催化裂化的工藝原理是什么？
??催化裂化生產(chǎn)過(guò)程的主要產(chǎn)品是氣體、汽油和柴油,其中氣體產(chǎn)品包括干氣和液化石油氣,干氣作為本裝置燃料氣燒掉,液化石油氣是寶貴的石油化工原料和民用燃料。所謂吸收穩定,目的在于將來(lái)自分餾部分的催化富氣中C2以下組分與C*以上組分分離以便分別利用,同時(shí)將混入汽油中的少量氣體烴分出,以降低汽油的蒸氣壓,保證符合商品規格。
??吸收-穩定系統包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、穩定塔以及相應的冷換設備。由分餾系統油氣分離器出來(lái)的富氣經(jīng)氣體壓縮機升壓后,冷卻并分出凝縮油,壓縮富氣進(jìn)入吸收塔底部,粗汽油和穩定汽油作為吸收劑由塔頂進(jìn)入,吸收了C*、C4(及部分C2)的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔頂部。
??吸收塔設有一個(gè)中段回流以維持塔內較低的溫度,吸收塔頂出來(lái)的貧氣中尚夾帶少量汽油,經(jīng)再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分后成為干氣送燃料氣管網(wǎng)。吸收了汽油的輕柴油由再吸收塔底抽出返回分餾塔。解吸塔的作用是通過(guò)加熱將富吸收油中C2組分解吸出來(lái),由塔頂引出進(jìn)入中間平衡罐,塔底為脫乙烷汽油被送至穩定塔。
??穩定塔的目的是將汽油中C4以下的輕烴脫除,在塔頂得到液化石油氣〈簡(jiǎn)稱(chēng)液化氣〉,塔底得到合格的汽油——穩定汽油。吸收解吸系統有兩種流程,上面介紹的是吸收塔和解吸塔分開(kāi)的所謂雙塔流程;還有一種單塔流程,即一個(gè)塔同時(shí)完成吸收和解吸的任務(wù)。雙塔流程優(yōu)于單塔流程,它能同時(shí)滿(mǎn)足高吸收率和高解吸率的要求。
??催化裂化工藝過(guò)程，一般由三個(gè)部分組成，即反應一再生系統、分餾系統、吸收—穩定系統。對處理量較大、反應壓力較高（例如0。2MPa）的裝置，常常還有再生煙氣的能量回收系統。工藝過(guò)程圖1是一個(gè)高低并列式提升管催化裂化裝置的工藝流程。下面將其三個(gè)組成部分：反應—再生系統、分餾系統及吸收—穩定系統進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹再生系統：新鮮原料油經(jīng)換熱后與回煉油漿混合，經(jīng)加熱爐加熱至180-*20℃后至催化裂化提升管反應器下部的噴嘴，原料油由蒸氣霧化并噴入提升管內，在其中與來(lái)自再生器的高溫催化劑（600-**0℃）接觸，隨即汽化并進(jìn)行反應。
??油氣在提升管內的停留時(shí)間很短，一般只有幾秒鐘。反應產(chǎn)物經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后離開(kāi)沉降器去分餾塔。積有焦炭的催化劑（稱(chēng)待生催化劑）由沉降器落入下面的汽提段。汽提段內裝有多層人字形擋板并在底部通入過(guò)熱水蒸氣，待生催化劑上吸附的油氣和顆粒之間的空間內的油氣被水蒸氣置換出而返回上部。
??經(jīng)汽提后的待生催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)人再生器。再生器的主要作用是燒去催化劑上因反應而生成的積炭，使催化劑的活性得以恢復。再生用空氣由主風(fēng)機供給，空氣通過(guò)再生器下面的輔助燃燒室及分布管進(jìn)人流化床層。對于熱平衡式裝置，輔助燃燒室只是在開(kāi)工升溫時(shí)才使用，正常運轉時(shí)并不燒燃料油。
??再生后的催化劑（稱(chēng)再生催化劑）落人淹流管，經(jīng)再生斜管送回反應器循環(huán)使用。再生煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后，經(jīng)雙動(dòng)滑閥排人大氣。在加工生焦率高的原料時(shí)，例如加工含渣油的原料時(shí)，因焦炭產(chǎn)率高，再生器的熱量過(guò)剩，必須在再生器中設取熱設施以取走過(guò)剩的熱量。
