段。2023/8/11石油化工过程系统概论3 催化裂化是最重要的西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论4 4催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居于首位。2023/8/11石油化工过程系统概论4催化裂化能力在各个主西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论5 5催催化化裂裂化化是是目目前前石石油油炼炼制制工工业业中中最最重重要要的的二二次次加加工工过过程程，也也是是重重油油轻质化轻质化的核心工艺的核心工艺 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 催化裂化于催化裂化于19361936年实现工业化年实现工业化 催催化化裂裂化化原原料料：重重质质馏馏分分油油(减减压压馏馏分分油油、焦焦化化馏馏分分油油)、常常压压重重油油、减渣、脱沥青油减渣、脱沥青油 一、催化裂化的原料和产品一、催化裂化的原料和产品2023/8/11石油化工过程系统概论5催化裂化是目前石油炼西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论6 6主要控制指标：金属含量和残碳值主要控制指标：金属含量和残碳值 Ni+VNi+V：不大于：不大于 20 PPm20 PPm 残碳：不大于残碳：不大于 6%6%产品分布：产品分布：气体气体:10:1020%20%，气体中主要是，气体中主要是C C3 3、C C4 4，烯烃含量很高，烯烃含量很高 汽油汽油:产率在产率在303060%60%之间，辛烷值较高，约之间，辛烷值较高，约808090 90 柴油柴油:产率在产率在0 040%40%，十六烷值较低，需调和或精制十六烷值较低，需调和或精制 油浆：产率在油浆：产率在0 010%10%焦炭焦炭:产率在产率在5%5%10%10%，原子比大约是，原子比大约是C:H=1:0.3C:H=1:0.31 1 2023/8/11石油化工过程系统概论6主要控制指标：金属含西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论7 7二、催化裂化的发展过程二、催化裂化的发展过程催化裂化反应催化裂化反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物分解等反应生成气体、汽油等小分子产物 缩合反应生成焦炭缩合反应生成焦炭 焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此，焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此，焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此，焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此，经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做“再生再生再生再生”。由此可见，由此可见，由此可见，由此可见，一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两个部分个部分个部分个部分。2023/8/11石油化工过程系统概论7二、催化裂化的发展过西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论8 8因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地进行反应和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业装置型式发展的主要推动力。装置型式发展的主要推动力。装置型式发展的主要推动力。装置型式发展的主要推动力。催化裂化催化裂化反应：吸热过程，一般每公斤新鲜原料的反反应：吸热过程，一般每公斤新鲜原料的反应大约需吸热应大约需吸热400KJ再生：放热过程，每公斤焦炭燃烧约放出再生：放热过程，每公斤焦炭燃烧约放出热量热量33500kJ2023/8/11石油化工过程系统概论8因此，一个工业催化裂西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论9 91.1.固定床反应器固定床反应器固定床反应器固定床反应器预热后的原料进入反应器内进行反应，通常只经过几分钟到预热后的原料进入反应器内进行反应，通常只经过几分钟到预热后的原料进入反应器内进行反应，通常只经过几分钟到预热后的原料进入反应器内进行反应，通常只经过几分钟到十几分钟，催化剂的活性就因表面积炭十几分钟，催化剂的活性就因表面积炭十几分钟，催化剂的活性就因表面积炭十几分钟，催化剂的活性就因表面积炭而下降，此时，停止进料，用水蒸气吹而下降，此时，停止进料，用水蒸气吹而下降，此时，停止进料，用水蒸气吹而下降，此时，停止进料，用水蒸气吹扫后，通入空气进行再生。因此，反应扫后，通入空气进行再生。因此，反应扫后，通入空气进行再生。因此，反应扫后，通入空气进行再生。因此，反应和再生是轮流间歇地在同一个反应器内和再生是轮流间歇地在同一个反应器内和再生是轮流间歇地在同一个反应器内和再生是轮流间歇地在同一个反应器内进行。进行。进行。进行。