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1、催化裂化工艺培训催化裂化工艺培训第1页，本讲稿共24页概述概述q催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油柴油催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油柴油等轻质油品的生产中占有重要地位。等轻质油品的生产中占有重要地位。q催化裂化工艺流程一般分为三个部分：反应再生系统、催化裂化工艺流程一般分为三个部分：反应再生系统、分馏系统、吸收稳定系统。分馏系统、吸收稳定系统。q最早的催化裂化装置出现于最早的催化裂化装置出现于19361936年。最先在工业上采用的年。最先在工业上采用的反应器是固定床反应器。结构复杂、生产连续性差。反应器是固定床反应器。结构复杂、生产连续性差。2 2第2页，本讲稿共2
2、4页概述概述q4040年代初，移动床催化裂化和流化床催化裂化几乎同时发年代初，移动床催化裂化和流化床催化裂化几乎同时发展起来。生产连续、产品质量稳定、设备简化。展起来。生产连续、产品质量稳定、设备简化。q催化剂在催化裂化发展中起着重要作用。催化剂的发展主催化剂在催化裂化发展中起着重要作用。催化剂的发展主要经历了活性白土、硅酸铝、分子筛等几个阶段。催化剂要经历了活性白土、硅酸铝、分子筛等几个阶段。催化剂的活性、选择性的提高以及稳定性的增强，促进了催化装的活性、选择性的提高以及稳定性的增强，促进了催化装置流程设备的革新和提升管技术的发展，还促进了再生技置流程设备的革新和提升管技术的发展，还促进了再
3、生技术的迅速发展。术的迅速发展。3 3第3页，本讲稿共24页原料及产品原料及产品q原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分油（原料：重质馏分油，主要是直馏减压馏分油（VGOVGO），也包），也包括焦化重馏分油（括焦化重馏分油（CGOCGO，通常须加氢精制），通常须加氢精制）,原料重要质量原料重要质量指标有密度、残碳、硫含量、氮含量、重金属含量等。指标有密度、残碳、硫含量、氮含量、重金属含量等。q产品：气体（产品：气体（10102020）、催化汽油（）、催化汽油（30306060）研究法）研究法辛烷值约在辛烷值约在80809090，安定性也较好、催化柴油（，安定性也较好、催化柴油（0 04040含含
4、有较多芳烃，十六烷值低，安定性较差）、重质油（回炼有较多芳烃，十六烷值低，安定性较差）、重质油（回炼油）及焦炭（油）及焦炭（5 57 7，结焦在催化剂表面，只能用空气烧，结焦在催化剂表面，只能用空气烧去不能作为产品分离）。去不能作为产品分离）。4 4第4页，本讲稿共24页原料及产品原料及产品q催化裂化气体中富含烯烃，是宝贵的化工原料和合成高辛催化裂化气体中富含烯烃，是宝贵的化工原料和合成高辛烷值汽油的原料。如丁烯与异丁烷可合成高辛烷值汽油，烷值汽油的原料。如丁烯与异丁烷可合成高辛烷值汽油，一定西可合成高辛烷值组分一定西可合成高辛烷值组分MTBEMTBE等，丙烯作为聚丙烯和聚等，丙烯作为聚丙烯和