??再生煙氣的溫度很高，不少催化裂化裝置設有煙氣能量回收系統，利用煙氣的熱能和壓力能（當設能量回收系統時(shí)，再生器的操作壓力應較高些）做功，驅動(dòng)主風(fēng)機以節約電能，甚至可對外輸出剩余電力。對一些不完全再生的裝置，再生煙氣中含有*%-10%（體積分數）的CO，可以設CO鍋爐使CO完全燃燒以回收能量。
??在生產(chǎn)過(guò)程中，催化劑會(huì )有損失及失活，為了維持系統內的催化劑的藏量和活性，需要定期地或經(jīng)常地向系統補充或置換新鮮催化劑。為此，裝置內至少應設兩個(gè)催化劑儲罐。裝卸催化劑時(shí)采用稀相輸送的方法，輸送介質(zhì)為壓縮空氣。在流化催化裂化裝置的自動(dòng)控制系統中，除了有與其他煉油裝置相類(lèi)似的溫度、壓力、流量等自動(dòng)控制系統外，還有一整套維持催化劑正常循環(huán)的自動(dòng)控制系統和當發(fā)生流化失常時(shí)的自動(dòng)保護系統。
??此系統一般包括多個(gè)自保系統，例如反應器進(jìn)料低流量自保系統、主風(fēng)機出口低流量自保系統、兩器差壓自保系統，等等。以反應器進(jìn)料低流量自保系統為例，當進(jìn)料量低于某個(gè)下限值時(shí)，在提升管內就不能形成足夠低的密度，正常的兩器壓力平衡被破壞，催化劑不能按規定的路線(xiàn)進(jìn)行循環(huán)，而且還會(huì )發(fā)生催化劑倒流并使油氣大量帶人再生器而引起事故。
??此時(shí)，進(jìn)料低流量自保系統就自動(dòng)進(jìn)行以下動(dòng)作:切斷反應器進(jìn)料并使進(jìn)料返回原料油罐（或中間罐），向提升管通入事故蒸氣以維持催化劑的流化和循環(huán)。分餾系統典型的催化裂化分餾系統見(jiàn)圖1。由反應器來(lái)的反應產(chǎn)物（油氣）從底部進(jìn)入分餾塔，經(jīng)底部的脫過(guò)熱段后在分餾段分割成幾個(gè)中間產(chǎn)品:塔頂為富氣及汽油，側線(xiàn)有輕柴油、重柴油和回煉油。
??塔底產(chǎn)品是油漿。輕柴油和重柴油分別經(jīng)汽提后，再經(jīng)換熱、冷卻后出裝置。催化裂化裝置的分餾塔有幾個(gè)特點(diǎn):①進(jìn)料是帶有催化劑粉塵的過(guò)熱油氣，因此，分餾塔底部設有脫過(guò)熱段，用經(jīng)過(guò)冷卻的油漿把油氣冷卻到飽和狀態(tài)并洗下夾帶的粉塵以便進(jìn)行分餾和避免堵塞塔盤(pán)。
??②全塔的剩余熱量大而且產(chǎn)品的分離精確度要求比較容易滿(mǎn)足。因此一般設有多個(gè)循環(huán)回流:塔頂循環(huán)回流、1-2個(gè)中段循環(huán)回流和油漿循環(huán)。③塔頂同流采用循環(huán)回流而不用冷回流，其主要原因是進(jìn)入分餾塔的油氣含有相當大數量的惰性氣體和不凝氣，它們會(huì )影響塔頂冷凝冷卻器的效果；采用循環(huán)回流代替冷回流可以降低從分餾塔頂至氣壓機入口的壓降，從而提高氣壓機的入口壓力、降低氣壓機的功率消耗。
??穩定系統吸收—穩定系統主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔及穩定塔組成。從分餾塔頂油氣分離器出來(lái)的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C*、C4組分。吸收穩定系統的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣（≤C2）液化氣（C*、C4）和蒸氣壓合格的穩定汽油。
??其中的液化氣再利用精餾的方法通過(guò)氣體分餾裝置將其中的丙烯、丁烯分離出來(lái)，進(jìn)行化工利用。催化裂化裝置的分餾系統及吸收—定系統在各催化裂化裝界中一般并無(wú)很大差別。
催化裂化的工藝原理就是在仨催化裂化催化劑的作用下，使重質(zhì)油發(fā)生分解、異構化、氫轉移和芳構化反應，還有一個(gè)副反應：綜合反應。這些反應一方面使重質(zhì)油的分子量減少，另一方面，生成有利于提高汽油和柴油質(zhì)量的烴類(lèi)結構，如異構化生成的異構烷烴和芳構化生成的芳烴都對提高汽油的辛烷值有好處：而正構烷烴的減少也有利于柴油牌號的提高；氫轉移反應是指兩個(gè)烯烴中，一個(gè)烯烴將自己的一對氫轉移到另一個(gè)烯烴，而自己最后縮合生成焦炭的反應，這一反應使得產(chǎn)品的飽和度上升，有利汽油和柴油安定性的提高。催化裂化的催化劑為分子篩催化劑，是一種多孔的固體。