为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取热的管束，用一种融盐循环取热。为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取热的管束，用一种融盐循环取热。为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取热的管束，用一种融盐循环取热。为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取热的管束，用一种融盐循环取热。为了使生产连续化，可以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生为了使生产连续化，可以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生为了使生产连续化，可以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生为了使生产连续化，可以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生。设备结构复杂，生产连续性差设备结构复杂，生产连续性差2023/8/11石油化工过程系统概论91.固定床反应器十几西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论10102.2.移动床催化裂化移动床催化裂化移动床催化裂化移动床催化裂化反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反应器的顶部，它们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。当它们移动至应器的顶部，它们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。当它们移动至应器的顶部，它们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。当它们移动至应器的顶部，它们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。当它们移动至反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭，于是油气从反应器反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭，于是油气从反应器反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭，于是油气从反应器反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭，于是油气从反应器的中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气升管用空气提升至再生器的的中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气升管用空气提升至再生器的的中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气升管用空气提升至再生器的的中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气升管用空气提升至再生器的顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的催化剂经另顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的催化剂经另顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的催化剂经另顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的催化剂经另一根气升管又提升至反应器。一根气升管又提升至反应器。一根气升管又提升至反应器。一根气升管又提升至反应器。2023/8/11石油化工过程系统概论102.移动床催化裂化西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1111由于催化剂在反应器和再生器之间循环，起到热载体的作用，由于催化剂在反应器和再生器之间循环，起到热载体的作用，由于催化剂在反应器和再生器之间循环，起到热载体的作用，由于催化剂在反应器和再生器之间循环，起到热载体的作用，因此，移动床内可以不设加热管。但是在再生器中，由于再生因此，移动床内可以不设加热管。但是在再生器中，由于再生因此，移动床内可以不设加热管。但是在再生器中，由于再生因此，移动床内可以不设加热管。但是在再生器中，由于再生时放出的热量很大，虽然循环催化剂可以带走一部分热量，但时放出的热量很大，虽然循环催化剂可以带走一部分热量，但时放出的热量很大，虽然循环催化剂可以带走一部分热量，但时放出的热量很大，虽然循环催化剂可以带走一部分热量，但仍不能维持合适的再生温度。因此，在再生器内还须分段安装仍不能维持合适的再生温度。因此，在再生器内还须分段安装仍不能维持合适的再生温度。因此，在再生器内还须分段安装仍不能维持合适的再生温度。因此，在再生器内还须分段安装一些取热管束，用高压水进行循环以取走剩余的热量。一些取热管束，用高压水进行循环以取走剩余的热量。一些取热管束，用高压水进行循环以取走剩余的热量。