煉油工藝學(xué)課件

緒論2024-1-18

石油是什麼？石油（Petroleum）是一種從地下深處開(kāi)采出來(lái)的呈黃色、褐色甚至黑色的可燃性粘稠液體，常與天然氣共存（從石油的外觀、來(lái)源、最基本特性）石油是由遠(yuǎn)古海洋或湖泊中的生物在地下經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地球化學(xué)演化而形成的烴類(lèi)和非烴類(lèi)的複雜混合物（從地球化學(xué)角度）石油工業(yè)經(jīng)過(guò)100多年發(fā)展以後，對(duì)“石油”才有了比較科學(xué)的命名（1983年，第11屆世界石油大會(huì)）2024-1-18

石油是什麼？1983年第11屆世界石油大會(huì)正式提出對(duì)石油、原油、天然氣等名詞的定義：石油(Petroleum)：指氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的烴類(lèi)混合物，具有天然性狀原油(CrudeOil)：指石油的基本類(lèi)型，常壓下呈液態(tài)，其中也包括一些液態(tài)非烴類(lèi)組分（天然的液態(tài)烴類(lèi)混合物）天然氣(NaturalGas)：指石油的主要類(lèi)型，常溫常壓下呈氣態(tài)，在地層條件下溶解於原油中2024-1-18

因此，石油這一概念實(shí)際上包括了人們習(xí)慣上所說(shuō)的原油、天然氣、伴生氣、凝析油等何謂石油煉製？石油煉製是我國(guó)石油化學(xué)工業(yè)的組成之一2024-1-18石油化學(xué)工業(yè)

石油煉製以石油為原料生產(chǎn)各種石油產(chǎn)品

石油化工以乙烯、丙烯為原料生產(chǎn)三大合成材料及基本有機(jī)原料石油煉製工業(yè)（煉油工業(yè)）

原油2024-1-18石油產(chǎn)品一次加工(原油蒸餾)二次加工(催化、加氫、重整等)三次加工(烷基化、異構(gòu)化、醚化等)油品調(diào)合或精製產(chǎn)品分類(lèi)燃料潤(rùn)滑油及相關(guān)產(chǎn)品蠟瀝青石油焦溶劑及化工原料占80%課程主要內(nèi)容石油、石油餾分及石油產(chǎn)品的化學(xué)組成和物理性質(zhì)主要石油產(chǎn)品的品質(zhì)要求及主要使用性能我國(guó)主要原油特性及其加工方向原油蒸餾過(guò)程的基本原理、工藝流程、工藝計(jì)算，主要操作因數(shù)及其確定方法催化裂化、催化加氫、催化重整等工藝過(guò)程的基本原理、工藝流程、工藝計(jì)算，主要影響因數(shù)分析以及催化劑和催化作用烷基化、醚化、異構(gòu)化（氣體加工）等工藝過(guò)程的基本原理2024-1-18“石油加工業(yè)”前景如何？*衡量一門(mén)工業(yè)發(fā)展的尺度評(píng)價(jià)一個(gè)工業(yè)前途的標(biāo)誌？在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位作用如何？增長(zhǎng)速度和發(fā)展趨勢(shì)怎樣？對(duì)人類(lèi)社會(huì)的貢獻(xiàn)有多大？“石油加工業(yè)”前景如何？*石油工業(yè)是19世紀(jì)的產(chǎn)物、20世紀(jì)的奇跡、當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，石油被人們視為關(guān)係到一個(gè)國(guó)家國(guó)計(jì)民生及國(guó)家安全的特殊商品-即戰(zhàn)略物資石油的開(kāi)發(fā)、加工和利用，在相當(dāng)程度上改變了世界的政治、經(jīng)濟(jì)格局，也改變了人們的生活和工作方式，推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程石油對(duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)被譽(yù)為“工業(yè)血液”，是重要的能源和優(yōu)質(zhì)的化工原料。石油能左右世界經(jīng)濟(jì)，對(duì)世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生全方位、多層次的重大影響。同時(shí)又是不可再生的寶貴資源石油產(chǎn)品與人們的衣食住行息息相關(guān)石油工業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)(或支柱產(chǎn)業(yè))、舉足輕重2024-1-18中國(guó)石油、石化兩大集團(tuán)擁有的資產(chǎn)占全國(guó)總資產(chǎn)的十分之一，所繳稅款占全國(guó)總稅收的四分之一目前石油在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中約占20%（煤炭占70%）。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)二十年中國(guó)對(duì)石油及其產(chǎn)品的需求將呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。預(yù)計(jì)到2020年，石油在我國(guó)總能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例將上升至26%,世界仍將保持目前~38%水準(zhǔn)煤炭、石油、天然氣資源人均可采儲(chǔ)量：

煤炭/噸石油/噸天然氣/立方米世界平均162.523.524796

美國(guó)876.413.116843

中國(guó)89.82.610742024-1-18近10年來(lái)，我國(guó)石油消費(fèi)年均增長(zhǎng)5.77%，而石油供應(yīng)年均增長(zhǎng)僅1.67%1993年，成為石油產(chǎn)品淨(jìng)進(jìn)口國(guó)，1996年，成為原油淨(jìng)進(jìn)口國(guó)，2002年進(jìn)口原油、成品油超過(guò)7000萬(wàn)噸，今年已經(jīng)超過(guò)10000萬(wàn)噸據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依存度已由1995年的6.6%上升為2000年的25%，預(yù)計(jì)2005年進(jìn)口原油占國(guó)內(nèi)總需求的比例將提高到33.5%2024-1-182024-1-18億桶世界石油探明儲(chǔ)量(億桶)圖石油加工前景廣闊

直到今天，仍然沒(méi)有哪一種產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)，能像石油那樣持久地影響著全球的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事戰(zhàn)略和國(guó)家安全2024-1-18石油如何轉(zhuǎn)變成極為有用的石油產(chǎn)品?正是本課程探討的主要問(wèn)題!第一章緒論

從石油加工工程課中學(xué)到什麼?國(guó)內(nèi)外煉油工業(yè)的發(fā)展、現(xiàn)狀及新世紀(jì)面臨的挑戰(zhàn)授課內(nèi)容及教與學(xué)的方法幾點(diǎn)希望和要求2024-1-18石油作為一個(gè)工業(yè)的發(fā)展始於19世紀(jì)中葉(1859年)，在140多年的發(fā)展中，石油工業(yè)經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：石油主要用作照明的“燈油”時(shí)代--19世紀(jì)末石油主要用作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的“動(dòng)力燃油”時(shí)代-20世紀(jì)中葉石油既作燃料、又作化工原料的“綜合利用”時(shí)代，即當(dāng)今的石油化工時(shí)代--20世紀(jì)後半葉開(kāi)始2024-1-18

二.國(guó)內(nèi)外煉油工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(%)變化煤炭石油與天然氣其他1900年1950年1970年1990年2001年95.059.3(95.0)32.627.3(76.2)24.71(~70)4.039.1(3.39)65.360.2(18.7)62.18(~25)1.01.62.112.513.112024-1-18括弧內(nèi)數(shù)據(jù)為中國(guó)世界石油消費(fèi)量情況石油消費(fèi)水準(zhǔn)現(xiàn)已成為一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的重要標(biāo)誌，是國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)繁榮的關(guān)鍵和社會(huì)文明的基礎(chǔ)年人均消費(fèi)量kg/人：世界~580

美國(guó)4200日本2040

韓國(guó)1500臺(tái)灣1200

中國(guó)1592024-1-18我國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)和利用石油的國(guó)家之一，在古代曾一度處?kù)妒澜珙I(lǐng)先地位北宋科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中第一次使用“石油”這一名稱(chēng)：“夫（同音字）延境內(nèi)有石油，生於水際沙石，與泉水相雜，頗似淳漆，燃之如麻，但煙甚濃”，並預(yù)言“此物後必大行於世”解放前，由於長(zhǎng)期封建、半封建、半殖民地統(tǒng)治，石油的開(kāi)發(fā)及加工生產(chǎn)發(fā)展極為緩慢。49年以前，全國(guó)石油累計(jì)生產(chǎn)67.7萬(wàn)噸，煉油能力只有17萬(wàn)噸*我國(guó)石油工業(yè)1949年後發(fā)展迅速。發(fā)現(xiàn)了以大慶、勝利為代表的342個(gè)油田(儲(chǔ)量1億噸以上的有26個(gè))，110個(gè)氣田(儲(chǔ)量100億立方米的有17個(gè))。2002年我國(guó)原油產(chǎn)量1.6475億噸（世界第四）我國(guó)煉油工業(yè)1965年後發(fā)展突飛猛進(jìn)。目前兩大集團(tuán)公司共有95個(gè)煉油廠，煉油能力已達(dá)22641萬(wàn)噸，僅次於美國(guó)(82822)、俄羅斯(27177)和日本(23932)，居世界第四中國(guó)現(xiàn)已成為世界產(chǎn)油大國(guó)和煉油大國(guó)*我國(guó)煉油能力增長(zhǎng)情況

