催化裂化（石油加工生产技术课件）

石油和化学工程系项目四：催化裂化任务一：催化裂化概述1催化裂化定义2原油的二次加工催化裂化的原料和产品3催化裂化的发展方向4知识点01石油的二次加工知识点1：原油的二次加工

一般原油经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。国民经济和国防上需要的轻质油量很大，由于内燃机的发展对汽油的质量提出更高的要求。原油经简单加工所能提供的轻质油品的数量和质量都不能满足需求（直馏汽油辛烷值只有40-50）。这种供需矛盾促进了炼油工艺，特别是重油轻质化技术的发展。一石油二次加工的作用知识点1：原油的二次加工二石油二次加工工艺方法油品轻质化工艺1（1）热裂化：重质油在高温条件下轻质化的过程（2）催化裂化：重质油在催化剂存在下轻质化的过程。（3）加氢裂化：馏分油或重质油在氢气和催化剂存

在下的裂化过程知识点1：原油的二次加工二石油二次加工工艺方法油品改质工艺2（1）催化重整：生产高辛烷值汽油及轻芳烃。（2）加氢精制：馏分在氢气催化剂存在下改善油品

的性质。02催化裂化的定义知识点2：催化裂化的定义催化裂化：重质馏分油在一定反应条件（1-3atm、480-530℃）和催化剂存在的情况下，发生一系列反应生产气体、液化气、汽油、柴油、焦炭产品的过程。根据原料、催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率、组成和性质略有不同。

03催化裂化的原料和产品知识点3：催化裂化的原料和产品馏分油（350-500℃）1主要是（减一、二、三线），它的特点是含芳烃不多，易裂化，

轻油收率高，优质催化料；减压馏分油（VGO）01

指的是焦化蜡油，它的特点是含芳烃较多，较难裂化，不单独

使用，参炼比为15—25%；焦化馏分油(CGO)02

该组分是润滑油的非理想组分，含芳烃更多，更难裂化，不单独

使用，只能掺炼。润滑油溶剂精制抽出油03含饱和烃多，含杂质少，是催化裂化的理想原料。加氢裂化尾油04知识点3：催化裂化的原料和产品重油(>350℃或>500℃)2其中硫、重金属含量和残炭低的可以直接作为原料。常压重油(AR)01含有胶质和沥青质，一般不单独作为原料，而是进行掺炼；

掺炼的多少视减压渣油的性质。减压渣油(VR)02

DAO的重金属含量远低于VR，改善了原料的性质，含硫原油的DAO最好经过加氢处理再作为催化裂化的原料。脱沥青油(DAO)03评价催化裂化原料的指标主要有:残碳、金属含量和含氮量知识点3：催化裂化的原料和产品产品名称主要成分含量性质及用途C1、C2、H2、H2S

C3、C4C5－C11C10－C20以稠环芳烃为主化工利用缩合产物(CmHn)催化裂化的产品分布及特点干气（非目的产物）10％-20％燃料或化工液化气80％-90％汽油30％－50％研究法辛烷值80－90，稀烃含量高。商品汽油中催化裂化汽油占近80%。柴油0－40％含有较多的芳烃，十六烷值低，安定性较差，特别是渣油催化裂化。商品柴油中催化裂化柴油占35%。油浆2－7％焦炭（非目的产物）5－7％不作为产品，再生过程烧掉了10％－20％04催化裂化的发展方向知识点3：催化裂化的原料和产品1.继续改进工艺、设备、催化剂技术，尽可能多地加工劣质重油。2.降低能耗降低焦炭产率、充分利用再生烟气中CO的燃烧热、发展再生烟气热能利用技术3、减少环境污染

充分脱除再生烟气中的粉尘、CO、SO2和NOx；系统处理含硫污水、产品精制时产生的碱渣；竭力降低再生烟气放空、机械设备产生的噪音；知识点3：催化裂化的原料和产品4.开发适应多种生产需要的催化剂和工艺；5、过程模拟和计算机应用；建立合理的数学模型，用于设计、预测以及计算机优化控制；6、同步发展催化裂化与其它工艺的组合优化；石油和化学工程系项目四：催化裂化任务二：催化裂化的化学反应1催化裂化反应总结2单体烃的催化裂化反应知识点01单体烃的催化裂化反应知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点烷烃主要发生分解反应，分解成较小分子的烷烃和烯烃，烷烃分解时多从中间的C—C键处断裂，分子越大越容易断裂烷烃01CnH2n+2