一些取热管束，用高压水进行循环以取走剩余的热量。2023/8/11石油化工过程系统概论11由于催化剂在反应器西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论12123.3.流化床催化裂化流化床催化裂化流化床催化裂化流化床催化裂化其反应和再生也是分别在两个设备中进行，其原理与移动其反应和再生也是分别在两个设备中进行，其原理与移动其反应和再生也是分别在两个设备中进行，其原理与移动其反应和再生也是分别在两个设备中进行，其原理与移动床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气形成与床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气形成与床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气形成与床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气形成与沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂制成沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂制成沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂制成沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂制成直径为直径为直径为直径为2010020100mm的微球。的微球。的微球。的微球。2023/8/11石油化工过程系统概论123.流化床催化裂化西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1313由于在流化状态时，反应器或再生器内温度分布均匀，由于在流化状态时，反应器或再生器内温度分布均匀，由于在流化状态时，反应器或再生器内温度分布均匀，由于在流化状态时，反应器或再生器内温度分布均匀，而且催化剂的循环量大，可携带的热量多，减少了反应器而且催化剂的循环量大，可携带的热量多，减少了反应器而且催化剂的循环量大，可携带的热量多，减少了反应器而且催化剂的循环量大，可携带的热量多，减少了反应器和再生器内温度变化的幅度，因而不必再在设备内专设取和再生器内温度变化的幅度，因而不必再在设备内专设取和再生器内温度变化的幅度，因而不必再在设备内专设取和再生器内温度变化的幅度，因而不必再在设备内专设取热设施，从而大大简化了设备的结构。热设施，从而大大简化了设备的结构。热设施，从而大大简化了设备的结构。热设施，从而大大简化了设备的结构。2023/8/11石油化工过程系统概论13由于在流化状态时，西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1414同固定床催化裂化相比较，移动床或流化床催化裂化都具同固定床催化裂化相比较，移动床或流化床催化裂化都具同固定床催化裂化相比较，移动床或流化床催化裂化都具同固定床催化裂化相比较，移动床或流化床催化裂化都具有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简化方面，流化床的优点更突出，特别是流化床更适用于大化方面，流化床的优点更突出，特别是流化床更适用于大化方面，流化床的优点更突出，特别是流化床更适用于大化方面，流化床的优点更突出，特别是流化床更适用于大处理量的生产装置。由于流化床催化裂化的优越性，它很处理量的生产装置。由于流化床催化裂化的优越性，它很处理量的生产装置。由于流化床催化裂化的优越性，它很处理量的生产装置。由于流化床催化裂化的优越性，它很快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。2023/8/11石油化工过程系统概论14同固定床催化裂化相西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1515自自自自6060年代以来，为配合高活性的分子筛催化剂，年代以来，为配合高活性的分子筛催化剂，年代以来，为配合高活性的分子筛催化剂，年代以来，为配合高活性的分子筛催化剂，流化床反应器又发展为流化床反应器又发展为流化床反应器又发展为流化床反应器又发展为提升管反应器提升管反应器提升管反应器提升管反应器。目前，在全世界催化裂化装置的总加工能力中，目前，在全世界催化裂化装置的总加工能力中，目前，在全世界催化裂化装置的总加工能力中，目前，在全世界催化裂化装置的总加工能力中，提升管催化裂化已占绝大部分。我国的情况也是如提升管催化裂化已占绝大部分。我国的情况也是如提升管催化裂化已占绝大部分。我国的情况也是如提升管催化裂化已占绝大部分。我国的情况也是如此。此。此。此。2023/8/11石油化工过程系统概论15自60年代以来，为西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1616二、流化催化裂化的定义二、流化催化裂化的定义Definition催化裂化装置，也称为流化催化裂化装置催化裂化装置，也称为流化催化裂化装置催化裂化装置，也称为流化催化裂化装置催化裂化装置，也称为流化催化裂化装置(“FCC”Flowing catalyst(“FCC”Flowing catalyst crackingcracking)。