年煉油能力/萬(wàn)噸/a1949171952991965142319841075019941810019972000020022264120103.0~3.5億噸*煉油企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小，經(jīng)濟(jì)效益受影響裝置利用率（負(fù)荷率或開(kāi)工率）較低(國(guó)外>80%，國(guó)內(nèi)~80%)，且難以適應(yīng)原油品種結(jié)構(gòu)變化煉油裝置結(jié)構(gòu)不太合理，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)、檔次低，綜合商品率低(~90%)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場(chǎng)的矛盾突出，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力裝置生產(chǎn)週期短，物耗、能耗較高，勞動(dòng)生產(chǎn)率低輕質(zhì)油收率較低(~66%)，加工損失率較高(~1.39%)市場(chǎng)需要清潔燃料，標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高2024-1-18

我國(guó)煉油工業(yè)面臨的主要問(wèn)題煉化企業(yè)規(guī)?，F(xiàn)狀（截止2002年）

世界

中國(guó)

煉廠個(gè)數(shù)

73295平均規(guī)模（萬(wàn)噸/年）

554238>1000萬(wàn)噸/年

100座4坐>2000萬(wàn)噸/年

15座無(wú)最大規(guī)模（萬(wàn)噸/年）

47001800（鎮(zhèn)海）

單套能力（萬(wàn)噸/年）一般>1000<500

最大125010002024-1-18煉油裝置結(jié)構(gòu)狀況2024-1-18裝置名稱(chēng)中國(guó)美國(guó)世界

催化裂化

34.533.016.6

加氫精製

10.264.745.2(含加氫處理)

催化重整

5.221.813.9

烷基化

0.616.72.3

異構(gòu)化

03.81.72

醚化

0.020.80.3國(guó)內(nèi)外煉廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

國(guó)外平均中石油股份中石化股份平均規(guī)模/萬(wàn)噸

540379480開(kāi)工率/%>9073.6581.0綜合商品率/%>92~9390.9291.78加工損失率/%0.501.051.12輕油收率/%>7368.5370.10單位能耗

10.013.9013.91

千克標(biāo)油/噸2024-1-18*

上述問(wèn)題也正是我國(guó)煉化企業(yè)與世界先進(jìn)水準(zhǔn)存在的主要差距。加入WTO後，我國(guó)煉油工業(yè)將面臨來(lái)自全球市場(chǎng)前所未有的壓力和挑戰(zhàn)目前，我國(guó)煉化企業(yè)將以結(jié)構(gòu)調(diào)整為重點(diǎn)，加大投資力度、加快技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造，以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和滿(mǎn)足環(huán)保要求為目的，加快發(fā)展20世紀(jì)被稱(chēng)為工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，其發(fā)展模式是高增長(zhǎng)、高投入、高消耗、高排放、高污染。21世紀(jì)世界已由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代跨入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，其發(fā)展模式是高智力、高效益、高增長(zhǎng)、低消耗、低排放、低污染，世界各國(guó)都將以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，這一大趨勢(shì)必將對(duì)煉油工業(yè)產(chǎn)生重大影響*世界煉油工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇2024-1-18挑戰(zhàn)：經(jīng)濟(jì)全球化、市場(chǎng)國(guó)際化、競(jìng)爭(zhēng)白熱化煉化企業(yè)如何提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力？生態(tài)環(huán)境日益惡化，環(huán)保要求日益強(qiáng)勁，生產(chǎn)清潔、超清潔優(yōu)質(zhì)石油產(chǎn)品大勢(shì)所趨煉油工業(yè)如何發(fā)展綠色技術(shù)，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品？石油產(chǎn)品需求量持續(xù)增長(zhǎng)，原油品質(zhì)逐漸變差（高硫、高金屬、高殘?zhí)浚?，傳統(tǒng)煉油技術(shù)已難以適應(yīng)煉化企業(yè)如何靠改革、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新提高生存能力？世界煉油工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇2024-1-18機(jī)遇：豐富的油砂瀝青和天然氣資源，為煉油工業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間高新技術(shù)（如膜技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)等）的快速發(fā)展為煉油工業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持新世紀(jì)煉油工業(yè)的發(fā)展方向調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)，採(cǎi)取兼併、聯(lián)合、重組措施，充分發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力煉油-化工一體化，優(yōu)化資源配置，提高經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展深度加工，提高資源利用率採(cǎi)用清潔技術(shù)、生物技術(shù)、合成技術(shù)，生產(chǎn)清潔和超清潔油品，減少污染、降低成本、滿(mǎn)足未來(lái)需求2024-1-18我國(guó)石化行業(yè)“十五”發(fā)展目標(biāo)以結(jié)構(gòu)調(diào)整為主線，以提高競(jìng)爭(zhēng)力為核心全國(guó)煉油綜合能力達(dá)2.7億噸，其中加工進(jìn)口原油7500萬(wàn)噸以上建成8~9個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)煉油基地乙烯生產(chǎn)能力超過(guò)900萬(wàn)噸，建成上海、楊子2個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)乙烯基地提升煉油、發(fā)展乙烯，實(shí)現(xiàn)石化大國(guó)走向石化強(qiáng)國(guó)的重大轉(zhuǎn)變2024-1-18

第一章緒論

從石油加工工程課中學(xué)到什麼?國(guó)內(nèi)外煉油工業(yè)的發(fā)展、現(xiàn)狀及新世紀(jì)面臨的挑戰(zhàn)授課內(nèi)容及教與學(xué)的方法幾點(diǎn)希望和要求2024-1-18教材：壽德清、山紅紅主編《石油加工概論》參考教材：《石油煉製工程》，林世雄主編，第三版，石油工業(yè)出版社授課內(nèi)容：基礎(chǔ)知識(shí)：介紹石油和石油產(chǎn)品的性質(zhì)、組成，產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和使用性能、加工方案等，約10學(xué)時(shí)。原油的主要加工過(guò)程（原油蒸餾、催化裂化、催化重整、催化加氫、熱加工等），約20學(xué)時(shí)因?qū)W時(shí)有限，其他章節(jié)不單獨(dú)作課堂講授2024-1-18三.授課內(nèi)容及教與學(xué)的方法課程特點(diǎn)

化學(xué)工程的一個(gè)分支，即化學(xué)工程理論在煉油工藝技術(shù)中的具體應(yīng)用。綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)，發(fā)展變化快教學(xué)方法

突出專(zhuān)業(yè)課特點(diǎn)“淺、廣、新、精”

多種教學(xué)方式並行，主要以課堂講授為主自學(xué)，知識(shí)更新的必由之路，也是學(xué)好一門(mén)課的關(guān)鍵

課堂測(cè)驗(yàn)，檢查聽(tīng)課效果和出勤率

現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)，理論聯(lián)繫實(shí)際的好辦法*

三.教與學(xué)的方法學(xué)習(xí)方法

重視理論聯(lián)繫實(shí)際

—

學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的重要原則既要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（如經(jīng)驗(yàn)公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）的總結(jié)，也要重視應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論作指導(dǎo)，善於從生產(chǎn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或運(yùn)算元據(jù)的分析出發(fā)，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)工程能力

注意前後知識(shí)的貫通和聯(lián)繫

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學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的基本方法

課程接觸專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較多，要在理解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)掌握不要孤立的學(xué)習(xí)和記憶

*

三.教與學(xué)的方法第一章緒論

從石油加工工程課中學(xué)到什麼?國(guó)內(nèi)外煉油工業(yè)的發(fā)展、現(xiàn)狀及新世紀(jì)面臨的挑戰(zhàn)授課內(nèi)容希望和要求*通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，希望在三方面得到鍛煉和提高：

對(duì)煉油的基礎(chǔ)知識(shí)和主要加工工藝能有所瞭解

自學(xué)能力綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，分析解決工程實(shí)際問(wèn)題能力

2024-1-18CH.1

四.幾點(diǎn)希望和要求要求：

上課認(rèn)真聽(tīng)講，養(yǎng)成記筆記的良好習(xí)慣認(rèn)真、獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)，杜絕抄襲和“髒、亂、差”2024-1-18CH.1

四.幾點(diǎn)希望和要求

安排同學(xué)自學(xué)是構(gòu)成課堂教學(xué)的重要組成部分。課堂教學(xué)要充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，在自學(xué)方面，則要充分發(fā)揮同學(xué)的積極性和自主作用

催化裂化第一節(jié)概述2024-1-1838CatalyticCracking2024-1-1839燃料生產(chǎn)中一個(gè)重要的問(wèn)題：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)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油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）2024-1-1840催化裂化是目前石油煉製工業(yè)中最重要的二次加工過(guò)程，也是重油輕質(zhì)化的核心工藝催化裂化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於1936年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化

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

主要控制指標(biāo)：金屬含量和殘?zhí)贾狄?、催化裂化的原料和產(chǎn)品2024-1-1841Ni+V：不大於20PPm

殘?zhí)迹翰淮箪?%反應(yīng)條件：溫度為460～530℃，壓力2～4atm，有催化劑存在產(chǎn)品分佈及特點(diǎn)：氣體:10～20%，氣體中主要是C3、C4，烯烴含量很高汽油:產(chǎn)率在30～60%之間，ON高，RON可達(dá)90左右柴油:產(chǎn)率在0～40%，CN較低，需調(diào)和或精製油漿：產(chǎn)率在0～10%焦炭:產(chǎn)率在5%～10%，原子比大約是C:H=1:0.3～1