CmH2m+CpH2p+2(n=m+p)知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点烯烃021、分解反应：分解为两个较小分子的烯烃CnH2n

CmH2m+CpH2p(n=m+p)知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点2、异构化反应（1）分子骨架结构改变，正构烯烃变成异构烯烃（2）分子中的双键向中间方向移动（3）烯烃空间结构的变化知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点3、

氢转移反应两个烯烃分子之间发生氢转移反应，一个获得氢变成烷烃，另一个失去氢转化为多烯烃及芳烃或缩合程度更高的分子，直到缩合至焦炭。氢转移反应是烯烃的重要反应，是催化裂化汽油饱和度较高的主要原因，但反应速度较慢，需要较高活性催化剂。烯烃可环化成环烷烃并脱氢成为芳烃4、

环化反应和芳构化反应知识点1：单体烃的催化裂化反应知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点环烷烃03环烷烃的环可断裂生成烯烃，烯烃再继续进行上述各项反应；环烷烃带有长侧链，则侧链本身会发生断裂生成环烷烃和烯烃；环烷烃可以通过氢转移反应转化为芳烃；带侧链的五员环烷烃可以异构化成六员环烷烃，并进一步脱氢生成芳烃。知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点芳香烃04芳香烃核在催化裂化条件下十分稳定，连在苯核上的烷基侧链容易断裂成较小分子烯烃，侧链越长，反应速度越快。多环芳烃的裂化反应速度很低，它们的主要反应是缩合成稠环芳烃，进而转化为焦炭，同时放出氢使烯烃饱和。在催化裂化条件下，烃类进行的反应除了有大分子分解为小分子的反应，而且还有小分子缩合成大分子的反应（甚至缩合至焦炭）。与此同时，还进行异构化、氢转移、芳构化等反应。在这些反应中，分解反应是最主要的反应，催化裂化这一名称就是因此而得。02单体烃催化裂化的反应总结催化裂化的主要反应有

分解反应a异构化反应b氢转移反应:某烃分子上的氢脱下来加到另一烯

烃分子上使之饱和的反应c芳构化反应:所有能生成芳烃的反应d叠合反应：烯烃与烯烃合成大分子烯烃的反应。

随叠合深度不断加深，最终将生成焦炭e知识点2：单体烃的催化裂化反应总结

小结最主要、最重要的反应，对整个反应的热力学

和动力学起决定作用，催化裂化由此得名裂化反应1特征反应，反应速度不快，较低温度有利。氢

转移反应的结果是使生成物中的一部分烯烃饱

和，这是催化裂化产品饱和度较高的根本原因氢转移反应2反应能力较弱，汽油辛烷值的提高主要靠裂化

和异构化反应芳构化反应3知识点2：单体烃的催化裂化反应总结石油和化学工程系项目四：催化裂化任务三：催化裂化反应机理和特点1催化裂化的反应特点2催化裂化的反应机理知识点01催化裂化的反应机理知识点1：催化裂化的反应机理正碳离子是指缺少一对电子，而形成带正电的离子：特点：不能在溶液中离解出来自由存在；只能吸附在催化剂表面上参加化学反应。正碳离子形成：烯烃的双键中一个键断开，并在含H多的C上加上一个H＋，使含H少的另一个C缺少一对电子。一正碳离子知识点1：催化裂化的反应机理二形成正碳离子的条件1、存在烯烃来源：原料本身、热反应产生。2、存在质子H+来源：由催化剂的酸性中心提供。存在于催化剂的活性中心，不能离开催化剂表面。知识点1：催化裂化的反应机理以正n-C16H32来说明。三正碳离子机理1、生成正碳离子正n-C16H32得到一个H＋，生成正碳离子。知识点1：催化裂化的反应机理大正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯烃和一个小正碳离子：特点：主链中C数量＞5时才容易断裂，裂化后生成的产物至少是3个C以上的分子。