所谓所谓所谓所谓“流化流化流化流化（FlowingFlowing）”是指当气体以一定的速度通过装有催化是指当气体以一定的速度通过装有催化是指当气体以一定的速度通过装有催化是指当气体以一定的速度通过装有催化剂（剂（剂（剂（CatalystCatalyst）的空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混合在一起，）的空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混合在一起，）的空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混合在一起，）的空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混合在一起，像流体一样流动或沸腾。像流体一样流动或沸腾。像流体一样流动或沸腾。像流体一样流动或沸腾。DCC DCC：deep catalyst crackingdeep catalyst cracking深度催化裂化深度催化裂化深度催化裂化深度催化裂化RCC RCC：residuum catalyst crackingresiduum catalyst cracking渣油催化裂化渣油催化裂化渣油催化裂化渣油催化裂化2023/8/11石油化工过程系统概论16二、流化催化裂化的西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1717 在流化催化裂化装置中，在流化催化裂化装置中，在流化催化裂化装置中，在流化催化裂化装置中，催化剂的输送催化剂的输送催化剂的输送催化剂的输送、原料油的裂原料油的裂原料油的裂原料油的裂化反应化反应化反应化反应（cracking reactioncracking reaction）和）和）和）和催化剂（催化剂（催化剂（催化剂（CatalystCatalyst）的）的）的）的再生（再生（再生（再生（RebirthRebirth），），），），都应用了流化技术，所以统称都应用了流化技术，所以统称都应用了流化技术，所以统称都应用了流化技术，所以统称“流化流化流化流化催化裂化装置催化裂化装置催化裂化装置催化裂化装置（Flowing Catalytic cracking unitFlowing Catalytic cracking unit）”以以以以区别于固定床催化裂化装置（区别于固定床催化裂化装置（区别于固定床催化裂化装置（区别于固定床催化裂化装置（fixing bed Catalytic fixing bed Catalytic cracking unit cracking unit）和移动床催化裂（）和移动床催化裂（）和移动床催化裂（）和移动床催化裂（moving bed moving bed Catalytic cracking unitCatalytic cracking unit）化装置。）化装置。）化装置。）化装置。2023/8/11石油化工过程系统概论17 在流化催化西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1818三、流化催化裂化装置的特点三、流化催化裂化装置的特点(1)(1)产品质量好产品质量好产品质量好产品质量好。汽油辛烷值高，一般约为。汽油辛烷值高，一般约为。汽油辛烷值高，一般约为。汽油辛烷值高，一般约为8080左右，而且安定性好。左右，而且安定性好。左右，而且安定性好。左右，而且安定性好。(2)(2)开工周期长开工周期长开工周期长开工周期长。一般开工周期为。一般开工周期为。一般开工周期为。一般开工周期为1 1年，周期长的可达年，周期长的可达年，周期长的可达年，周期长的可达2 23 3年。年。年。年。(3)(3)可提供大量化工原料可提供大量化工原料可提供大量化工原料可提供大量化工原料。在裂化气体中，主要为含。在裂化气体中，主要为含。在裂化气体中，主要为含。在裂化气体中，主要为含C3C3和和和和C4C4的烃类，其中的的烃类，其中的的烃类，其中的的烃类，其中的丙烯、丁烯和异丁烷的含量很高，它们都是石油化工生产的重要原料。同时，丙烯、丁烯和异丁烷的含量很高，它们都是石油化工生产的重要原料。同时，丙烯、丁烯和异丁烷的含量很高，它们都是石油化工生产的重要原料。同时，丙烯、丁烯和异丁烷的含量很高，它们都是石油化工生产的重要原料。同时，还能提供大量的民用液化石油气。而催化柴油中含有大量重质芳烃，是制取还能提供大量的民用液化石油气。而催化柴油中含有大量重质芳烃，是制取还能提供大量的民用液化石油气。而催化柴油中含有大量重质芳烃，是制取还能提供大量的民用液化石油气。而催化柴油中含有大量重质芳烃，是制取萘的原料。柴油中的重质芳烃抽提后，萘的原料。柴油中的重质芳烃抽提后，萘的原料。柴油中的重质芳烃抽提后，萘的原料。柴油中的重质芳烃抽提后，1616烷值亦可得到改善。烷值亦可得到改善。烷值亦可得到改善。烷值亦可得到改善。2023/8/11石油化工过程系统概论18三、流化催化裂化装西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1919(4)(4)产品方案灵活产品方案灵活产品方案灵活产品方案灵活。同一装置，采用不同的操作条件，可以得到不。同一装置，采用不同的操作条件，可以得到不。同一装置，采用不同的操作条件，可以得到不。同一装置，采用不同的操作条件，可以得到不同产品的产率同产品的产率同产品的产率同产品的产率(气体、汽油、柴油的产率和比例气体、汽油、柴油的产率和比例气体、汽油、柴油的产率和比例气体、汽油、柴油的产率和比例)。