催化裂化CatalyticCracking

石油化工基礎(chǔ)催化裂化工藝特點(diǎn)1.2.3.目錄Content催化裂化生產(chǎn)原理催化裂化工藝流程4.催化裂化新技術(shù)前言催化裂化如何將原油中的重質(zhì)餾分油甚至渣油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)燃料產(chǎn)品重質(zhì)油輕質(zhì)化

從大分子分解為較小的分子

主要依靠分解反應(yīng)（熱反應(yīng)和催化反應(yīng)）

從低H/C的組成轉(zhuǎn)化成較高H/C的組成

脫碳（溶劑脫瀝青、催化裂化、焦炭化等）加氫（加氫裂化）前言在我國，催化裂化汽油占商品汽油的80%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），催化裂化柴油占商品柴油的1/3。2017年，我國催化裂化加工能力超過200Mt/a，占原油加工能力的42%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。催化裂化的重要性：常規(guī)催化裂化汽油的進(jìn)一步深度裂化也可增產(chǎn)丙烯

和芳烴；催化裂化汽油的芳構(gòu)化也是增產(chǎn)芳烴途徑之一；催化裂化工藝已成為煉油與化工之間的紐帶，是今

后煉油—化工一體化的核心。催化裂化工藝特點(diǎn)CharacteristicsofcatalyticcrackingprocessPart1催化裂化工藝特點(diǎn)Part

1催化裂化：以重質(zhì)餾分油或渣油為原料，在常壓和450℃~510℃條件下，在分子篩催化劑的存在下，發(fā)生分解、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化、縮合等一系列化學(xué)反應(yīng)，原料油轉(zhuǎn)化生成氣體、汽油、柴油等主要輕質(zhì)油產(chǎn)品及油漿、焦炭的生產(chǎn)過程。催化裂化工藝特點(diǎn)Part

1催化裂化是目前石油煉制工業(yè)中最重要的二次加工過程，也是重油輕質(zhì)化的核心工藝，是提高原油加工深度、增加輕質(zhì)油收率的重要手段。催化裂化原料：重質(zhì)餾分油(減壓餾分油、焦化餾分油)；常壓重油；減渣(摻一部分餾分油)；脫瀝青油。1原料油來源催化裂化工藝特點(diǎn)Part

1催化裂化氣體產(chǎn)品：干氣主要是甲烷、乙烷與乙烯，乙烯含量較高；液化氣主要是C3和C4組分，還含有少量的C5，C3組分中，丙烯的含量占60～80％，C4組分中，丁烯含量為50～65％，液化氣中烯烴總含量超過50％。催化裂化汽油：我國催化裂化汽油占車用汽油70%，RON為90～93美國催化裂化汽油約占35％，其RON為93～942產(chǎn)品及產(chǎn)品特點(diǎn)催化裂化工藝特點(diǎn)Part

1催化裂化柴油：收率為20%～40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），十六烷值較低，只有35左右；常與直餾柴油調(diào)合使用或經(jīng)加氫精制提高十六烷值，以滿足規(guī)格要求。油漿：收率為0%～10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），一般不作產(chǎn)品，可返回提升管反應(yīng)器進(jìn)行回?zé)?，若?jīng)澄清除去催化劑也可以生產(chǎn)部分（3%～5％）澄清油，因其中含有大量芳烴是生產(chǎn)重芳烴和炭黑的好原料；焦炭：收率為5%～7%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），催化裂化的焦炭沉積在催化劑上，不能作產(chǎn)品，催化劑再生時(shí)基本被燒掉。2產(chǎn)品及產(chǎn)品特點(diǎn)催化裂化生產(chǎn)原理ProductionprincipleofcatalyticcrackingPart2特點(diǎn)：石油餾分是由各族烴類組成，各種單體烴分別進(jìn)行多種反應(yīng)，并且互相影響；烴類在固體催化劑上的反應(yīng)不僅與化學(xué)過程有關(guān)，而且還與原料分子與產(chǎn)物分子在催化劑上的吸附、擴(kuò)散等傳遞過程有關(guān)。催化裂化生產(chǎn)原理Part