2024-1-1842二、催化裂化的發(fā)展過(guò)程催化裂化反應(yīng)：吸熱過(guò)程再生：放熱過(guò)程催化裂化反應(yīng)分解等反應(yīng)生成氣體、汽油等小分子產(chǎn)物

縮合反應(yīng)生成焦炭

技術(shù)發(fā)展：反應(yīng)-再生型式（工藝）和催化劑性能兩個(gè)方面2024-1-1843催化裂化的發(fā)展可以分成以下幾個(gè)階段：1．天然白土和固定床催化裂化2．合成矽鋁催化劑和移動(dòng)床催化裂化

①移動(dòng)床催化裂化

②流化床催化裂化3．分子篩催化劑和提升管催化裂化2024-1-18442024-1-1845催化裂化技術(shù)今後的發(fā)展方向：

①加工重質(zhì)原料

②降低能耗

③減少環(huán)境污染

④適應(yīng)多種生產(chǎn)需要的催化劑和工藝

⑤過(guò)程模擬和電腦應(yīng)用2024-1-1846三、工藝流程概述1．反應(yīng)—再生系統(tǒng)包括：反應(yīng)-再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)、再生煙氣的能量回收系統(tǒng)和液化氣、汽油的脫硫精製等高低並列式提升管催化裂化裝置的工藝流程2024-1-1847200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s反應(yīng)溫度2024-1-1848說(shuō)明：反應(yīng)吸熱，再生放熱，催化劑作為熱載體再生煙氣溫度很高，流量大，應(yīng)回收再生煙氣的化學(xué)能和熱能在生產(chǎn)過(guò)程中，催化劑會(huì)有損失和失活，為了維持系統(tǒng)內(nèi)催化劑的藏量和活性，需定期向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充或置換催化劑保證催化劑在兩器間按正常流向迴圈以及再生器有好的流化狀態(tài)是催化裂化裝置的技術(shù)關(guān)鍵2024-1-18492．分餾系統(tǒng)480～490

℃過(guò)熱油氣2024-1-1850在分餾塔內(nèi)將反應(yīng)油氣分成幾個(gè)產(chǎn)品：塔頂為汽油及富氣，側(cè)線有輕柴油、重柴油和回?zé)捰停桩a(chǎn)品是油漿為了取走分餾塔的過(guò)剩熱量，設(shè)有塔頂迴圈回流、一個(gè)至兩個(gè)中段回流以及塔底油漿迴圈催化裂化分餾塔有以下幾個(gè)特點(diǎn)：進(jìn)料是帶有催化劑粉塵的過(guò)熱油氣全塔剩餘熱量大而且產(chǎn)品的分餾精確度要求比較容易滿(mǎn)足塔頂回流採(cǎi)用迴圈回流而不用冷回流進(jìn)入分餾塔的油氣含有相當(dāng)大量的不凝氣和惰性氣體，它們會(huì)影響塔頂冷凝冷卻器的效果提高富氣壓縮機(jī)的入口壓力以降低氣壓機(jī)的功率損耗

2024-1-18513．吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔組成。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用：利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成幹氣（≤C2）、液化氣（C3、C4）和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。吸收塔和解吸塔的操作壓力為1.0～2.0MPa。穩(wěn)定塔實(shí)質(zhì)上是個(gè)精餾塔，操作壓力為1.0-1.5MPa

2024-1-1852提高C3回收率的關(guān)鍵提高C4回收率的關(guān)鍵低溫高壓防熱高溫低壓吸熱2024-1-18532024-1-1854催化裂化的反應(yīng)-再生系統(tǒng)有多種形式，如高低並列式、同軸式、兩段提升管催化裂化等至於分餾系統(tǒng)和吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)，在各催化裂化裝置中一般並無(wú)很大差別

四、提升管催化裂化裝置的類(lèi)型2024-1-1855高低並列式

反應(yīng)器位置較高，兩器壓力不同，一般再生器比反應(yīng)器的壓力高0.02～0.04MPa。催化劑在兩器中循環(huán)，用斜管輸送，并由滑閥調(diào)節(jié)。滑閥的材質(zhì)要滿(mǎn)足耐磨要求。

同軸式

沉降器和再生器同軸疊置，採(cǎi)用塞閥(plugvalve)調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量。由于閥頭和催化劑均勻接觸，閥頭磨蝕輕；布置緊湊，占地面積小。

同高並列式2024-1-18562024-1-18572024-1-1858

催化裂化催化劑2024-1-18592024-1-1860催化劑：能夠改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)催化劑的催化作用：改變化學(xué)反應(yīng)的速度有關(guān)催化劑的催化作用，有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：催化劑參與催化化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)前後本身不發(fā)生變化

催化劑只能促進(jìn)那些從熱力學(xué)角度判斷可能進(jìn)行的反應(yīng)催化劑只能加快反應(yīng)速度，不能改變化學(xué)反應(yīng)平衡催化劑提高反應(yīng)速度，主要是改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)活化能。

2024-1-1861自由基途徑：210～293kJ/mol

正碳離子途徑：42～125kJ/mol

在工業(yè)催化裂化中，催化劑不僅對(duì)處理能力、產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品品質(zhì)起著主要影響，而且對(duì)生產(chǎn)成本也有著重要影響目前國(guó)內(nèi)的情況大約是催化劑單耗0.5～1.5kg，中石化規(guī)定單耗在0.75以下催化劑還對(duì)操作條件、工藝過(guò)程和設(shè)備型式的選擇有重要影響2024-1-1862一、催化裂化催化劑的種類(lèi)、組成和結(jié)構(gòu)工業(yè)上廣泛使用的裂化催化劑可分為兩大類(lèi)：無(wú)定型矽酸鋁：包括天然白土、合成低鋁矽酸鋁、合成高鋁矽酸鋁結(jié)晶型矽鋁酸鹽：即分子篩催化劑2024-1-18631．無(wú)定型矽酸鋁催化劑經(jīng)過(guò)酸化處理的天然活性白土和具有更高穩(wěn)定性的人工合成的矽酸鋁無(wú)定型矽酸鋁催化劑具有孔徑大小不一的許多微孔，一般平均孔徑4～7nm，新鮮矽酸鋁催化劑的比表面積可達(dá)500～700m2/g,孔容為0.4～0.7ml/g。主要成分是氧化鋁和氧化矽，依鋁含量不同，合成矽酸鋁又分為低鋁和高鋁兩種質(zhì)子酸和非質(zhì)子酸形成的酸性中心就是矽酸鋁催化劑的活性來(lái)源，它們能引發(fā)正碳離子反應(yīng)

2024-1-18642．結(jié)晶型矽鋁鹽催化劑(分子篩催化劑)

也稱(chēng)為結(jié)晶型泡沸石，是以SiO2和Al2O3為主要成分的具有晶格結(jié)構(gòu)的結(jié)晶矽鋁鹽與無(wú)定型矽酸鋁相比，分子篩催化劑具有更高的選擇性、活性和穩(wěn)定性

特點(diǎn)：具有穩(wěn)定的、均一的微孔結(jié)構(gòu),具有很大的內(nèi)表面

按分子篩的組成和晶體結(jié)構(gòu)不同可分為A型、X型、Y型及絲光沸石等幾種2024-1-1865X、Y型佛石的晶體結(jié)構(gòu)相同，但它們的矽鋁分子比（SiO2/Al2O3）不同：X型沸石Si/Al=2～3；Y型沸石Si/Al=3～6。2024-1-1866八面沸石籠或超籠Si或Al2024-1-1867人工合成的分子篩是含有鈉離子的分子篩，它沒(méi)有催化活性，鈉離子可以用離子交換的方式與其他陽(yáng)離子置換

目前工業(yè)上裂化催化劑主要有四種:以氫離子置換得到的H-Y型分子篩，置換的方法是先用NH4+置換Na+，然後加熱除去NH3即剩下H+用稀土金屬離子(如鈰、鑭、鐠等)置換得到的稀土-Y型分子篩，因稀土元素可用符號(hào)RE表示，故可縮寫(xiě)成REY型分子篩兼用氫離子和稀土元素離子置換得到的RE-H-Y型分子篩由H-Y型分子篩經(jīng)脫鋁得到的具有更高矽鋁比的超穩(wěn)Y型分子篩2024-1-1868與無(wú)定型矽酸鋁相似，分子篩也是一種多孔性物質(zhì)，具有很大的內(nèi)表面，新鮮分子篩催化劑的比表面積為600～800m2/g分子篩是晶格結(jié)構(gòu)，孔排列均勻，孔徑大小均勻，其孔徑大小為分子大小的數(shù)量級(jí)研究結(jié)果表明，分子篩催化劑的表面也具有酸性，由質(zhì)子酸和非質(zhì)子酸形成的酸性中心是分子篩催化劑活性的主要來(lái)源經(jīng)離子交換的分子篩，其活性比無(wú)定型矽酸鋁催化劑高100多倍