(5)(5)原料选择范围宽原料选择范围宽原料选择范围宽原料选择范围宽。常压重馏分油、减压馏分油、焦化蜡油、润滑。常压重馏分油、减压馏分油、焦化蜡油、润滑。常压重馏分油、减压馏分油、焦化蜡油、润滑。常压重馏分油、减压馏分油、焦化蜡油、润滑油脱蜡后的蜡膏、脱沥青油等，均可作为催化裂化原料。随着催化油脱蜡后的蜡膏、脱沥青油等，均可作为催化裂化原料。随着催化油脱蜡后的蜡膏、脱沥青油等，均可作为催化裂化原料。随着催化油脱蜡后的蜡膏、脱沥青油等，均可作为催化裂化原料。随着催化裂化技术的发展，现在常压重油和减压渣油也可作为催化裂化原料裂化技术的发展，现在常压重油和减压渣油也可作为催化裂化原料裂化技术的发展，现在常压重油和减压渣油也可作为催化裂化原料裂化技术的发展，现在常压重油和减压渣油也可作为催化裂化原料油使用。油使用。油使用。油使用。(6)(6)经济效益好经济效益好经济效益好经济效益好。由于催化裂化装置可以将低值的重质油晶变为高。由于催化裂化装置可以将低值的重质油晶变为高。由于催化裂化装置可以将低值的重质油晶变为高。由于催化裂化装置可以将低值的重质油晶变为高价值的轻质油品，而且轻质油收率很高，故经济效益是很可观的。价值的轻质油品，而且轻质油收率很高，故经济效益是很可观的。价值的轻质油品，而且轻质油收率很高，故经济效益是很可观的。价值的轻质油品，而且轻质油收率很高，故经济效益是很可观的。2023/8/11石油化工过程系统概论19(4)产品方案灵活西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2020四、催化裂化装置的组成单元四、催化裂化装置的组成单元Constitutionof Catalytic cracking unit按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元或或或或“系统系统系统系统”：(1)(1)反应反应反应反应-再生系统再生系统再生系统再生系统（Respond-reborn systemRespond-reborn system ）。包括原料油的裂化反应和催化剂的再生两个工艺包括原料油的裂化反应和催化剂的再生两个工艺包括原料油的裂化反应和催化剂的再生两个工艺包括原料油的裂化反应和催化剂的再生两个工艺过程。过程。过程。过程。(2)(2)分馏系统分馏系统分馏系统分馏系统（distillating system distillating system）。根据裂化产）。根据裂化产）。根据裂化产）。根据裂化产品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、柴油、品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、柴油、品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、柴油、品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、柴油、回炼油和油浆。回炼油和油浆。回炼油和油浆。回炼油和油浆。2023/8/11石油化工过程系统概论20四、催化裂化装置的西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2121催化裂化装置的组成单元催化裂化装置的组成单元(3)(3)吸收稳定系统吸收稳定系统吸收稳定系统吸收稳定系统（Absorb stability systemAbsorb stability system ）。用稳定汽油将裂化气体中的用稳定汽油将裂化气体中的用稳定汽油将裂化气体中的用稳定汽油将裂化气体中的C3C3和和和和C4C4组分组分组分组分(液化石油气的主液化石油气的主液化石油气的主液化石油气的主要成分要成分要成分要成分)吸收下来，把乙烷及其以下的轻组分吸收下来，把乙烷及其以下的轻组分吸收下来，把乙烷及其以下的轻组分吸收下来，把乙烷及其以下的轻组分(裂化干气的裂化干气的裂化干气的裂化干气的主要组分主要组分主要组分主要组分)汽提出去，作为燃料气使用。汽提出去，作为燃料气使用。汽提出去，作为燃料气使用。汽提出去，作为燃料气使用。2023/8/11石油化工过程系统概论21催化裂化装置的组成西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2222催化裂化装置的组成单元催化裂化装置的组成单元(4)能量回收系统能量回收系统（nergy recovering system）。由于催化剂再生。由于催化剂再生时产生的烟气携带有大量热能和压力能，时产生的烟气携带有大量热能和压力能，回收这部分能量，可以降低生产成本和能回收这部分能量，可以降低生产成本和能耗，提高经济效益。对于大型装置，一般耗，提高经济效益。对于大型装置，一般都是采用都是采用烟气轮机回收压力能烟气轮机回收压力能，用作驱动，用作驱动主风机的动力和带动薄电机发电；用主风机的动力和带动薄电机发电；用余热余热锅炉进行热能回收锅炉进行热能回收，以产生蒸汽，供汽轮，以产生蒸汽，供汽轮机使用或外输。机使用或外输。2023/8/11石油化工过程系统概论22催化裂化装置的组成西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2323第一节工艺流程第一节工艺流程2023/8/11石油化工过程系统概论23第一节工艺流程西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2424催化裂化装置的命名催化裂化装置的命名一般说来，催化裂化装置的分馏系统、吸收稳定系统和能量回收系统，一般说来，催化裂化装置的分馏系统、吸收稳定系统和能量回收系统，一般说来，催化裂化装置的分馏系统、吸收稳定系统和能量回收系统，一般说来，催化裂化装置的分馏系统、吸收稳定系统和能量回收系统，尽管因装置不同而存在差异，但并无根本差别。