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石油餾分在固體催化劑上進(jìn)行的催化反應(yīng)石油餾分在固體催化劑上進(jìn)行的催化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，這種復(fù)雜性表現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，這種復(fù)雜性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：裂化反應(yīng)：裂化反應(yīng)是C-C鍵斷裂反應(yīng)，反應(yīng)速度較快。主要是烷烴、烯烴和環(huán)的烷基側(cè)鏈的裂化反應(yīng)。

異構(gòu)化反應(yīng)：分子量大小不變的情況下，烴類分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和空間位置的變化。正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴

；正構(gòu)烯烴異構(gòu)烯烴。催化裂化生產(chǎn)原理Part

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為了更好地了解催化裂化的反應(yīng)過程，首先應(yīng)了解單體烴的催化裂化反應(yīng)：

1催化裂化的化學(xué)反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：即某一烴分子上的氫脫下來加到另一烯烴分子上，使這一烯烴得到飽和的反應(yīng)。環(huán)烷烴+烯烴芳烴+烷烴烯烴+烯烴烷烴+二烯烴環(huán)烷-芳烴（如四氫萘、十氫萘等）+烯烴稠環(huán)芳烴+烷烴

芳構(gòu)化反應(yīng)：芳構(gòu)化反應(yīng)是烷烴、烯烴環(huán)化后進(jìn)一步氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)過程不斷放出氫原子，最后生成芳烴?？s合反應(yīng)：單環(huán)芳烴可縮合成稠環(huán)芳烴，最后縮合成焦炭，并放出氫氣。催化裂化生產(chǎn)原理Part

21催化裂化的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn)：裂化反應(yīng)的進(jìn)行，使大分子分解為小分子的烴類，這是催化裂化工藝成為重質(zhì)油輕質(zhì)化重要手段的根本依據(jù)。而氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)使催化汽油飽和度提高，安定性好。異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)是催化汽油辛烷值提高的重要原因。催化裂化生產(chǎn)原理Part

21催化裂化的化學(xué)反應(yīng)石油烴的催化裂化反應(yīng)：各種烴類分子之間是競爭吸附與阻滯的關(guān)系。平行－連串反應(yīng)。催化裂化生產(chǎn)原理Part

21催化裂化的化學(xué)反應(yīng)工業(yè)催化裂化催化劑的類型：經(jīng)酸處理的天然硅鋁酸鹽。人工合成的無定形硅酸鋁。人工合成的具有晶格結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽——沸石或分子篩。催化裂化生產(chǎn)原理Part

22催化裂化催化劑分子篩的優(yōu)勢：較高的活性；汽油的產(chǎn)率較高；汽油產(chǎn)品中含的烷烴和芳香烴較高，辛烷值高；焦炭產(chǎn)率較低；單程轉(zhuǎn)化的能力較高。分子篩催化劑的高活性允許短的裂化停留時(shí)間，因此大部分催化裂化裝置采用了提升管催化裂化裝置。催化裂化生產(chǎn)原理Part

22催化裂化催化劑催化裂化工藝流程ThetechnicalprocessofcatalyticcrackingPart3催化裂化工藝流程Part

3催化裂化自1936年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化至今經(jīng)歷了四個(gè)階段：固定床、移動(dòng)床、流化床和提升管。FixedBedMovingBed催化裂化工藝流程Part

3催化裂化裝置主要由反應(yīng)一再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)、主風(fēng)及煙氣能量回收系統(tǒng)等組成。催化裂化工藝流程Part

3反應(yīng)-再生系統(tǒng)

反應(yīng)-再生系統(tǒng)是催化裂化裝置的核心，其任務(wù)是使原料油通過反應(yīng)器或提升管，與催化劑接觸反應(yīng)變成反應(yīng)產(chǎn)物。催化裂化工藝流程Part

3分餾系統(tǒng)

主要任務(wù)是將來自反應(yīng)系統(tǒng)的高溫油氣脫過熱后，根據(jù)各組分沸點(diǎn)的不同切割為富氣、汽油、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{等餾分。催化裂化工藝流程Part

3吸收穩(wěn)定系統(tǒng)