5、聚丙烯氰的原料，干气中乙烯可合成苯乙烯等。丙烯氰的原料，干气中乙烯可合成苯乙烯等。q从催化裂化的原料和产品也能看出，催化裂化过程在炼油从催化裂化的原料和产品也能看出，催化裂化过程在炼油工业以致国民经济中占有重要地位。工业以致国民经济中占有重要地位。5 5第5页，本讲稿共24页反应原理反应原理q烷烃：主要发生分解反应，分解成较小的烷烃和烯烃。烷烃：主要发生分解反应，分解成较小的烷烃和烯烃。q烯烃：烯烃：1 1、分解反应，分解速率高于烷烃、分解反应，分解速率高于烷烃 2 2、异构化反应：正构异构、双健向中间转移、异构化反应：正构异构、双健向中间转移 3 3、氢转移反应：环烷烃或环烷芳烃脱氢变稠环芳
6、、氢转移反应：环烷烃或环烷芳烃脱氢变稠环芳 烃、烯烃脱氢变二烯烃，另一些烯烃加氢饱和烃、烯烃脱氢变二烯烃，另一些烯烃加氢饱和 ，转化为烷烃。，转化为烷烃。4 4、芳构化反应：烯烃环化并脱氢生成芳烃、芳构化反应：烯烃环化并脱氢生成芳烃6 6第6页，本讲稿共24页反应原理反应原理q环烷烃：环烷烃的环可断链生成烯烃，烯烃再进行上述反环烷烃：环烷烃的环可断链生成烯烃，烯烃再进行上述反应。若环烷烃侧链较长，也会断裂。环烷烃也会通过氢转应。若环烷烃侧链较长，也会断裂。环烷烃也会通过氢转移转化为芳烃。移转化为芳烃。q芳香烃：芳核稳定，主要是连接芳核的侧链断裂生成小分芳香烃：芳核稳定，主要是连接芳核的侧链断裂
7、生成小分子烯烃。多环芳烃裂化速率很低，主要还是发生缩合反应子烯烃。多环芳烃裂化速率很低，主要还是发生缩合反应生成稠环芳烃。生成稠环芳烃。7 7第7页，本讲稿共24页催化剂催化剂q催化剂作用：降低异构化、氢转移反应反应活化能从而提催化剂作用：降低异构化、氢转移反应反应活化能从而提高速率，使汽油产品的辛烷值增高，安定性提高。高速率，使汽油产品的辛烷值增高，安定性提高。q催化剂组成及结构：主要活性成分为硅酸铝。天然活性白催化剂组成及结构：主要活性成分为硅酸铝。天然活性白土和人工合成硅酸铝都是无定型硅酸铝，分子筛催化剂是土和人工合成硅酸铝都是无定型硅酸铝，分子筛催化剂是具有固顶晶格结构的硅酸铝盐，具有
8、稳定均以的孔结构。具有固顶晶格结构的硅酸铝盐，具有稳定均以的孔结构。分子筛根据晶体结构不同分为不同的类型，用于催化裂化分子筛根据晶体结构不同分为不同的类型，用于催化裂化的分子筛主要是的分子筛主要是Y Y型分子筛。型分子筛。8 8第8页，本讲稿共24页催化剂催化剂q催化剂性能：活性、稳定性（催化剂再生）催化剂性能：活性、稳定性（催化剂再生）选择性（汽油产率）选择性（汽油产率）密度（真实密度、颗粒密度、堆积密度）密度（真实密度、颗粒密度、堆积密度）筛分组成、机械强度（保证良好流化状态）筛分组成、机械强度（保证良好流化状态）q催化裂化分子筛种类：催化裂化分子筛种类：REYREY型催化剂（抗重金属能力
9、较强）、型催化剂（抗重金属能力较强）、USYUSY型催化剂（焦炭选择性优，轻油收率高）、型催化剂（焦炭选择性优，轻油收率高）、REHYREHY型催化型催化剂（轻油收率高）剂（轻油收率高）q催化剂失活：水热失活、结焦失活、催化剂中毒催化剂失活：水热失活、结焦失活、催化剂中毒 9 9第9页，本讲稿共24页反应装置反应装置再生烟气空气反应产物原料油a.固定床空气原料油空气烟气再生催化剂待生催化剂再生器反应器b.流化床原料油反应产物空气烟气空气空气水蒸气再生催化剂待生催化剂再生器反应器c.移动床反应产物提升管反应器原料油水蒸气空气烟气沉降器再生剂待生剂d.提升管再生器1010第10页，本讲稿共24页反