因此装置的分类及命尽管因装置不同而存在差异，但并无根本差别。因此装置的分类及命尽管因装置不同而存在差异，但并无根本差别。因此装置的分类及命尽管因装置不同而存在差异，但并无根本差别。因此装置的分类及命名，均根据名，均根据名，均根据名，均根据反应反应反应反应-再生系统再生系统再生系统再生系统的特点而定，如的特点而定，如的特点而定，如的特点而定，如“型催化裂化装置型催化裂化装置型催化裂化装置型催化裂化装置”、“提升管催化裂化装置提升管催化裂化装置提升管催化裂化装置提升管催化裂化装置”、“同轴式催化裂化装置同轴式催化裂化装置同轴式催化裂化装置同轴式催化裂化装置”等。等。等。等。2023/8/11石油化工过程系统概论24催化裂化装置的命名西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2525 高低并列式高低并列式 同轴式同轴式2023/8/11石油化工过程系统概论25 高低并列式 西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2626一、反应一、反应-再生系统再生系统图图图图1-3-11-3-1表示的是典型的提升管流化催化裂化装置的工艺流程原理。由表示的是典型的提升管流化催化裂化装置的工艺流程原理。由表示的是典型的提升管流化催化裂化装置的工艺流程原理。由表示的是典型的提升管流化催化裂化装置的工艺流程原理。由于沉降器位置高于再生器，所以又名于沉降器位置高于再生器，所以又名于沉降器位置高于再生器，所以又名于沉降器位置高于再生器，所以又名“高低并列式提升管催化裂化装高低并列式提升管催化裂化装高低并列式提升管催化裂化装高低并列式提升管催化裂化装置置置置”。2023/8/11石油化工过程系统概论26一、反应-再生系统西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2727l一辅助燃烧室，2一主风(空气)分布管；3一再生器密相段(床)；4一再生器稀相段；5一再生器一、二级旋风分离器6一烟气集气室，7一反应油气集气室，8一沉降器一、二级旋风分离器9一快速分离器，10一沉降器沉降段，11一沉降器汽提段；12一待生斜管，13一待生单动滑阀；14一再生淹流斗；15一提升管反应器；16一再生斜管；17一再生单动滑阀图1-3-1 提升管催化裂化装置反应再生系统流程2023/8/11石油化工过程系统概论27西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2828反应反应-再生原理再生原理重质原油在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器，油重质原油在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器，油重质原油在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器，油重质原油在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器，油气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离，反应生成的气体、汽油、液气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离，反应生成的气体、汽油、液气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离，反应生成的气体、汽油、液气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离，反应生成的气体、汽油、液化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元；化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元；化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元；化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元；反应后的附有焦碳的待生催化剂进入再生器用空气烧焦，催化剂恢复反应后的附有焦碳的待生催化剂进入再生器用空气烧焦，催化剂恢复反应后的附有焦碳的待生催化剂进入再生器用空气烧焦，催化剂恢复反应后的附有焦碳的待生催化剂进入再生器用空气烧焦，催化剂恢复活性后再进入提升管参加反应，形成循环，再生器顶部烟气进入能量活性后再进入提升管参加反应，形成循环，再生器顶部烟气进入能量活性后再进入提升管参加反应，形成循环，再生器顶部烟气进入能量活性后再进入提升管参加反应，形成循环，再生器顶部烟气进入能量回收单元回收单元回收单元回收单元2023/8/11石油化工过程系统概论28反应-再生原理重质西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论2929二、分馏系统二、分馏系统沉降器来的反应油气，经换热器进入分馏塔，根据物料的沸点差，从沉降器来的反应油气，经换热器进入分馏塔，根据物料的沸点差，从沉降器来的反应油气，经换热器进入分馏塔，根据物料的沸点差，从沉降器来的反应油气，经换热器进入分馏塔，根据物料的沸点差，从上至下分离为富气、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。