主要任務(wù)是將來自分餾系統(tǒng)的粗汽油和來自氣壓機(jī)的壓縮富氣分離成干氣、合格的穩(wěn)定汽油和液態(tài)烴。催化裂化工藝流程Part

3煙氣能量回收系統(tǒng)

目的是將煙氣能量轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能、電能及產(chǎn)蒸汽。其主要任務(wù)：①為再生器提供燒焦用的空氣及催化劑輸送提升用的增壓風(fēng)、流化風(fēng)等；②回收再生煙氣的能量，降低裝置能耗。催化裂化新技術(shù)NewtechnologyofcatalyticcrackingPart4催化裂化新技術(shù)Part

4固定床原料：VGO催化劑：活性天然白土特點(diǎn)（30年代末）1、設(shè)備復(fù)雜2、操作繁瑣3、質(zhì)量不穩(wěn)移動(dòng)床原料：VGO催化劑：合成Si-Al小球

特點(diǎn)（40年代初）

1、反再連續(xù)2、補(bǔ)劑方便3、質(zhì)量穩(wěn)定流化床原料：VGO催化劑：合成Si-Al微球特點(diǎn)（40年代初）

1、操作方便2、用熱充分3、結(jié)構(gòu)簡化提升管原料：VGO+VR催化劑：分子篩劑特點(diǎn)（60年代初）

1、控制靈活2、辛烷值高3、選擇性好催化裂化新技術(shù)Part

4渣油催化裂化技術(shù)進(jìn)展（1）IsoCatl工藝降低催化劑和油接觸時(shí)的溫度，減少熱反應(yīng)，降低干氣和焦炭產(chǎn)率；提高原料預(yù)熱溫度，有利于大分子的氣化；提高劑油比，增強(qiáng)催化反應(yīng)，提高重油轉(zhuǎn)化率。（2）IRCP雙向組合工藝將FCC裝置的回?zé)捰驮诩託溲b置與FCC裝置間進(jìn)行大循環(huán)操作,這對渣油加氫裝置和RFCC裝置的操作性能均能帶來改善；將渣油最大限度加工為輕質(zhì)油品。催化裂化新技術(shù)Part

4生產(chǎn)清潔燃料的FCC技術(shù)進(jìn)展（1）CGP技術(shù)第一反應(yīng)區(qū)以裂化反應(yīng)為主，原料油在該區(qū)內(nèi)一次裂化反應(yīng)深度增加，從而生成更多的富含烯烴的汽油和富含丙烯的液化石油氣；第二反應(yīng)區(qū)以氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)為主，適度二次裂化反應(yīng)。（2）TSRFCC工藝具有催化劑接力反應(yīng)、分段反應(yīng)、短反應(yīng)時(shí)間以及大劑油比操作等特點(diǎn)；可以降低FCC汽油烯烴含量；可提高輕質(zhì)油收率。催化裂化新技術(shù)Part

4（3）FDFCC-III工藝將溫度相對較低、剩余活性較高的汽油提升管待生催化劑輸送至重油提升管底部與再生催化劑混合；提高重油提升管的劑油比；降低油劑瞬時(shí)接觸溫度；強(qiáng)化催化反應(yīng),抑制熱裂化反應(yīng)；實(shí)現(xiàn)降低干氣和焦炭產(chǎn)率、提高丙烯收率、改善產(chǎn)品分布的目的。催化裂化新技術(shù)Part

4多產(chǎn)低碳烯烴的FCC技術(shù)進(jìn)展（1）DCC技術(shù)采用了含改性擇形沸石催化劑和提升管加密相流化床反應(yīng)器；在高反應(yīng)溫度、低烴分壓、高劑油比和長停留時(shí)間下操作；加工石蠟基原料時(shí)的丙烯產(chǎn)率達(dá)到23%左右。（2）PeotrFCC技術(shù)采用高反應(yīng)溫度和高劑油比操作，裂解深度提高，丙烯增產(chǎn)；采用第二提升管進(jìn)行FCC汽油回?zé)?進(jìn)一步增產(chǎn)丙烯；使用高ZSM一含量助劑，裂化汽油成丙烯。催化裂化新技術(shù)Part

4降低FC