2、β断裂知识点1：催化裂化的反应机理＞仲正碳离子若正碳离子为伯正碳离子，易变成仲碳离子，再进行β断裂，甚至异构化为叔正碳离子，再进行β断裂。直至不再断裂的小正碳离子，如C3H7＋、C4H9＋为止。3、异构化＞伯正碳离子叔正碳离子知识点1：催化裂化的反应机理较小正碳离子与烯烃、烷烃、环烷烃间发生氢转移反应，使小正碳离子变成小分子烷烃。中性烃分子变成新正碳离子，再进行各种反应，使原料不断变成产品。4、氢转移知识点1：催化裂化的反应机理思考1：为什么催化裂化产物中少C1、C2，多C3、C4？正碳离子分解时不生成＜C3、C4的更小正碳离子。思考2：为什么催化裂化产物中多异构烃？伯、仲正碳离子稳定性差，易转化为叔正碳离子。思考3：为什么催化裂化产物中多β烯烃？伯正碳离子易转为仲正碳离子，放出H+形成β烯烃。4、氢转移知识点1：催化裂化的反应机理正碳离子和烯烃结合在一起，生成大分子正碳离子：正碳离子放出H＋还给Cat.而变成烯烃，反应终止5、叠合反应6、反应终止02催化裂化的反应特点知识点2：催化裂化的反应特点

外扩散原料分子由主气流扩散到催化剂外表面内扩散原料分子由催化剂外表面扩散到内表面吸附原料分子在催化剂内表面吸附反应原料分子反应生成产物脱附产物分子从催化剂内表面脱附内扩散产物分子从催化剂内表面扩散到外表面外扩散产物分子由催化剂外表面扩散到主气流速度最慢，对整个催化裂化反应起控制作用一气-固非均相催化反应过程知识点2：催化裂化的反应特点1、各类竞争吸附能力2、各类烃的化学反应顺序C数相同的各类烃，被吸附的顺序为：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；同类烃，分子量↗，越容易被吸附。烯烃＞大分子侧链的单环芳烃＞异构烷烃或烷基环烷烃＞小分子侧链的单环芳烃＞正构烷烃＞稠环芳烃。知识点2：催化裂化的反应特点

这两个排序是不一致的，特别是稠环芳烃，它的吸附能力很强而化学反应速度却最低，竞争吸附的结果是：稠环芳烃占据了催化剂表面，但是它们反应速度慢，且不易脱附，甚至缩合生焦，干脆不离开催化剂表面了。这样大大妨碍了其它烃被吸附到催化剂表面上进行反应，从而使整个石油馏分的反应速度都降低。

芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆(其中含有较多的稠环芳烃)较难裂化，要选择合适的反应条件或者先通过预处理来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料。思考：稠环芳烃对催化裂化过程的影响？知识点2：催化裂化的反应特点平行反应：裂化同时朝着几个方向进行的反应。顺序反应：随反应深度↗，反应产物又会继续反应。二复杂的平行－顺序反应知识点2：催化裂化的反应特点特点：反应深度对产品产率的分配有重要影响。随反应时间↗，转化深度↗，最终产物气体和焦炭产率会↗；而汽柴油等中间产物产率开始时↗，随后再↙。石油和化学工程系项目四：催化裂化任务四：催化裂化的催化剂1催化剂的担体2催化裂化催化剂的分类及特点催化裂化催化剂的使用性能3知识点01催化裂化催化剂的分类及特点工业上使用的裂化催化剂有三大类，广泛采用的催化裂化催化剂主要有两大类知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点催化裂化装置最初使用的经处理的天然白土，其主要活性组分是硅酸铝。天然白土被人工合成硅酸铝所取代。天然白土催化剂01知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝，合成硅酸铝依铝含量的不同又分为低铝（含Al2O310%～13%）和高铝（含Al2O3约25%）二种。其催化剂按颗粒大小又分为小球状（直径在3～6mm）和微球状（直径在40～80）。无定型硅酸铝催化剂02知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点

Al2O3、Si2O3及少量水分是必要的活性组分，而其它组分是在催化剂的制备过程中残留下来的极少量的杂质。合成硅酸铝是由Na2SiO3和Al2(SO4)3溶液按一定的比例配合而成凝胶，再经水洗、过滤、成型、干燥、活化而制成的。硅酸铝催化剂的表面具有酸性，并形成许多酸性中心，催化剂的活性就来源于这些酸性中心，即催化剂的活性中心。无定型硅酸铝催化剂02知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点分子筛又称为泡沸石，按其组成及晶体结构不同分为A型、X型、Y型及丝光沸石等几种，目前工业裂化催化剂中常用的是X型和Y型沸石，其中用得最多的是Y型沸石。分子筛催化剂03知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点分子筛催化剂与无定形硅酸铝催化剂的性能比较知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点性能催化剂分子筛催化剂无定形硅酸铝活性所需反应时间选择性对热稳定性再生温度氢转移反应活性抗重金属稳定性对再生催化剂含炭量的要求裂解和异构活性高短（约1～4秒）好（焦炭产率低）好高（约700℃）很高较强不大于0.2%低长差（焦炭产率高）较差较低（约600℃）较低较弱可在0.5%左右02催化裂化催化剂的担体知识点2：催化剂的担体新合成出来的分子筛催化剂是一种硅铝酸的钠盐，分子筛中的钠离子可以被氢离子、稀土金属离子等取代，经过离子交换的分子筛的活性比硅酸铝的高出上百倍。这样过高的活性不宜直接用作裂化催化剂，工业上使用的分子筛催化剂，一般是将含5%～15%的分子筛均匀分布在担体上，担体通常采用无定型硅酸铝、白土等具有裂化活性的物质有较大的比表面积和一定的孔分布，有一定