10、应原则流程反应原则流程FTFTFIQ-20204FIQ-20201原料油自加氢装置来原料油自罐区来D-201原料油缓冲罐D-203回炼油罐1103-TI-20201322322201917321E-202AJA-201AJE-215AJD-201分馏塔顶油气分离器K-301富气压缩机12P-218A/BP-202A/BC-202A轻柴油汽提轻柴油汽提塔塔C-202 B轻柴油汽提轻柴油汽提塔塔P-204ACE-204A/BTI-20803FIQ-20806P-201A/BE-201ADP-207A/BP-208A/BE-207 AD油浆出装置油浆紧急放空出装置轻柴油去罐区轻柴油去加氢装置FIQ-
11、20601TI-20605E-207D-309气压机级间凝液罐A-301ADE-307P-306A/BD-301气压机出口冷凝罐C-101反应沉降器14136P-303A/BC-301吸收塔C-302脱吸塔40127150C-304稳定塔E-302A/BE-303 A/BE-304A/BE-305A/BA-302ADE-308A/BFIQ-30302稳定汽油去双脱装置P-304 A/BE-301 AE-301B30251干气至双脱1103-C-303再吸收塔D-302稳定塔顶回流罐FIQ-30404液化气至双脱FIQ-30403FTE-2091111第11页，本讲稿共24页上下游关系上下游关系
12、q催化裂化装置属于重质油轻质化装置，目的是将减压馏分催化裂化装置属于重质油轻质化装置，目的是将减压馏分转化为轻质油。转化为轻质油。q其上游装置为蜡油加氢装置，对减压装置的蜡油馏分进行其上游装置为蜡油加氢装置，对减压装置的蜡油馏分进行加氢处理后，进入催化裂化装置。加氢处理后，进入催化裂化装置。q其下游装置为油品改质及精制装置，提高油品质量以达到其下游装置为油品改质及精制装置，提高油品质量以达到产品质量指标的要求。产品质量指标的要求。1212第12页，本讲稿共24页操作条件操作条件反应器部分：反应器部分：进料预热炉温度：约进料预热炉温度：约200左右左右提升管反应器温度提升管反应器温度：约：约50
13、0 500，反应停留时间，反应停留时间1 12 2秒秒沉降器压力：约沉降器压力：约0.25MPa0.25MPa烧焦罐温度：约烧焦罐温度：约700 700 再生器压力：约再生器压力：约0.25MPa0.25MPa分馏塔部分：塔底温度约分馏塔部分：塔底温度约360 360 左右、塔顶温度约左右、塔顶温度约120 120 左右、分馏塔压力约左右、分馏塔压力约0.23MPa0.23MPa吸收塔、再吸收塔、稳定塔：塔底温度、塔顶温度、塔压力吸收塔、再吸收塔、稳定塔：塔底温度、塔顶温度、塔压力1313第13页，本讲稿共24页公用工程公用工程(1)(1)电电本装置的使用电压等级分为本装置的使用电压等级分为1