2024-1-1869在工業(yè)上所用的分子篩催化劑中含有10～35%的分子篩，其餘的是起稀釋作用的擔(dān)體工業(yè)上應(yīng)用的擔(dān)體有天然活性白土、合成低鋁矽酸鋁和合成高鋁矽酸鋁擔(dān)體的作用：起稀釋作用擔(dān)體可以容納分子篩中未除去的Na+

適當(dāng)?shù)膿?dān)體可以增強(qiáng)催化劑的耐磨程度起著儲(chǔ)存和傳遞熱量的作用分子篩的價(jià)格高，採(cǎi)用擔(dān)體可以降低催化劑的成本在重油催化裂化中，擔(dān)體可以起到預(yù)裂化的作用

2024-1-1870對(duì)分子篩活性的來(lái)源有兩種解釋?zhuān)疾煌晟?與矽酸鋁一樣，表面具有酸性，也是由質(zhì)子酸和非質(zhì)子酸引起的；分子篩晶體結(jié)構(gòu)存在著靜電場(chǎng)，使被吸附物分子極化而促進(jìn)反應(yīng)2024-1-1871二、裂化催化劑的使用性能1．密度真實(shí)密度：一般為2～2.2g/cm3

顆粒密度：一般是0.9～1.2g/cm3

堆積密度：一般為0.5～0.8g/cm3

鬆動(dòng)狀態(tài)沉降狀態(tài)密實(shí)狀態(tài)催化劑的堆積密度常用來(lái)計(jì)算催化劑的體積和重量，而催化劑的顆粒密度對(duì)催化劑的流化性能有影響

2024-1-18722．活性（activity)微反活性法：在微型固定式流化床反應(yīng)器中放置5.0g待測(cè)催化劑，採(cǎi)用標(biāo)準(zhǔn)原料(我國(guó)規(guī)定用大港235～337℃的輕柴油)，在反應(yīng)溫度為460℃，重量空速為16h-1，劑油比為3.2的反應(yīng)條件下反應(yīng)70s，所得反應(yīng)產(chǎn)物中的(<204℃的汽油+氣體+焦炭)品質(zhì)占總進(jìn)料量的百分?jǐn)?shù)即為該催化劑的微反活性(MA)微反活性只是一種相對(duì)比較的評(píng)價(jià)指標(biāo)，它並不能完全反映實(shí)際生產(chǎn)的情況

評(píng)價(jià)催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的能力大小2024-1-1873新鮮催化劑在開(kāi)始使用一段時(shí)間後，活性急劇下降，待降到一定程度以後則緩慢下降，因此初活性不能真實(shí)地反映實(shí)際生產(chǎn)情況在測(cè)定新鮮催化劑的活性前，須先將催化劑進(jìn)行水熱老化處理，目的就是使測(cè)定結(jié)構(gòu)能較接近實(shí)際的生產(chǎn)情況在我國(guó)，水熱老化的條件是使催化劑在800℃、常壓、100%水蒸氣下處理4h或17h2024-1-18743．穩(wěn)定性(stability)穩(wěn)定性指催化劑耐高溫和水蒸氣老化的性能，由水熱處理前後活性比較來(lái)評(píng)價(jià)。既催化劑在使用過(guò)程中保持活性的能力催化劑穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)一般高鋁矽酸鋁的穩(wěn)定性?xún)?yōu)於低鋁矽酸鋁，而分子篩催化劑的穩(wěn)定性則更好

REY(三價(jià))分子篩>AE(二價(jià))分子篩>堿(一價(jià))分子篩>H分子篩2024-1-18754．選擇性(selectivity)表示催化劑增加目的產(chǎn)品和減少副產(chǎn)品的選擇反應(yīng)能力“汽油產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率”或“焦炭產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率”來(lái)表示裂化催化劑在受重金屬污染以後，其選擇性會(huì)變差

裂化氣中的H2/CH4比值不僅可反映重金屬污染的程度，而且也可反映催化劑選擇性的變化。

分子篩催化劑的選擇性?xún)?yōu)於無(wú)定型矽酸鋁2024-1-18765．篩分組成和機(jī)械強(qiáng)度篩分組成一般要求在20～80μm之間通常把催化劑粒度分成四個(gè)部分：0～20μm，20～40μm,40～80μm，>80μm

適當(dāng)?shù)募?xì)粉(<40μm)含量可以改善流化品質(zhì)，降低催化劑損耗及提高再生效率，細(xì)粉在粗顆粒之間起了潤(rùn)滑作用，改善了催化劑流化性能採(cǎi)用“磨損指數(shù)”來(lái)評(píng)價(jià)微球催化劑的機(jī)械強(qiáng)度通常要求微球催化劑磨損指數(shù)≯2

2024-1-1877三、工業(yè)用分子篩催化劑的種類(lèi)1．REY型分子篩催化劑裂化活性高、水熱穩(wěn)定性好、汽油收率高的特點(diǎn)，但其焦炭和幹氣的產(chǎn)率也高，汽油的辛烷值低2．USY型分子篩催化劑其穩(wěn)定性提高、耐熱和抗化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng),氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)活性降低,因此它的產(chǎn)物中烯烴含量增加、汽油辛烷值提高、焦炭產(chǎn)率降低3．REHY型分子篩催化劑兼有REY和HY分子篩的特點(diǎn)，其在保持REY分子篩的較高活性和穩(wěn)定性的同時(shí)，也改善了反應(yīng)的選擇性2024-1-1878選擇催化劑的參考原則：①在摻煉渣油的比例增大時(shí)，要選用REHY乃至USY催化劑；若原料的重金屬含量高，則宜選用具有較小表面積的基質(zhì)的USY催化劑；②當(dāng)要求的產(chǎn)品方案從最大輕油收率向最大辛烷值方向變化時(shí)，催化劑的選擇也應(yīng)相應(yīng)地從REY向REHY以至USY型催化劑方向轉(zhuǎn)變；③根據(jù)現(xiàn)有裝置的具體條件尤其是制約條件來(lái)選用催化劑2024-1-1879四、裂化催化劑助劑1．辛烷值助劑主要活性組分是一種中孔擇形分子篩，最常用的是ZSM-5分子篩

ZSM-5分子篩的主要功能是有選擇性地把一些裂化生成的、辛烷值很低的正構(gòu)C7～C13烷烴或帶一個(gè)甲基側(cè)鏈的烷烴和烯烴進(jìn)行選擇性裂化生成辛烷值高的C3～C5烯烴，而且C4、C5異構(gòu)物比例大，從而提高了汽油的辛烷值2024-1-18802024-1-1881辛烷值助劑的加入量約為系統(tǒng)催化劑藏量的10～20%，補(bǔ)充量為0.1～0.4kg/t原料油加入辛烷值助劑以後，汽油的MON可提高1.5～2個(gè)單位，RON可提高2～3個(gè)單位

使用辛烷值助劑後，一般情況下輕質(zhì)油收率降低1.5～2.5%，LPG收率約增加50%

2024-1-18822．金屬鈍化劑工業(yè)上使用的鈍化劑主要有銻型、鉍型和錫型三類(lèi)銻型和鉍型主要是鈍鎳，而錫型主要是鈍釩。目前使用比較廣泛的是銻型鈍化劑

鈍化劑的加入量一般認(rèn)為以催化劑上的銻/鎳比為0.3～1.0

為宜目前使用的絕大部分鈍化劑都有毒性，使用時(shí)應(yīng)注意安全

2024-1-18833．CO助燃劑CO助燃劑的作用是促進(jìn)煙氣中的CO氧化成CO2

目前廣泛使用的助燃劑的活性組分主要是鉑、鈀等貴金屬，以Al2O3或SiO2-Al2O3作為載體其他的助劑，例如釩捕集劑、硫轉(zhuǎn)移劑等

催化重整

(CatalyticReforming)第一節(jié)概述2024-1-18842024-1-18石油煉製工程85一、催化重整的原料和產(chǎn)品“重整”是指烴類(lèi)分子重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)

目的：催化重整是生產(chǎn)高辛烷值汽油及輕芳烴(苯、甲苯、二甲苯，簡(jiǎn)稱(chēng)BTX)的重要石油加工過(guò)程，同時(shí)也生產(chǎn)相當(dāng)數(shù)量的副產(chǎn)氫氣催化重整原料：直餾汽油餾分（石腦油）、目前為了擴(kuò)大原料來(lái)源，也有用焦化汽油、加氫汽油產(chǎn)品：高辛烷值汽油、輕芳烴(BTX)、副產(chǎn)氫氣和液化氣2024-1-18石油煉製工程86催化重整的原料主要是直餾汽油餾分，即石腦油(Naphtha)。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同，所用原料的餾程也不同：

①在生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，一般用80～180℃的餾分(寬餾分）；

②當(dāng)以生產(chǎn)BTX為主時(shí)，則宜用60～145℃的餾分作原料(窄餾分）。生產(chǎn)實(shí)際中常用60～130℃餾分作原料2024-1-18石油煉製工程87二、催化重整技術(shù)發(fā)展1940年建成第一套催化重整裝置