的粘结性，通过喷雾干燥制成合适的筛分分

布，可以容纳分子筛中未除去的Na+

。1催化剂担体的作用知识点2：催化剂的担体提供较好的磨损强度，减少催化剂的跑损，

减少对环境的污染；2起稀释作用，对沸石的活性起相辅助相承

作用，降低分子筛催化剂的生产成本。3催化剂担体的作用知识点2：催化剂的担体作为热载体，在两器的循环过程中完成热量

的储存与传送。4起到预裂化的作用，对重油催化裂化载体还

是大分子反应的场所，因为大分子不能进入

分子筛的孔内。载体是催化剂组成的重要部

分，其性能对催化剂有较大的影响。503催化裂化催化剂的使用性能知识点3：催化裂化催化剂的使用性能活性是指催化剂促进化学反应进行的能力。对无定形硅酸铝催化剂（分子筛），采用D+L法，它是以待定催化剂和标准原料在标准裂化条件下进行化学反应，以反应所得干点小于204℃的汽油加上蒸馏损失占原料油的重量百分数，即（D+L）%来表示。工业上经常采用更为简便的间接测定方法——KOH指数法。活性01知识点3：催化裂化催化剂的使用性能将进料转化为目的产品的能力称为选择性，一般采用目的产物产率与转化率之比，或以目的产物与非目的产物产率之比来表示。选择性02知识点3：催化裂化催化剂的使用性能催化剂在使用过程中保持其活性和选择性的性能称为稳定性。通常情况下，分子筛催化剂的稳定性比无定型硅酸铝催化剂好，无定型硅酸铝催化剂中高铝的稳定性比低铝好，分子筛催化剂中Y型比X型的稳定性好。稳定性03知识点3：催化裂化催化剂的使用性能重金属对催化剂的污染程度用污染指数表示：污染指数=0.1（Ｆe+Cu+14Ni+4V）式中：Ｆe、Cu、Ni、V分别为催化剂上铁、铜、镍、钒的含量，以表示以mg/kg表示。抗重金属污染性能04知识点3：催化裂化催化剂的使用性能为保证催化剂在流化床中有良好的流化状态，要求催化剂有适宜的粒径或筛分组成。工业用微球催化剂颗粒直径一般在20～80之间。我国用磨损指数来评价微球催化剂的机械强度。流化性能和抗磨性能05知识点3：催化裂化催化剂的使用性能密度06真实密度：颗粒的质量与骨架实体所占体积之比1颗粒密度：把微孔体积计算在内的单个颗粒的密度2堆积密度：

催化剂堆积时包括微孔体积和颗粒间的孔隙体

积的密度3石油和化学工程系项目四：催化裂化任务五：催化裂化催催化剂的失活与再生12催化裂化催化剂的失活催化裂化催化剂的再生知识点01催化裂化催化剂的失活在反应—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。裂化催化剂的失活原因主要有三：知识点1：催化裂化催化剂的失活水热失活结焦失活毒物引起的失活知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点在高温，特别是有水蒸气存在的条件下裂化催化剂的表面结构发生变化，比表面积减小、孔容积减小，分子筛的晶体结构破坏，导致催化剂的活性和选择性下降。水热失活01知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点无定型硅酸铝催化剂的热稳定性较差，当温度高于650℃时失活就很快。分子筛催化剂的热稳定性比无定型硅酸铝的要高很多，在高于800℃时，许多分子筛就已开始有明显的晶体破坏现象发生。在工业生产中，对分子筛催化剂，一般在＜650℃时催化剂失活很慢，在＜720℃时失活并不严重，但当温度＞730℃时失活问题就比较突出了。