14、0KV10KV、6KV6KV、380V380V和和220V220V四个等级，四个等级，总耗电量约总耗电量约8650.74KW8650.74KW。其中主风机使用。其中主风机使用10KV10KV、耗电量约、耗电量约1989KW,1989KW,功率大于功率大于160KW160KW的电机使用的电机使用6KV6KV，如循环热水泵，如循环热水泵 提升管提升管进料泵、粗汽油泵、回炼油泵、油浆泵、吸收塔底泵、增进料泵、粗汽油泵、回炼油泵、油浆泵、吸收塔底泵、增压机组等总耗电量约压机组等总耗电量约3532.5KW3532.5KW，功率小于，功率小于160KW160KW使用使用380V380V，照，照明使用明使用
15、220V220V，380/220380/220共耗电量约共耗电量约3129.24KW3129.24KW。（2 2）水）水新鲜水：新鲜水：进装置新鲜水自系统管网引进，主要用于装置内的生活用水。装进装置新鲜水自系统管网引进，主要用于装置内的生活用水。装置日常生产过程及停工过程的顶油用水使用再生水。置日常生产过程及停工过程的顶油用水使用再生水。1414第14页，本讲稿共24页公用工程公用工程循环水：循环水：本装置循环水用水引自系统，循环水可分为以下几个部分：本装置循环水用水引自系统，循环水可分为以下几个部分：一是工艺物料冷却用水，是装置循环水的主要用水部分。一是工艺物料冷却用水，是装置循环水的主要用
16、水部分。二是机组用水。主要包括主风机组、备用主风机组、富气二是机组用水。主要包括主风机组、备用主风机组、富气压缩机组、增压机组的润滑油冷却水，主风机、备用主风压缩机组、增压机组的润滑油冷却水，主风机、备用主风机的主电机冷却水，烟机机座冷却水，气压机组的汽轮机机的主电机冷却水，烟机机座冷却水，气压机组的汽轮机汽封冷却器用水，滑阀控制柜冷却水。三是水封罐水封用汽封冷却器用水，滑阀控制柜冷却水。三是水封罐水封用水，主要包括烟机出口水封罐、烟气旁路放空水封罐、余水，主要包括烟机出口水封罐、烟气旁路放空水封罐、余热锅炉入口烟气水封罐用水，及热工系统排污冷却水。四热锅炉入口烟气水封罐用水，及热工系统排污冷
17、却水。四是机泵冷却水。主要包括各热油泵的机座冷却水，机泵端是机泵冷却水。主要包括各热油泵的机座冷却水，机泵端面冷却水等。五是采样冷却水：主要包括装置内各热油采面冷却水等。五是采样冷却水：主要包括装置内各热油采样器，热工系统的炉水及蒸汽采样器等。样器，热工系统的炉水及蒸汽采样器等。1515第15页，本讲稿共24页公用工程公用工程除氧水：除氧水：本装置所用除氧水分为两个等级。高压除氧水进装置锅炉本装置所用除氧水分为两个等级。高压除氧水进装置锅炉作为生产蒸气的汽包给水。另外，用于调节余锅过热蒸汽作为生产蒸气的汽包给水。另外，用于调节余锅过热蒸汽温度及减温减压器的降温除氧水，则由进装置的高压除盐温度及
18、减温减压器的降温除氧水，则由进装置的高压除盐水总管上直接引出。低压除氧水由系统除氧水站提供，进水总管上直接引出。低压除氧水由系统除氧水站提供，进装置后主要用于换热水系统的补充水。装置后主要用于换热水系统的补充水。1616第16页，本讲稿共24页公用工程公用工程除盐水：除盐水：自系统管网引进的除盐水主要用于滑阀控制柜的冷却水及自系统管网引进的除盐水主要用于滑阀控制柜的冷却水及特殊情况下富气水洗水的补充水。特殊情况下富气水洗水的补充水。伴热水由系统热水站引进，主要用于装置分馏塔顶油气分伴热水由系统热水站引进，主要用于装置分馏塔顶油气分离罐脱水包、气压机出口油气分离器脱水包、稳定塔顶回离罐脱水包、气