其發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：

①?gòu)?940年至1949年為第一階段。這個(gè)時(shí)期是以氧化鉬/氧化鋁和氧化鉻/氧化鋁為催化劑的重整過(guò)程，亦稱(chēng)為臨氫重整過(guò)程；

②1949年美國(guó)環(huán)球油公司(UOP)開(kāi)發(fā)出了鉑重整催化劑；

③1967年雪弗隆研究公司研究成功鉑錸/氧化鋁雙金屬重整催化劑並投入工業(yè)應(yīng)用，稱(chēng)為鉑錸重整HydroformingPlatformingPt-ReReforming2024-1-18石油煉製工程88三、催化重整工藝流程

原料預(yù)處理以高辛烷值汽油為主重整反應(yīng)

原料預(yù)處理重整反應(yīng)系統(tǒng)重整原料拔頭油副產(chǎn)氫氣燃料氣高辛烷值汽油組分重整迴圈氫2024-1-18石油煉製工程89

原料預(yù)處理以生產(chǎn)芳烴為主重整反應(yīng)芳烴抽提和分離部分

2024-1-18石油煉製工程90原料預(yù)處理預(yù)分餾切取合適沸程的重整原料預(yù)脫砷含砷量降到100ppb以下預(yù)加氫除去原料油中的能使催化劑中毒的毒物鉬酸鎳鈷鉬鎳1、原料預(yù)處理部分目的：餾分合格及雜質(zhì)含量合乎原料要求2024-1-18石油煉製工程91原料的預(yù)處理包括原料的預(yù)分餾、預(yù)脫砷、預(yù)加氫三部分，其目的是得到餾分範(fàn)圍、雜質(zhì)含量都合乎要求的重整原料。為了保護(hù)價(jià)格昂貴的重整催化劑，對(duì)原料中的雜質(zhì)含量有嚴(yán)格的限制。預(yù)分餾：切取合適沸程的重整原料。在多數(shù)情況下，進(jìn)入重整裝置的原料是原油常壓塔頂＜180℃（生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)）或＜130℃（生產(chǎn)輕芳烴時(shí)）汽油餾分。在預(yù)分餾塔，切去＜80℃或＜60℃的輕餾分。

2024-1-18石油煉製工程92預(yù)加氫：脫除原料油中對(duì)催化劑有害的雜質(zhì)，使雜質(zhì)含量達(dá)到限制要求。同時(shí)使烯烴飽和以減少催化劑的積炭，延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)週期。預(yù)加氫催化劑一般採(cǎi)用鉬酸鈷、鉬酸鎳催化劑，也有用複合催化劑。脫水塔進(jìn)行脫水。重整原料油要求的含水量很低，一般的汽提塔難以達(dá)到要求，故採(cǎi)用蒸餾脫水法。脫水塔實(shí)質(zhì)上是一個(gè)蒸餾塔。塔頂產(chǎn)物是水和少量輕烴的混合物，經(jīng)冷凝冷卻後在分離器中油水分層，再分別引出。2024-1-18石油煉製工程932．重整反應(yīng)部分重整反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，為了維持較高的反應(yīng)溫度，一般採(cǎi)用三至四個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)，反應(yīng)器間有加熱爐加熱原料至所需的反應(yīng)溫度，通常在四個(gè)反應(yīng)器中加入的催化劑量之比為1:1.5:2.5:5，反應(yīng)器的入口溫度一般為480～520℃2024-1-18石油煉製工程94生產(chǎn)芳烴和生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，其原料預(yù)處理和重整反應(yīng)兩部分的工藝流程基本相同，不同之處在：

①因存在裂解反應(yīng)，重整生成油中含有少量烯烴，在芳烴抽提時(shí)，烯烴會(huì)混入芳烴而影響芳烴純度，因此要經(jīng)過(guò)加氫使這些烯烴飽和

②分理出富氫氣體後的重整生成油進(jìn)入脫戊烷塔，塔頂分出≤C5的輕組分，塔底為脫戊烷油，即芳烴抽提的進(jìn)料2024-1-18石油煉製工程95目前工業(yè)重整裝置廣泛採(cǎi)用的反應(yīng)系統(tǒng)流程可分兩大類(lèi)：固定床反應(yīng)器半再生式工藝流程移動(dòng)床反應(yīng)器連續(xù)再生式工藝流程固定床：主要特徵是採(cǎi)用3～4個(gè)固定床反應(yīng)器串聯(lián)，每0.5～la停止過(guò)油，全部催化劑就地再生一次；移動(dòng)床：主要特徵是設(shè)有專(zhuān)門(mén)的再生器，反應(yīng)器和再生器都是採(cǎi)用移動(dòng)床反應(yīng)器，催化劑在反應(yīng)器和再生器之間不斷地進(jìn)行迴圈反應(yīng)和再生，一般每3～7d全部催化劑再生一遍。

2024-1-18石油煉製工程96移動(dòng)床反應(yīng)器連續(xù)再生式重整反應(yīng)系統(tǒng)，有美國(guó)UOP和法國(guó)IFP的專(zhuān)利技術(shù)，是目前世界上工業(yè)應(yīng)用主要的兩家技術(shù)。UOP和IFP連續(xù)重整採(cǎi)用的反應(yīng)條件基本相似，都用鉑錫催化劑。

UOP連續(xù)重整的三個(gè)反應(yīng)器是疊置的。

IFP連續(xù)重整的三個(gè)反應(yīng)器則是並行排列。勝煉連續(xù)重整技術(shù)提供了更為適宜的反應(yīng)條件，取得了較高的芳烴產(chǎn)率、較高的液體收率和氫氣產(chǎn)率，突出的優(yōu)點(diǎn)是改善了烷烴芳構(gòu)化反應(yīng)的條件規(guī)模小的裝置來(lái)用連續(xù)重整是不經(jīng)濟(jì)的2024-1-18石油煉製工程97

鉑錸重整的其他操作條件如下：空速：1.5～2h-1氫油比：1200:1(體)；5～10(分子比)壓力：1.5～2.0MPa

連續(xù)重整裝置的反應(yīng)條件一般如下：反應(yīng)壓力：0.35～0.8MPa氫油分子比：1.5～4反應(yīng)溫度：500～530℃2024-1-18石油煉製工程98以生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品為目的時(shí)，重整反應(yīng)產(chǎn)物——脫戊烷油中一般含芳烴30％～60％，其餘是非芳烴。這一混合物中，芳烴和非芳烴的沸點(diǎn)相近或有共沸現(xiàn)象一般用精餾的方法很難將它們分開(kāi)，通常採(cǎi)用液-液抽提的方法，先分出混合芳烴，然後進(jìn)行芳烴精餾。芳烴液-液抽提的原理是根據(jù)芳烴在溶劑中的溶解度不同，使芳烴和非芳烴得到分離。2024-1-18石油煉製工程99重整反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)抽提後得到的是苯、甲苯、二甲苯和重芳烴的混合物，芳烴精餾的目的就是將它們分離成單體芳烴。目前我國(guó)芳烴精餾的工藝流程有兩種類(lèi)型：一種是三塔流程，用來(lái)生產(chǎn)苯、甲苯、混合二甲苯和重芳烴；另一種是五塔流程，用來(lái)生產(chǎn)苯、甲苯、鄰二甲苯、間對(duì)二甲苯、乙基苯和重芳烴。2024-1-18石油煉製工程1002024-1-18石油煉製工程1012024-1-18石油煉製工程102

催化重整的化學(xué)反應(yīng)2024-1-181032024-1-18104一、催化重整的化學(xué)反應(yīng)催化重整是以C6～C11的石腦油作原料，在一定操作條件和催化劑作用下，烴分子發(fā)生重新排列，使環(huán)烷烴和烷烴轉(zhuǎn)化成芳烴和異構(gòu)烷烴，同時(shí)產(chǎn)生氫氣的過(guò)程重整催化劑是一種雙功能催化劑，即有金屬功能，進(jìn)行脫氫和環(huán)化等反應(yīng)；又有酸性功能，進(jìn)行異構(gòu)化和加氫裂解反應(yīng)1．六員環(huán)的脫氫反應(yīng)2024-1-181052．五員環(huán)烷烴的異構(gòu)脫氫反應(yīng)3．直鏈烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)2024-1-181064．烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)2024-1-181075．加氫裂化反應(yīng)6．芳烴脫烷基反應(yīng)2024-1-181087．烯烴的飽和反應(yīng)8．積炭反應(yīng)烴類(lèi)的深度脫氫，生成烯烴和二烯烴，烯烴進(jìn)一步聚合及環(huán)化，形成稠環(huán)芳香烴，並吸附在催化劑上，最終轉(zhuǎn)化成焦炭而使催化劑失活

2024-1-18109以上反應(yīng)中第1，2，4是生成芳烴的反應(yīng)，芳烴有較高的辛烷值，故目的產(chǎn)品不論是高辛烷值汽油還是芳烴，這些反應(yīng)都是有利的。但這三種反應(yīng)的反應(yīng)深度是不一樣的：