上至下分离为富气、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。上至下分离为富气、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。上至下分离为富气、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。2023/8/11石油化工过程系统概论29二、分馏系统沉降器西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3030分馏系统流程图分馏系统流程图图图1-3-2 分馏系统典型流程示意图分馏系统典型流程示意图1.分馏塔底人字形挡板处用油浆洗涤（1）防止少量催化剂细粉堵塞塔盘和影响产品质量；（2）由于反应油气温度较高，500左右，油浆洗涤可取走多余的热量。2.油浆：一部分回炼，一部分回分馏塔，一部分送出装置作自用燃料。3富气经压缩后去吸收稳定系统的凝缩油罐，粗汽油进吸收塔上部。4.轻柴油气提冷却后送出装置重柴油直接送出装置。2023/8/11石油化工过程系统概论30分馏系统流程图图1西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3131分馏系统分馏系统2023/8/11石油化工过程系统概论31分馏系统西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3232q在在分分馏馏塔塔内内将将反反应应油油气气分分成成几几个个产产品品：塔塔顶顶为为汽汽油油及及富富气气，侧侧线线有有轻轻柴柴油油、重重柴柴油，塔底产品是油浆和回炼油油，塔底产品是油浆和回炼油q为为了了取取走走分分馏馏塔塔的的过过剩剩热热量量，设设有有塔塔顶顶循循环环回回流流、一一个个至至两两个个中中段段回回流流以以及及塔塔底底油浆循环回流油浆循环回流 2023/8/11石油化工过程系统概论32在分馏塔内将反应油西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3333催化裂化分馏塔有以下特点：催化裂化分馏塔有以下特点：催化裂化分馏塔有以下特点：催化裂化分馏塔有以下特点：1.1.进料是带有催化剂粉尘的过热油气进料是带有催化剂粉尘的过热油气进料是带有催化剂粉尘的过热油气进料是带有催化剂粉尘的过热油气,2.2.全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催化裂化产品的分馏精确度要求也全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催化裂化产品的分馏精确度要求也全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催化裂化产品的分馏精确度要求也全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催化裂化产品的分馏精确度要求也不高，因此不高，因此不高，因此不高，因此设置四个循环回流分段取热设置四个循环回流分段取热设置四个循环回流分段取热设置四个循环回流分段取热。2023/8/11石油化工过程系统概论33催化裂化分馏塔西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3434200300 600750 490510 2 3s2023/8/11石油化工过程系统概论34200300 西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3535分馏系统分馏系统2023/8/11石油化工过程系统概论35分馏系统西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3636三、吸收三、吸收稳定系统稳定系统qq从从从从分分分分馏馏馏馏塔塔塔塔顶顶顶顶油油油油气气气气分分分分离离离离器器器器出出出出来来来来的的的的富富富富气气气气中中中中带带带带有有有有汽汽汽汽油油油油组组组组分分分分，而而而而粗粗粗粗汽汽汽汽油油油油中中中中又又又又溶溶溶溶有有有有C3C3C3C3、C4C4C4C4甚甚甚甚至至至至C2C2C2C2组组组组分分分分，因因因因此此此此吸吸吸吸收收收收稳稳稳稳定定定定系系系系统统统统的的的的作作作作用用用用：利利利利用用用用吸吸吸吸收收收收和和和和精精精精馏馏馏馏的的的的方方方方法法法法将将将将富富富富气气气气和和和和粗汽油分离成干气（粗汽油分离成干气（粗汽油分离成干气（粗汽油分离成干气（C C C C2 2 2 2）、液化气（、液化气（、液化气（、液化气（C C C C3 3 3 3、C C C C4 4 4 4）和蒸汽压合格的稳定汽油。）和蒸汽压合格的稳定汽油。）和蒸汽压合格的稳定汽油。）和蒸汽压合格的稳定汽油。