19、压机出口油气分离器脱水包、稳定塔顶回流罐脱水包、火炬气分液罐脱液包及各滑阀控制柜的伴热，流罐脱水包、火炬气分液罐脱液包及各滑阀控制柜的伴热，冷却后的伴热水自流回热水站。冷却后的伴热水自流回热水站。水洗流程：水洗流程：为了减少结垢与腐蚀，本装置设了水洗流程，富气水洗水为了减少结垢与腐蚀，本装置设了水洗流程，富气水洗水来自上游酸性水汽提装置的净化污水，也可使用除盐水管来自上游酸性水汽提装置的净化污水，也可使用除盐水管网来的除盐水网来的除盐水1717第17页，本讲稿共24页公用工程公用工程 （3 3）蒸汽）蒸汽 全装置设有两个等级的蒸汽：全装置设有两个等级的蒸汽：3.5MPa3.5MPa蒸汽和蒸汽和
20、1.0MPa1.0MPa蒸汽。蒸汽。正常生产期间的自产正常生产期间的自产3.5MPa3.5MPa中压蒸汽和中压蒸汽和1.0MPa1.0MPa低压蒸汽均低压蒸汽均高于装置消耗，需分别往全厂蒸汽管网输送。高于装置消耗，需分别往全厂蒸汽管网输送。3.5MPa3.5MPa的过热蒸汽由反再外取热器、分馏循环油浆蒸汽发的过热蒸汽由反再外取热器、分馏循环油浆蒸汽发生器及余热锅炉产生饱和蒸汽，经余热锅炉与高温再生烟生器及余热锅炉产生饱和蒸汽，经余热锅炉与高温再生烟气换热后过热为过热中压蒸汽，一部分供装置内气压机组气换热后过热为过热中压蒸汽，一部分供装置内气压机组的汽轮机使用，其余蒸汽向管网输出。的汽轮机使用，
21、其余蒸汽向管网输出。1818第18页，本讲稿共24页公用工程公用工程 （3 3）蒸汽）蒸汽 1.0MPa1.0MPa蒸汽由汽轮机背压或经设于余热锅炉区域的减温减蒸汽由汽轮机背压或经设于余热锅炉区域的减温减压器产生，供全装置的日常用汽，主要有原料雾化蒸汽、压器产生，供全装置的日常用汽，主要有原料雾化蒸汽、预提升蒸汽、开工提升蒸汽、沉降器汽提蒸汽、沉降器防预提升蒸汽、开工提升蒸汽、沉降器汽提蒸汽、沉降器防焦蒸汽、主风事故蒸汽、松动蒸汽、催化剂罐抽真空蒸汽、焦蒸汽、主风事故蒸汽、松动蒸汽、催化剂罐抽真空蒸汽、烟机轮盘冷却蒸汽、分馏塔底搅拌蒸汽、柴油汽提塔汽提烟机轮盘冷却蒸汽、分馏塔底搅拌蒸汽、柴油汽
22、提塔汽提蒸汽、吹扫蒸汽、伴热蒸汽、服务蒸汽、消防蒸汽等。蒸汽、吹扫蒸汽、伴热蒸汽、服务蒸汽、消防蒸汽等。1919第19页，本讲稿共24页公用工程公用工程 （4 4）风）风 本装置使用的工业风、仪表风取自系统管网，来源于空压本装置使用的工业风、仪表风取自系统管网，来源于空压站，压力不低于站，压力不低于0.5MPa0.5MPa。工业风主要用于管线、设备吹扫，。工业风主要用于管线、设备吹扫，用量用量600 Nm3/h600 Nm3/h。仪表风主要供仪表使用，用量为。仪表风主要供仪表使用，用量为400 400 Nm3/hNm3/h。本装置使用的氮气来源于。本装置使用的氮气来源于0.8MPa0.8MPa
23、的氮气管网。主要的氮气管网。主要用于常压塔顶压缩机、减压塔顶压缩机氮封和轻污油罐压用于常压塔顶压缩机、减压塔顶压缩机氮封和轻污油罐压油，用量为油，用量为32 Nm3/h32 Nm3/h。2020第20页，本讲稿共24页公用工程公用工程 （5 5）燃料气）燃料气 本装置正常期间不使用燃料气，开工烘衬里或吸收稳定系本装置正常期间不使用燃料气，开工烘衬里或吸收稳定系统开工充压用燃料气可从系统瓦斯管网或双脱装置引入，统开工充压用燃料气可从系统瓦斯管网或双脱装置引入，引入的瓦斯先经压控阀（引入的瓦斯先经压控阀（PV-30801PV-30801），再进燃料气分液罐，），再进燃料气分液罐，底部凝液自压至分馏