①六員環(huán)的脫氫反應(yīng)最快；

②五員環(huán)的異構(gòu)脫氫反應(yīng)要比前者慢得多；

③烷烴脫氫環(huán)化反應(yīng)速度很慢2024-1-18110烷烴異構(gòu)化反應(yīng)，雖不能直接生成芳烴，但卻能提高辛烷值；加氫裂化生成小分子的烴類(lèi)，而且在催化重整條件下，加氫裂化還包含有異構(gòu)化反應(yīng)，因此，加氫裂化反應(yīng)有利於提高辛烷值，但過(guò)多的加氫裂化會(huì)使液體收率降低，所以，對(duì)加氫裂化反應(yīng)要適當(dāng)控制2024-1-18111生產(chǎn)上通常用“芳烴潛含量”來(lái)表徵重整原料的反應(yīng)性能，即當(dāng)原料中的環(huán)烷烴全部轉(zhuǎn)化成芳烴時(shí)所能得到的芳烴量。其計(jì)算方法如下(含量皆為品質(zhì)分?jǐn)?shù))

2024-1-18112用“芳烴轉(zhuǎn)化率”或“重整轉(zhuǎn)化率”來(lái)表徵重整原料的轉(zhuǎn)化深度和操作水準(zhǔn)高低原料中芳烴潛含量越高，重整後得到的芳烴產(chǎn)率就越高芳烴潛含量只是說(shuō)明生產(chǎn)芳烴的可能性（潛在能力），並不是最高能力在實(shí)際生產(chǎn)中可能獲得比芳烴潛含量更高的芳烴產(chǎn)率2024-1-18113四、催化重整的主要操作因素

1．反應(yīng)溫度無(wú)論從反應(yīng)速度還是化學(xué)平衡來(lái)考慮，提高反應(yīng)溫度對(duì)催化重整都有利，但反應(yīng)溫度還受以下因素的限制：

①設(shè)備材質(zhì)；

②催化劑的耐熱穩(wěn)定性和容碳能力等；

③非理想的副反應(yīng)。提高反應(yīng)溫度則加氫裂化反應(yīng)加劇，催化劑積炭加快，液體產(chǎn)率下降目前國(guó)內(nèi)各重整裝置的反應(yīng)器入口溫度多在480～530℃之間

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催化重整常採(cǎi)用加權(quán)平均溫度來(lái)表示反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度應(yīng)隨催化劑活性的逐漸降低而逐步提高高溫有利於芳烴的生成和辛烷值的提高，但高溫也加劇了副反應(yīng)地進(jìn)行，使液體產(chǎn)物的收率下降

2024-1-181152．反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力影響生成油的收率、芳烴產(chǎn)率、汽油品質(zhì)和操作週期工業(yè)裝置上以最後一個(gè)反應(yīng)器的進(jìn)口壓力代表反應(yīng)壓力

提高反應(yīng)壓力對(duì)生成芳烴的環(huán)烷烴脫氫、烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)都不利，相反卻有利於加氫裂化反應(yīng)解決這個(gè)矛盾的方法有兩個(gè)：採(cǎi)用較低的壓力，經(jīng)常再生；採(cǎi)用較高的反應(yīng)壓力，犧牲一些轉(zhuǎn)化率以延長(zhǎng)生產(chǎn)週期

2024-1-18116如何選擇最適宜的反應(yīng)壓力還要考慮到原料的性質(zhì)和催化劑性能：對(duì)易生焦的原料採(cǎi)用較高的反應(yīng)壓力催化劑的容焦能力大，穩(wěn)定性好則可採(cǎi)用較低的反應(yīng)壓力我國(guó)的半再生式鉑錸重整約採(cǎi)用18atm的反應(yīng)壓力，鉑重整採(cǎi)用20～30atm，而連續(xù)再生式重整裝置的壓力可降到8atm左右，甚至可降到3.5atm

2024-1-181173．進(jìn)料空速空速反映了反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短，對(duì)一定的反應(yīng)器，空速越大，反應(yīng)時(shí)間越短，處理能力就越大?？账俚倪x擇取決於催化劑的活性和原料組成催化重整中各類(lèi)反應(yīng)的反應(yīng)速度不同，因而空速的變化對(duì)各類(lèi)反應(yīng)的影響也不同對(duì)環(huán)烷基原料可採(cǎi)用較高的空速；而對(duì)石蠟基原料則需要用較低的空速對(duì)鉑催化劑我國(guó)一般採(cǎi)用3h-1左右的空速，鉑錸重整裝置採(cǎi)用1.5～2h-1

2024-1-181184．氫油比(H/O)

使用迴圈氫的目的是：①抑制生焦反應(yīng)；②保護(hù)催化劑；③起熱載體的作用，減少反應(yīng)床層的溫降，提高反應(yīng)器內(nèi)的平均溫度；④稀釋原料，使原料在床層中分布均勻

2024-1-18119在總壓不變時(shí)，提高氫油比意味著提高氫分壓，有利於抑制催化劑上積炭。但是提高氫油比使迴圈氫量增大，壓縮機(jī)功率消耗增加。在氫油比過(guò)大時(shí)會(huì)由於減少了反應(yīng)時(shí)間而降低了轉(zhuǎn)化率因此，對(duì)穩(wěn)定性較高的催化劑和生焦傾向小的原料，可採(cǎi)用較小的H/O，反之則採(cǎi)用較大的H/O，鉑重整裝置採(cǎi)用的摩爾氫油比為5～8，鉑錸重整的輕油比<5，甚至可進(jìn)一步降到1～32024-1-181202024-1-18121

煉油廠的構(gòu)成和工藝流程

煉油廠主要由兩大部分組成，即：煉油過(guò)程和輔助設(shè)備。從原油生產(chǎn)出各種石油產(chǎn)品一般需經(jīng)過(guò)多個(gè)物理的及化學(xué)的煉油過(guò)程。通常，每個(gè)煉油過(guò)程相對(duì)獨(dú)立的組成一個(gè)煉油生產(chǎn)裝置。

2024-1-181222024-1-18123一、煉油生產(chǎn)裝置按生產(chǎn)目的分為以下幾類(lèi)：

原油分離裝置

(龍頭裝置、加工能力）原油加工的第一步是把原油分離為多個(gè)餾分油和殘?jiān)?，因此，每個(gè)煉油廠都有原油常壓蒸餾裝置或原油常減壓蒸餾裝置。在此裝置中，還設(shè)有原油脫鹽脫水設(shè)施。重油輕質(zhì)化裝置

為了提高輕質(zhì)油收率，需將部分或全部減壓餾分油和渣油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油，這一任務(wù)主要由裂化反應(yīng)過(guò)程來(lái)完成，如催化裂化、加氫裂化、焦化等。

油品改質(zhì)及油品精製裝置

此類(lèi)裝置的作用是提高油品的品質(zhì)已達(dá)到品質(zhì)指標(biāo)要求，如催化重整、加氫精製、電化學(xué)精緻、溶劑精緻、氧化瀝青等。加氫處理、減粘裂化等也歸入此類(lèi)。

油品調(diào)合裝置

為了達(dá)到產(chǎn)品品質(zhì)要求，通常需要進(jìn)行餾分油直接的調(diào)合，並且加入各種提高油品性能的添加劑。油品調(diào)合方案的優(yōu)化對(duì)提高現(xiàn)代煉廠的效益也能起到重要作用。

氣體加工裝置如氣體分離、氣體脫硫、烷基化、C5/C6異構(gòu)化、合成甲基叔丁基醚（MTBE)等。

制氫裝置在現(xiàn)代煉廠，由於加氫過(guò)程的耗氫量大，催化重整裝置的副產(chǎn)氫氣不敷使用，有必要建立專(zhuān)門(mén)的制氫裝置。

2024-1-18124

化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置如芳烴分離、含H2S氣體制硫、某些聚合物單體的合成等。

產(chǎn)品分析中心為了保證產(chǎn)品的出廠品質(zhì)。由於生產(chǎn)方案不同，煉廠中所包含的煉油過(guò)程的種類(lèi)和多少，或者說(shuō)複雜程度都有所不同。一般來(lái)說(shuō)，規(guī)模大的煉廠其複雜程度會(huì)高些，但也有一些大規(guī)模的煉廠的複雜程度並不高。

2024-1-181252024-1-18126二、輔助設(shè)施輔助設(shè)施是維持煉廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)所必需的，主要的輔助設(shè)施有：供電系統(tǒng)供水系統(tǒng)供水蒸氣系統(tǒng)原油和產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)三廢處理系統(tǒng)

第二節(jié)煉油裝置工藝流程

2024-1-18127

一個(gè)煉廠或一個(gè)煉油裝置的構(gòu)成和生產(chǎn)程式是用工藝流程圖來(lái)描述的。煉油生產(chǎn)是自動(dòng)化程度較高的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程，正確設(shè)計(jì)的工藝流程不僅對(duì)保障日常生產(chǎn)，而且對(duì)提高效益具有重要的作用。根據(jù)使用目的和描述範(fàn)圍的不同，煉廠的工藝流程大體上可以分為以下三類(lèi)：1．全廠生產(chǎn)工藝流程圖此圖反映了煉廠的生產(chǎn)方案、各生產(chǎn)裝置之間的關(guān)係。