2023/8/11石油化工过程系统概论36三、吸收稳定系统西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3737富气经气压机升压、冷却并分出凝缩油后，由底部进入吸收塔；稳定汽油和粗汽油则作为吸收液富气经气压机升压、冷却并分出凝缩油后，由底部进入吸收塔；稳定汽油和粗汽油则作为吸收液由塔顶进入，将富气中的由塔顶进入，将富气中的C3C3、C4C4（含少量（含少量C2C2）等吸收后得到富吸收油。吸收塔顶部出来的贫气中）等吸收后得到富吸收油。吸收塔顶部出来的贫气中夹带有少量稳定汽油，可经再吸收塔用柴油回收其中的汽油组分后成为干气，送出装置。夹带有少量稳定汽油，可经再吸收塔用柴油回收其中的汽油组分后成为干气，送出装置。富吸收油和凝缩油均进入解吸塔，使其中的气体解吸后，从塔顶返回凝缩油沉降罐，塔底的未稳富吸收油和凝缩油均进入解吸塔，使其中的气体解吸后，从塔顶返回凝缩油沉降罐，塔底的未稳定汽油送入稳定塔，通过精馏作用将液化气和稳定汽油分开。有时，塔顶要排出部分不凝气（也称定汽油送入稳定塔，通过精馏作用将液化气和稳定汽油分开。有时，塔顶要排出部分不凝气（也称气态烃），它主要是气态烃），它主要是C2C2，并夹带有，并夹带有C3C3和和C4.C4.排出不凝气的目的是为了控制稳定塔的操作压力。排出不凝气的目的是为了控制稳定塔的操作压力。2023/8/11石油化工过程系统概论37富气经气压机西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3838主要由主要由主要由主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔组成。组成。组成。组成。吸收塔和解吸塔的操作压力为吸收塔和解吸塔的操作压力为吸收塔和解吸塔的操作压力为吸收塔和解吸塔的操作压力为1.01.02.0MPa2.0MPa。稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为1.0-1.5MPa1.0-1.5MPa。2023/8/11石油化工过程系统概论38主要由吸收塔、解吸西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3939四、能量回收系统四、能量回收系统利用再生器出口烟气的热能和压力使余热利用再生器出口烟气的热能和压力使余热锅炉产生蒸汽和烟气轮机作功、发电等。锅炉产生蒸汽和烟气轮机作功、发电等。2023/8/11石油化工过程系统概论39四、能量回收系统利西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论4040能量回收系统的工艺流程图能量回收系统的工艺流程图图1-3-4 能量回收系统典型流程示意图2023/8/11石油化工过程系统概论40能量回收系统的工艺西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论4141能量回收系统的工作原理能量回收系统的工作原理由再生器来的烟气，含有微量的催化剂粉尘，它将会造成烟气轮机叶由再生器来的烟气，含有微量的催化剂粉尘，它将会造成烟气轮机叶由再生器来的烟气，含有微量的催化剂粉尘，它将会造成烟气轮机叶由再生器来的烟气，含有微量的催化剂粉尘，它将会造成烟气轮机叶片的磨损，所以在烟气进入烟气轮机前，需要经过三级旋风分离器再片的磨损，所以在烟气进入烟气轮机前，需要经过三级旋风分离器再片的磨损，所以在烟气进入烟气轮机前，需要经过三级旋风分离器再片的磨损，所以在烟气进入烟气轮机前，需要经过三级旋风分离器再次净化。净化分离下来的催化剂粉尘，排出装置；输送粉尘的泄料烟次净化。净化分离下来的催化剂粉尘，排出装置；输送粉尘的泄料烟次净化。净化分离下来的催化剂粉尘，排出装置；输送粉尘的泄料烟次净化。净化分离下来的催化剂粉尘，排出装置；输送粉尘的泄料烟气气气气(约占烟气总量的约占烟气总量的约占烟气总量的约占烟气总量的2 23 3)，经四级旋风分离器，经四级旋风分离器，经四级旋风分离器，经四级旋风分离器(图中未画出图中未画出图中未画出图中未画出)和临界和临界和临界和临界流量孔板通过烟道进人烟囱放空。流量孔板通过烟道进人烟囱放空。流量孔板通过烟道进人烟囱放空。流量孔板通过烟道进人烟囱放空。2023/8/11石油化工过程系统概论41能量回收系统的工作西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论4242能量回收系统的工作原理能量回收系统的工作原理净化后的烟气，进入烟气轮机作功，驱动主风机，多余部分功率带动净化后的烟气，进入烟气轮机作功，驱动主风机，多余部分功率带动净化后的烟气，进入烟气轮机作功，驱动主风机，多余部分功率带动净化后的烟气，进入烟气轮机作功，驱动主风机，多余部分功率带动电动发电机发电。烟气在烟气轮机中作完功，回收了压力能后，温电动发电机发电。烟气在烟气轮机中作完功，回收了压力能后，温电动发电机发电。烟气在烟气轮机中作完功，回收了压力能后，温电动发电机发电。烟气在烟气轮机中作完功，回收了压力能后，温度亦略有降低，然后去余热锅炉度亦略有降低，然后去余热锅炉度亦略有降低，然后去余热锅炉度亦略有降低，然后去余热锅炉(图中未画出图中未画出图中未画出图中未画出)产生蒸汽，烟气降温后产生蒸汽，烟气降温后产生蒸汽，烟气降温后产生蒸汽，烟气降温后去放空烟囱放入大气。去放空烟囱放入大气。去放空烟囱放入大气。去放空烟囱放入大气。2023/8/11石油化工过程系统概论42能量回收系统的工作西南石油大学西南石油大学2024/6/282024/6/28石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论43432023/8/11石油化工过程系统概论43