24、塔顶油气分离罐（底部凝液自压至分馏塔顶油气分离罐（D201D201），顶部脱液），顶部脱液后燃料气送至辅助燃烧室供开工使用，日常生产过程中也后燃料气送至辅助燃烧室供开工使用，日常生产过程中也可将反应系统的仪表反吹介质改为燃料气，以减少干气中可将反应系统的仪表反吹介质改为燃料气，以减少干气中的惰性组份。另外，地下轻污油罐的压油用燃料气也引至的惰性组份。另外，地下轻污油罐的压油用燃料气也引至该分液罐。该分液罐。2121第21页，本讲稿共24页公用工程公用工程（6 6）封油）封油 本装置中存在重油原料、重油泵及重油换热器，为此装置本装置中存在重油原料、重油泵及重油换热器，为此装置设置了封油冲洗油系统
25、。来自装置内的贫吸收油或轻柴油，设置了封油冲洗油系统。来自装置内的贫吸收油或轻柴油，分为四路：分为四路：q第一路经操作阀组直接返回第一路经操作阀组直接返回D205D205；q第二路用于重油的置换顶油；第二路用于重油的置换顶油；q第三路用于重油泵的置换顶油；第三路用于重油泵的置换顶油；q第四路：反再系统做燃烧油；第四路：反再系统做燃烧油；2222第22页，本讲稿共24页公用工程公用工程（6 6）封油）封油q分馏塔、回炼油罐、原料油罐等部位，做为重油设备的分馏塔、回炼油罐、原料油罐等部位，做为重油设备的仪表冲洗油；仪表冲洗油；q提升管进料泵、提升管进料泵、二中二中回炼油泵、油浆泵及回炼油泵、油浆泵
26、及一中一中泵做机泵泵做机泵封油。封油。q系统压力调节阀（系统压力调节阀（PIC-30501PIC-30501）设在封油线上，经压控阀）设在封油线上，经压控阀返回的封油先经封油冷却器（返回的封油先经封油冷却器（E-211E-211）冷却后返回封油罐，）冷却后返回封油罐，以控制封油温度。以控制封油温度。q另外，在封油线上设有至分馏一中回流进塔线间的跨线，另外，在封油线上设有至分馏一中回流进塔线间的跨线，用于封油系统的柴油置换。用于封油系统的柴油置换。2323第23页，本讲稿共24页公用工程公用工程（7 7）污油废气排放系统）污油废气排放系统 本装置采取密闭排污方式，装置内相关静设备、动设备、仪本装
27、置采取密闭排污方式，装置内相关静设备、动设备、仪表调节阀的低点导淋及采样残油均分别接到装置内设置的地表调节阀的低点导淋及采样残油均分别接到装置内设置的地下轻污油罐（下轻污油罐（D-305AD-305A）和地下重污油罐（）和地下重污油罐（D-305BD-305B）。）。本装置火炬放空气体来自富气压缩机出入口放空、吸收稳定本装置火炬放空气体来自富气压缩机出入口放空、吸收稳定轻油泵泄压、吸收稳定系统各塔安全阀泄放、分馏塔顶安全轻油泵泄压、吸收稳定系统各塔安全阀泄放、分馏塔顶安全阀泄放、瓦斯分液罐阀泄放、瓦斯分液罐D204D204安全阀泄放、地下轻污油罐泄放、安全阀泄放、地下轻污油罐泄放、酸性水罐酸性水罐D206D206泄放等，分离的凝液由凝缩油泵抽出后，送至泄放等，分离的凝液由凝缩油泵抽出后，送至分馏塔顶油气分离罐回收或经轻污油线送至罐区。分馏塔顶油气分离罐回收或经轻污油线送至罐区。2424第24页，本讲稿共24页