2．生產(chǎn)裝置工藝原理流程圖此圖反映了一個(gè)煉油生產(chǎn)裝置所採(cǎi)用的技術(shù)方案、裝置內(nèi)各主要設(shè)備之間的關(guān)係和物流之間的關(guān)係。3．煉油裝置工藝管線—自動(dòng)控制流程圖

此圖的作用主要是作為繪製工藝管線及儀錶安裝的依據(jù)。在此圖中繪出了裝置內(nèi)的所有管線和儀錶。2024-1-18128

工藝流程圖是煉廠和煉油裝置的最基本的技術(shù)檔，無(wú)論是欲瞭解一個(gè)煉廠或煉油裝置，或是進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造，都必須首先考慮此技術(shù)檔。2024-1-181292024-1-181302024-1-18131第三節(jié)煉油過(guò)程的結(jié)構(gòu)分析

2024-1-18132原油加工能力指原油常減壓蒸餾裝置的處理能力2.重油輕質(zhì)化能力指將減壓餾分油和渣油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)油的能力。通常以催化裂化、加氫裂化和焦化三種過(guò)程的處理能力之和與原油加工能力之比來(lái)表示此能力，也成為轉(zhuǎn)化指數(shù)C.I.(ConversionIndex)。中國(guó)屬於深度加工型的國(guó)家，其轉(zhuǎn)化指數(shù)較高。

3．生產(chǎn)汽油的能力

此能力包括生產(chǎn)汽油的數(shù)量和品質(zhì)水準(zhǔn)。除了直餾汽油以外，催化裂化是最主要的生產(chǎn)汽油的過(guò)程。因此，催化裂化的處理能力在很大程度上反映了在數(shù)量上生產(chǎn)汽油的能力。催化重整、烷基化、異構(gòu)化、含氧化合物合成等過(guò)程是提高汽油辛烷值的主要過(guò)程，同時(shí)也可改善汽油的其他性能，這些過(guò)程的生產(chǎn)能力反映了在品質(zhì)上的生產(chǎn)汽油的能力。在中國(guó)催化裂化處理量對(duì)原油的處理量比例較大，這主要是由於中國(guó)的原油偏重，需要通過(guò)催化裂化來(lái)生產(chǎn)更多的汽油和柴油，但我國(guó)在催化重整提高汽油品質(zhì)方面明顯偏低，只占上述四類(lèi)過(guò)程的4.9%。

2024-1-181334．加工含硫原油的能力國(guó)際石油市場(chǎng)上中東原油佔(zhàn)有很大比例，而中東原油的含硫量較高。加工含硫原油的主要問(wèn)題是設(shè)備腐蝕和產(chǎn)品品質(zhì)，近年來(lái)由於環(huán)保要求日益嚴(yán)格，對(duì)汽油、柴油等的含硫量限制更苛刻，是加工含硫原油的問(wèn)題更顯突出。加工含硫原油的主要手段是加氫過(guò)程，包括加氫裂化、加氫精製、加氫處理等過(guò)程。因此，加氫過(guò)程處理能力與原油處理能力的比值可以反映加工含硫原油的能力。我國(guó)的加氫能力比值只有11.6%，明顯偏低。這一方面是由於我國(guó)原有多數(shù)含硫較低，另一方面，更主要的是受資金和技術(shù)的限制。實(shí)際上，加氫過(guò)程能力的大小除了反映加工含硫原油的能力以外，還反映了對(duì)市場(chǎng)需要的適應(yīng)能力和提高產(chǎn)品品質(zhì)的能力、煉油廠技術(shù)的先進(jìn)性。2024-1-181345．潤(rùn)滑油的生產(chǎn)能力

潤(rùn)滑油的產(chǎn)量對(duì)原油處理量的比例並不大，全世界平均比值只有1.2%，但潤(rùn)滑油的品種很多，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用也很重要。

2024-1-18135

上述分析只是定性的，在分析時(shí)還需要具體結(jié)合國(guó)情或廠情。W.L.Nelson提出了一“複雜程度(Complexity)”來(lái)定量的表示煉廠生產(chǎn)各種產(chǎn)品的能力，至今在國(guó)外尚有應(yīng)用。煉廠的複雜程度的計(jì)算方法如下：規(guī)定原油常壓蒸餾裝置的複雜程度為1.0，按以下公式計(jì)算煉油裝置的複雜程度：

世界主要國(guó)家煉油能力萬(wàn)t/a截止2003-01-012024-1-18136裂化催化劑的失活與再生2024-1-181372024-1-18138一、裂化催化劑的失活在反應(yīng)—再生過(guò)程中，裂化催化劑的活性和選擇性不斷下降，此現(xiàn)象稱(chēng)為催化劑的失活1．水熱失活表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比表面積減小、孔容減小、分子篩的晶體結(jié)構(gòu)破壞deactivationHydrothermaldeactivation2024-1-181392．結(jié)焦失活催化裂化反應(yīng)生成的焦炭沉積在催化劑的表面上，覆蓋催化劑表面的活性中心，使催化劑的活性和選擇性下降

結(jié)焦失活的程度與催化裂化反應(yīng)的生焦速率密切相關(guān)

焦炭催化焦附加焦可汽提焦(劑油比焦)污染焦2024-1-181403．毒物引起的失活裂化催化劑的毒物主要是某些金屬(鐵、鎳、銅、釩等重金屬及鈉)和鹼性氮化物重金屬在裂化催化劑上的沉積會(huì)降低催化劑的活性和選擇性鎳起著脫氫催化劑的作用釩會(huì)破壞分子篩的晶體並使催化劑的活性下降2024-1-18141重金屬污染的影響與其老化程度有關(guān)污染指數(shù)表示法：

鹼金屬和鹼土金屬以離子狀態(tài)存在時(shí)也可降低催化劑的活性2024-1-181424．催化劑的平衡活性(equilibriumcatalystactivity)影響催化劑平衡活性的因素主要有：①催化劑的水熱失活速度再生器的操作條件對(duì)催化劑的水熱失活速度的影響是決定性的

②催化劑的置換速率③催化劑的重金屬污染平衡劑上沉積的鎳只有約1/3的具有與新鮮鎳相同的毒性

2024-1-18143除了上面的因素以外，影響催化劑平衡活性的還有新鮮催化劑的活性及穩(wěn)定性、原料油的性質(zhì)及重金屬含量、催化劑的流失率、裝置的操作條件等研究表明，許多催化裂化裝置的催化劑置換率在每日1%左右時(shí)(對(duì)系統(tǒng)藏量)，催化劑的平衡活性約可以維持在65～752024-1-18144二、裂化催化劑的再生(regeneration)催化劑上沉積的焦炭是一種縮合產(chǎn)物，它的主要成分是碳和氫，其經(jīng)驗(yàn)分子式可寫(xiě)成（CHn）m，n=0.5～1.0通常離開(kāi)反應(yīng)器時(shí)的催化劑(待生劑)上含炭約1%，對(duì)分子篩催化劑一般要求再生劑上的碳含量降到0.1%甚至0.05%以下通過(guò)再生只能恢復(fù)催化劑由於結(jié)焦而喪失的活性，但不能恢復(fù)由於結(jié)構(gòu)變化及金屬污染而引起的失活

催化劑的再生過(guò)程決定著整個(gè)裝置的熱平衡和生產(chǎn)能力

2024-1-18145C：1.0%C：0.1～0.05%2024-1-181461．再生反應(yīng)和再生反應(yīng)熱再生反應(yīng)的熱效應(yīng)與焦炭的組成(H/C)及再生煙氣中的CO2/CO比值有關(guān)，一般CO2/CO=1.1～1.3再生反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)相當(dāng)大，足以提供本裝置熱平衡所需要的熱量

通常在計(jì)算再生熱時(shí)，是根據(jù)元素碳和元素氫的燃燒發(fā)熱值並結(jié)合焦炭的H/C以及煙氣中的CO2/CO來(lái)計(jì)算再生反應(yīng)熱，此計(jì)算值為再生反應(yīng)的總熱效應(yīng)

2024-1-18147元素氫和元素碳的燃燒熱如下：

這種計(jì)算方法實(shí)際上是把焦炭看成是碳和氫的混合物，實(shí)際計(jì)算中還須從總熱效應(yīng)中扣除某一個(gè)數(shù)值以對(duì)燃燒熱作出修正常見(jiàn)的修正方法如ESSO法(焦炭脫附熱的數(shù)值為總熱效應(yīng)的11.5%)、PACE法(從總熱效應(yīng)中扣除5～10%的水脫附熱)等2024-1-181482．再生反應(yīng)動(dòng)力學(xué)再生反應(yīng)速度決定再生器的效率，它直接對(duì)催化劑的活性、選擇性，裝置的生產(chǎn)能力有重要的影響