水热失活01知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催化剂上的活性中心，使催化剂的活性和选择性下降。工业催化裂化所产生的焦炭可认为包括四类焦炭。结焦失活02知识点1：催化裂化催化剂的失活烃类在催化剂活性中心上反应时生成的焦炭。其

氢碳比较低（H/C

原子比约0.4）。催化焦随反

应转化率的增大而增加。催化焦1原料中的焦炭前身物（主要是稠环芳烃）在催化

剂表面上吸附、经缩合反应产生的焦。附加焦与

原料的残炭值、转化率及操作方式（如回炼方式）

等因素有关。附加焦2知识点1：催化裂化催化剂的失活也称剂油比焦，因在汽提段汽提不完全而残留在

催化剂上的重质烃类，其氢碳比较高。可汽提焦

的量与汽提段的汽提效率、催化剂的孔结构状况

等因素有关。可汽提焦3由于重金属沉积在催化剂表面上，促进了脱氢和

缩合反应而产生的焦。污染焦的量与催化剂上的

金属沉积量、沉积金属的类型及催化剂的抗污染

能力等因素有关。污染焦4知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点裂化催化剂的毒物主要是某些金属（铁、镍、铜、钒等重金属及钠）和碱性氮化合物。毒物引起的失活03知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点

重金属在裂化催化剂上的沉积会降低催化剂的活性和选择性，其中以镍和钒的影响最为重要。

在催化裂化反应条件下，镍起着脱氢催化剂的作用，使催化剂的选择性变差，其结果是焦炭产率增大，液体产品产率下降，产品的不饱和度增高，气体中的氢含量增大；钒会破坏分子筛的晶体并使催化剂的活性下降。知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点

钠会中和酸性中心而降低催化剂的活性，而且会降低催化剂结构的熔点，使之在再生温度条件下发生熔化现象，把分子筛和基质一同破坏。

碱性氮化合物对裂化催化剂也是毒物，它会使催化剂的活性和选择性降低。碱性氮化合物的毒害作用的大小除了与总碱氮含量有关外，还与其分子结构有关。

02催化裂化催化剂的再生知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点催化剂失活后，可以通过再生而恢复由于结焦而丧失的活性，但不能恢复由于结构变化及金属污染引起的失活。催化剂再生反应就是用空气中的氧烧去沉积的焦炭。再生反应的产物是CO2、CO和H2O。《石油炼制》《石油炼制》知识点2：催化裂化催化剂的再生1.再生反应和再生反应热再生反应的热效应与焦炭的组成(H/C)及再生烟气中的CO2/CO比值

有关，一般CO2/CO=1.1～1.3a再生反应是强放热反应，热效应相当大，足以提供本装置热平衡所需

要的热量b通常在计算再生热时，是根据元素碳和元素氢的燃烧发热值并结合焦

炭的H/C以及烟气中的CO2/CO来计算再生反应热，此计算值为再生

反应的总热效应c这种计算方法实际上是把焦炭看成是碳和氢的混合物，实际计算中还须从总热效应中扣除某一个数值以对燃烧热作出修正《石油炼制》《石油炼制》知识点2：催化裂化催化剂的再生2.元素氢和元素碳的燃烧热如下知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点

裂化催化剂在反应器和再生器之间不断地进行循环，通常在离开反应器时催化剂（待生催化剂）上含炭约1%，须在再生器内烧去积炭以恢复催化剂的活性。

对无定型硅酸铝催化剂，要求再生剂的含碳量降至0.5%以下，对分子筛催化剂则一般要求降至0.2%以下，而对超稳Y分子筛催化剂则甚至要求降至0.05%以下。

对一个催化裂化装置来说，裂化催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力，因此，在研究催化裂化时必须十分重视催化剂的再生问题。

知识点1：催化裂化催化剂的分类及特点催化剂再生反应就是用空气中的氧烧去沉积的焦炭。再生反应的产物是

CO2、CO和H2O。一般情况下，再生烟气中的

CO2/CO的比值在

1.1~1.3。在高温再生或使用

CO

助燃剂时，此比值可以提高，甚至可使烟气中的

CO

几乎全部转化为

CO2。再生烟气中还含有

SOx（SO2、SO3）和

NOx（NO、NO2）。由于焦炭本身是许多种化合物的混合物，主要是由碳和氢组成。石油和化学工程系项目四：催化裂化任务六：催化裂化反应-再生系统工艺流程1反应-再生系统工艺流程知识点2反应-再生系统的控制手段01反应-再生系统工艺流程知识点1：反应-再生系统工艺流程知识点1：反应-再生系统工艺流程保证催化剂在两器间按正常流向循环以及再生器有好的流化状态是催化裂化装置的技术关键反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体再生烟气温度很高，流量大，应回收再生烟气的化学能和热能在生产过程中，催化剂会有损失和失活，为了维持系统内催化剂的藏量和活性，需定期向系统内补充或置换催化剂说明02反应-再生系统的控制手段知识点2：反应-再生系统的控制手段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

1知识点2：反应-再生系统的控制手段以两器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号，由双动滑阀控制再生器顶部压力2知识点2：反应-再生系统的控制手段由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节催化剂循环量；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3知识点2：反应-再生系统的控制手段根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），以控制烟气中的氧含量（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧4知识点2：反应-再生系统的控制手段5反应器进料低流量自保设有多种自保系统AB主风机出口低流量自保C主风机出口压力下限自保E双动滑阀安全自停保护等。自保系统的作用是当发生流化失常时立即自动采取某些措施以免发生事故D两器差压自保石油和化学工程系项目四：催化裂化任务七：分馏系统工艺流程1分馏系统工艺流程知识点2分馏塔的特点01分馏系统工艺流程知识点1：分馏系统工艺流程过热油气460～480

℃02分馏塔的特点知识点2：分馏塔的特点过热油气进料。分馏塔的进料是由沉降器来的460～480℃的过热油气，并夹带有少量催化剂细粉。为了创造分馏的条件，必须先把过热油气冷至饱和状态并洗去夹带的催化剂细粉，以免在分馏时堵塞塔盘。为此，在分馏塔下部没有脱过热段，其中装有人字挡板，由塔底抽出油浆经换热、冷却后返回挡板上方与向上的油气逆流接触换热，达到冲洗粉尘和脱过热的目的。01A知识点2：分馏塔的特点由于全塔剩余热量多（由高温油气带入），催化裂化产品的分馏精确度要求也不高，为了保证全塔气液负荷不过于悬殊，并回收高温位热量，除了塔底设置油浆循环取热外，还设置了中段循环回流分段取热。02B知识点2：分馏塔的特点03C塔顶采用循环回流，而不用冷回流主要原因进入分馏塔的油气中含有大量惰性气和不凝气，若采用冷回流会影响传热效果或加大塔顶冷凝器的负荷采用循环回流可减少塔顶流出的油气量，从而降低分馏塔顶至气压机入口的压力降，使气压机入口压力提高，可降低气压机的动力消耗采用顶循环回流可回收一部分热量石油和化学工程系项目四：催化裂化任务八：吸收稳定系统的工艺流程目录1吸收稳定的目的知识点2吸收稳定系统的工艺流程01吸收稳定的目的知识点1：吸收稳定的目的同时将混入汽油中的少量气体烃分出B将来自分馏部分的催化富气中C2以下组分（干气）与C3、C4组分（液化气）分离以便分别利用A以降低汽油的蒸气压，保证符合商品规格C吸收稳定系统的目的02吸收稳定系统的工艺流程知识点2：吸收稳定系统的工艺流程吸收稳定系统的工艺流程图石油和化学工程系项目四：催化裂化任务九：催化裂化的主要设备目录1三器知识点2三阀3三机01三器知识点1：三器沉降器02提升管反应器01再生器03三器知识点1：三器提升管反应器是催化裂化反应进行的场所，是催化裂化装置的关键设备之一。常见的提升管反应器型式有两种，即直管式和折叠式。前者多用于高低并列式提升管催化裂化装置，后者多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。右图是直管式提升管反应器及沉降器示意图。提升管反应器01

进料口以下的一段称预提升段，其作用是：由提升管底部吹入水蒸气（称预提升蒸汽），使出再生斜管的再生催化剂加速，以保证催化剂与原料油相遇时均匀接触。这种作用叫预提升。

知识点1：三器提升管反应器01

为使油气在离开提升管后立即终止反应，提升管出口均设有快速分离装置，其作用是使油气与大部分催化剂迅速分开。快速分离器的类型很多，常用的有：伞帽型、倒L型、T型、粗旋风分离器、弹射快速分离器和垂直齿缝式快速分离器。知识点1：三器提升管反应器01