燒焦反應(yīng)是個(gè)非催化反應(yīng)，反應(yīng)速度受化學(xué)反應(yīng)控制

不同催化劑上的燒碳反應(yīng)速度不同主要是由於焦炭的組成及結(jié)構(gòu)不同

2024-1-18149燒焦中氫的燃燒速度是燒碳反應(yīng)的1.8～2.4倍，且對(duì)氫和碳來(lái)說(shuō)均是一級(jí)反應(yīng)，所以當(dāng)催化劑上的碳85%被燒掉時(shí)，焦炭中的氫已幾乎全部燒掉催化劑上焦炭中氫的燃燒動(dòng)力學(xué)，可以用下式來(lái)表達(dá)：2024-1-18150影響燒焦速率的主要因素有：①再生溫度溫度提高10℃，燒炭速度可提高15～20%，但提高溫度受催化劑穩(wěn)定性和設(shè)備材料的限制②氧分壓—再生壓力碳的燃燒速度與氧分壓成正比：

a.提高再生器壓力就可以提高氧分壓，從而加快燃燒速度；如再生壓力↗，反應(yīng)壓力↗，反應(yīng)物濃度↗，反應(yīng)速度↗，焦炭產(chǎn)率↗

再生壓力一般為1.4～2.0atm(表)b.提高過(guò)剩氧濃度2024-1-18151③催化劑含碳量催化劑的含碳量越高，燒焦速度越快，但再生的目的就是降低再生催化劑的含碳量，所以操作上不可能用提高再生劑含碳量的方法來(lái)加快燒焦速度④再生器催化劑藏量再生器催化劑藏量W增加，則停留時(shí)間t增加，燒焦程度深，但要求再生器尺寸增大，限制了燒焦能力2024-1-18152對(duì)於催化裂化來(lái)說(shuō)，我們希望催化劑的含碳量越低越好，催化劑含碳量越低，則其活性越高目前在工業(yè)上也開(kāi)發(fā)了各種各樣的高效再生技術(shù)，如兩段再生、再生器切線進(jìn)料、高速床再生、提高催化劑的流化品質(zhì)、降低再生器中催化劑的藏量等技術(shù)

2024-1-181533．再生器反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，結(jié)焦催化劑的再生反應(yīng)是在流化床中進(jìn)行的，流化狀態(tài)對(duì)反應(yīng)物的有效濃度有直接的影響，從而也對(duì)再生反應(yīng)速度產(chǎn)生重要的影響設(shè)再生器的入口氧濃度為21%，出口為0.5%當(dāng)氣體在流化床中處?kù)锻耆祷鞝顟B(tài)時(shí)，則有效氧濃度與出口氧濃度相同，為0.5%若氣體以平推流通過(guò)，則有效氧濃度為出口與入口濃度的對(duì)數(shù)平均值，即：

2024-1-18154例題：

已知：幹煙氣組成為CO2=15.2%(v)，CO=0，O2=1.4%，幹空氣流量為44800Nm3/h,新鮮原料量為75t/h，幹空氣中O2/N2=21/79(v)求：①燒焦產(chǎn)生的水量；

②理論需氧量；

③焦炭產(chǎn)率。2024-1-18155解：幹空氣流量=44800Nm3/h=44800/22.4=2000kmol/h

幹空氣中N2量=2000×0.79=1580kmol/h

幹空氣中O2量=2000×0.21=420kmol/h

幹煙氣中N2的百分率=1-0.152-0.014=0.834

幹煙氣量=1580/0.834=1894.5kmol/h

理論需氧量=420-1894.5×0.014=393.48kmol/h

煙氣中CO2量=1894.5×0.152=287.96kmol/h2024-1-18156

C+O2→CO2287.96287.96287.96∴燒氫耗氧量=393.48-287.96=105.52kmol/h2H2+O2→2H2O2×105.52105.522×105.52∴燒焦產(chǎn)生水量=105.52×2=211.04kmol/h

焦炭產(chǎn)量=287.96×12+105.52×2×2×1=3877.6kg/h

焦炭產(chǎn)率=3877.6/(75×103)=0.0517=5.17%

流態(tài)化基本原理2024-1-181572024-1-18158一：流態(tài)化的形成和轉(zhuǎn)化1．固定床、流化床及稀相輸送

①當(dāng)氣速較小時(shí)，催化劑堆緊，為固定床階段；

②當(dāng)氣速增達(dá)到一定程度以後，床層開(kāi)始膨脹，為膨脹床；

③當(dāng)u=umf時(shí)，固體粒子被氣流懸浮起來(lái)做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，為流化床階段；

④繼續(xù)增大氣速至u=ut，催化劑開(kāi)始被氣流帶走，為稀相輸送階段2024-1-18159因此，固體顆粒的流化可根據(jù)氣速劃分成三個(gè)階段：

①固定床階段，u<umf；

②流化床階段，umf<u<ut；

③稀相輸送階段，u>ut2024-1-18160

在固定床階段，氣體通過(guò)固定床顆粒之間的空隙時(shí)，因有摩擦阻力而產(chǎn)生壓降，摩擦阻力與氣體流速的平方成正比，故u↗，床層壓降↗

2024-1-18161當(dāng)床層所受壓力達(dá)到平衡時(shí)，床層被懸浮起來(lái)而顆粒自由運(yùn)動(dòng)。床層受三個(gè)力作用：重力、摩擦力和浮力。對(duì)催化劑來(lái)說(shuō)，其摩擦力與床層壓降有關(guān):

固體顆粒的重量為一定值，即V(1-ε)為一定值，因此當(dāng)氣速增大時(shí)，V↗，ε↗，但V(1-ε)不變，因此，△P.F也不變

隨著氣速上升，所受摩擦阻力增大，當(dāng)u達(dá)到ut時(shí)，催化劑的浮力比重力大了，催化劑也就被氣體帶走了2024-1-181622．氣-固流態(tài)化域根據(jù)流化床中氣體的表觀氣速不同，床層可以分為幾種不同的流化狀態(tài):固定床、散式流化床、鼓泡流化床、湍動(dòng)床、快速床和輸送床

①固定床

②散式流化床

③鼓泡流化床

④湍動(dòng)床

⑤快速床

⑥輸送床

2024-1-18163二：流化床的一些基本現(xiàn)象1．散式流化沒(méi)有聚集現(xiàn)象，床層介面平穩(wěn)，隨著氣速的增大，床層的空隙率增大，床層膨脹可以用床高與起始流化時(shí)的床高之比LB/Lmf來(lái)表示床層的膨脹程度，亦稱(chēng)膨脹比影響膨脹比的因素有固體顆粒的性質(zhì)和粒徑、氣體的流速和性質(zhì)、床徑和床高等在催化裂化裝置中，催化劑的密相輸送就是處?kù)渡⑹搅骰癄顟B(tài)2024-1-181642．鼓泡床的一些基本現(xiàn)象鼓泡床的固體顆粒不是以單個(gè)而是以集團(tuán)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的鼓泡床的床層包括氣泡相和顆粒相兩部分

①氣泡的形狀

②氣體返混和固體返混

③氣泡的形成

④氣節(jié)和溝流圖1圖2圖32024-1-18165⑤密相床和稀相在流化床床層的頂部有一個(gè)波動(dòng)的介面，介面以下成為密相床，介面以上的空間稱(chēng)為稀相

氣速較低時(shí)，稀相和密相之間有明顯的介面；隨著氣速的增大，密相床的密度變小而稀相的密度增大，兩相之間的介面逐漸變得不明顯⑥催化劑的夾帶被固體帶到稀相的固體顆?？梢苑譃閮刹糠郑杭?xì)顆粒：終端速度低於表觀速度較粗顆粒：終端速度比表觀速度大

2024-1-18166⑦輸送分離高度(分離空間高度)隨著氣體離開(kāi)床面向上運(yùn)動(dòng)，沿整個(gè)容器截面的速度分佈趨於均勻，當(dāng)氣體上升至某個(gè)高度時(shí)，氣體分佈達(dá)到均一，等於表觀氣速，此時(shí)的高度(以床面為基準(zhǔn))即稱(chēng)為“空間分離高度”或“輸送分離高度”能夠繼續(xù)隨氣體上升至輸送分離高度以上的顆粒只是那些終端速度低於表觀氣速的細(xì)粉，也就是說(shuō)，在稀相段的顆粒濃度隨高度增加而減小，到達(dá)輸送分離高度以後，顆粒濃度不再降低2024-1-181674．快速流化床隨著氣速的增大，當(dāng)氣速達(dá)到ufp時(shí)，即進(jìn)入快速床階段，此時(shí)，必須依靠提高固體顆粒的迴圈量才能維持床層密度形成快速流化床的基本前提條件是：①流化固體是細(xì)顆粒；②氣速超過(guò)固體顆粒的終端速度，ufp=3～4ut；③有一定的迴圈量，以保證床層有一定的密度?？焖倭骰驳奶攸c(diǎn)是：①床層很均勻；②採(cǎi)用氣速高、處理量大；③氣固接觸良好2024-1-181685．流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)其優(yōu)點(diǎn)有：

①由於返混和傳熱效率高，床層各部分溫度較均勻，避免了局部高溫現(xiàn)象，對(duì)強(qiáng)放熱反應(yīng)(再生)，可採(cǎi)用較高的反應(yīng)溫度以提高反應(yīng)速度；

②氣-固運(yùn)動(dòng)很激烈，且固體顆粒的直徑很小，因此氣固之間的傳質(zhì)效率高，提高了傳質(zhì)步驟的速率，對(duì)於擴(kuò)散