沉降器是用碳钢焊制成的圆筒形设备，上段为沉降段，下段是汽提段。沉降段内装有数组旋风分离器，顶部是集气室并开有油气出口。沉降器的作用是使来自提升管的油气和催化剂分离，油气经旋风分离器分出所夹带的催化剂后经集气室去分馏系统；由提升管快速分离器出来的催化剂靠重力在沉降器中向下沉降落入汽提段。

汽提段内设有数层人字型挡板和蒸汽吹入口，其作用是将催化剂夹带的油气用过热水蒸气吹出（汽提），并返回沉降段，以便减油气损失和减小再生器的负荷。

知识点1：三器沉降器02

沉降器多采用直筒形，直径大小根据气体（油气、水蒸气）流率及线速度决定，沉降段线速一般不超过0.5～0.6米/秒。沉降段高度由旋风分离器料舱压力平衡所需料腿长度和所需沉降高度确定，通常为9～12米。汽提段的尺寸一般由催化剂循环量以及催化剂在汽提段的停留时间决定，停留时间一般是1.5～3分钟。知识点1：三器沉降器02再生器是催化裂化装置的重要工艺设备，其作用是为催化剂再生提供场所和条件。它的结构形式和操作状况直接影响烧焦能力和催化剂损耗。再生器是决定整个装置处理能力的关键设备。右图是常规再生器的结构示意图。

再生器由筒体和内部构件组成。

知识点1：三器再生器03再生器简体是由碳钢焊接而成的，由于经常处于高温和受催化剂颗粒冲刷，因此筒体内壁敷设一层隔热、耐磨衬里以保护设备材质。筒体上部为稀相段，下部为密相段，中间变径处通常叫过渡段。

知识点1：三器01筒体密相段是待生催化剂进行流化和再生反应的主要场所。在主风的作用下，待生催化剂在这里形成密相流化床层，密相床层气体线速度一般为0.6～1.0米／秒，采用较低气速叫低速床，采用较高气速称为高速床。密相段直径大小通常由烧焦所能产生的湿烟气量和气体线速度确定，密相段高度一般由催化剂藏量和密相段催化剂密度确定，一般为6～7米。

知识点1：三器密相段A稀相段实际上是催化剂的沉降段。为使催化剂易于沉降，稀相段气体线速度不能太高，要求不大于0.6～0.7米／秒，因此稀相段直径通常大于密相段直径。稀相段高度应由沉降要求和旋风分离器料腿长度要求确定，适宜的稀相段高度是9～11米。知识点1：三器稀相段B右图是旋风分离器示意图。旋风分离器由内圆柱筒、外圆柱筒、圆锥筒以及灰斗组成。灰斗下端与料腿连，料腿出口装有翼阀。

旋风分离器是气固分离并回收催化剂的设备，它的操作状况好坏直接影响催化剂耗量的大小，是催化裂化装置中非常关键的设备。知识点1：三器02旋风分离器

旋风分离器的作用原理都是相同的，携带催化剂颗粒的气流以很高的速度（15～25米/秒）从切线方向进入旋风分离器，并沿内外圆柱筒间的环形通道作旋转运动，使固体颗粒产生离心力，造成气固分离的条件，颗粒沿锥体下转进入灰斗，气体从内圆柱筒排出。灰斗、料腿和翼阀都是旋风分离器的组成部分。灰斗的作用是脱气，即防止气体被催化剂带入料腿；

知识点1：三器02旋风分离器

料腿的作用回收的催化剂输送回床层，为此，料腿内催化剂应具有一定的料面高度以保证催化剂顺利下流，这也就是要求一定料腿长度的原因；翼阀的作用是密封，即允许催化剂流出而阻止气体倒窜。

知识点1：三器02旋风分离器

主风分布管是再生器的空气分配器，作用是使进入再生器的空气均匀分布，防止气流趋向中心部位，以形成良好的流化状态，保证气固均匀接触，强化再生反应。辅助燃烧室是一个特殊形式的加热炉，设在再生器下面（可与再生器连为一体，也可分开设置），其作用是开工时用以加热主风使再生器升温，紧急停工时维持一定的降温速度，正常生产时辅助燃烧室只作为主风的通道。

.知识点1：三器03主风分布管和辅助燃烧室02三阀知识点2：三阀双动滑阀02单动滑阀01塞阀03三阀单动滑阀用于床层反应器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化装置。其作用是：正常操作时用来调节催化剂在两器间的循环量，出现重大事故时用以切断再生器与反应沉降器之间的联系，以防造成更大事故。运转中，滑阀的正常开度为40%～60％

知识点2：三阀单动滑阀01

双动滑阀是一种两块阀板双向动作的超灵敏调节阀，安装在再生器出口管线上（烟囱），其作用是调节再生器的压力，使之与反应沉降器保持一定的压差。设计滑阀时，两块阀板都留有一缺口，即使滑阀全关时，中心仍有一定大小的通道，这样可避免再生器超压。

知识点2：三阀双动滑阀02在同轴式催化裂化装置利用塞阀调节催化剂的循环量，塞阀有待生管塞阀和再生管塞阀两种，它们的阀体结构和自动控制部分完全相同，但阀体部分连接部位及尺寸略有不同。结构主要由阀体部分、传动部分、定位及阀位变送部分和补偿弹簧箱组成。知识点2：三阀塞阀03磨损均匀而且较少高温下承受强烈磨损的部件少安装位置较低，操作维修方便知识点2：三阀塞阀比滑阀具有优点03三机知识点3：三机气压机02主风机01增压机03三机

主风机是将空气加压后（称主风）供给再生器烧焦，并使再生器的催化剂流化；气压机是用以压缩富气至一定的压力然后送往吸收塔；在同高并列式催化裂化装置中，增压机将一部分主风再提压后（称增压风）送入待生U型管，由于单动滑阀通常处于全开位置，用增压风流量调节催化剂的循环量。在高低并列式或同轴式催化裂化装置中，催化剂的循环量是由单动滑阀或塞阀控制的，一般就不用增压机。

知识点3：三机石油和化学工程系项目四：催化裂化任务十：催化裂化操作条件分析目录1影响因素分析知识点2三大平衡01催化裂化反应操作影响因素分析知识点1：影响因素分析反应温度是生产中的主要调节参数，也是对产品产率和质量影响最灵敏的参数。一方面，反应温度高则反应速度增大。催化裂化反应的活化能比热裂化活化能低，而反应速度常数的温度系数，热裂化比催化裂化高，因此，当反应温度升高时，热裂化反应的速度提高比较快，当温度高于500℃时，热裂化趋于重要，产品中出现热裂化产品的特征（气体中C1、C2多，产品的不饱和度上升）。但是，即使这样高的温度，催化裂化的反应仍占主导地位。另一方面，反应温度可以通过对各类反应速率大小来影响产品的分布和质量。反应温度01装置中反应温度以沉降器出口温度为标准，但同时也要参考提升管中下部温度的变化。直接影响反应温度的主要因素是再生温度或再生催化剂进入反应器的温度、催化剂循环量和原料预热温度。在提升管装置中主要是用再生单动滑阀开度来调节催化剂的循环量，从而调节反应温度，其实质是通过改变剂油比调节焦炭产率而达到调节装置热平衡的目的。

知识点1：影响因素分析反应温度01反应压力是指反应器内的油气分压，油气分压提高意味着反应物浓度提高，因而反应速度加快，同时生焦的反应速度也相应提高。虽然压力对反应速度影响较大，但是在操作中压力一般是固定不变的，因而压力不作为调节操作的变量，工业装置中一般采用的压力约0.1～0.3Mpa。应当指出，催化裂化装置的操作压力主要不是由反应系统决定的，而是由反应器与再生器之间的压力平衡决定的。一般来说，对于给定大小的设备，提高压力是增加装置处理能力的主要手段。

知识点1：影响因素分析反应压力02

剂油比是单位时间内进入反应器的催化剂量（即催化剂循环量）与总进料量之比。剂油比反映了单位催化剂上有多少原料进行反应并在其上积炭。因此，提高剂油比，则催化剂上积炭少，催化剂活性下降小，转化率增加。但催化剂循环量过高将降低再生效果。在实际操作中剂油比是一个因变参数，一切引起反应温度变化的因素，都会相应地引起剂油比的改变。改变剂油比最灵敏的方法是调节再生催化剂的温度和调节原料预热温度。

知识点1：影响因素分析剂油比（C/O）03

分子筛催化剂不仅能很快裂化高分子原料，也能很快裂化低分子原料。因此，使用分子筛催化剂对增产汽油比较有利，此外，分子筛催化剂对芳烃的裂化速度较慢，对烷烃和环烷烃的