催化裂化工艺与工程 第2版 上PDF电子书下载

上册 1

第一章 绪论 1

第一节 催化裂化的发展史 1

一、流化催化裂化的诞生 1

二、流化催化裂化的发展 7

三、催化剂 24

第二节 催化裂化装置的组成 31

一、反应-再生部分 31

二、产品分馏及原料预热部分 32

三、吸收稳定部分 37

四、催化裂化装置规模 39

第三节 催化裂化在炼油工艺中的地位和作用 44

一、主要产品的地位 44

二、催化裂化的上游工艺 49

三、催化裂化型炼油厂 58

四、催化裂化的下游工艺 65

第四节 能量消耗及节能 77

一、概述 77

二、装置用能特点及用能过程剖析 77

三、典型装置能耗分析 82

四、装置用能评价 84

五、合理用能的若干问题 85

六、能量回收设备 87

第五节 环境保护 91

一、大气污染的防治 91

二、水污染的防治 96

三、产品应用中的环境保护 101

第六节 技术经济 105

一、工业装置的建设费用 105

二、加工费用和经济效益 108

三、掺炼渣油的技术经济 111

四、原料油预处理的技术经济 112

五、清洁燃料的技术经济 115

六、装置内部的技术经济 118

参考文献 119

第二章 催化裂化的化学 126

第一节 催化裂化的化学反应 126

一、催化反应 126

二、非催化反应 128

第二节 催化裂化理论 129

一、正碳离子的性质及其形成机理 130

二、正碳离子的反应 131

三、正碳离子理论的应用 137

第三节 热力学 138

一、平衡时基本上进行完全的反应 139

二、平衡时进行不完全的反应 139

三、不能有效发生的反应 139

第四节 纯烃的催化裂化 141

一、烷烃 141

二、烯烃 143

三、环烷 144

四、芳烃 146

五、不同烃类裂化反应的比较 149

第五节 馏分油的催化裂化 150

一、不同烃类组成馏分油的催化裂化 150

二、馏分油裂化的一次反应及二次反应 151

三、几种主要的二次反应 154

第六节 渣油的催化裂化 159

一、沥青质与胶质的裂化 159

二、渣油中杂质对反应的影响 163

第七节 催化剂表面酸性与催化活性的关系 164

一、质子酸与非质子酸 164

二、催化剂酸性与活性的关系 166

三、质子酸与非质子酸对馏分油催化裂化的影响 168

第八节 扩散限制与择形催化 169

一、扩散限制 169

二、择形催化 170

参考文献 179

第三章 催化剂与助剂 182

第一节 催化剂的研究及开发 182

一、沸石（分子筛） 182

二、Y型沸石的改性 193

三、超稳Y型沸石的基本性质 203

四、催化剂的基质 214

五、全白土型催化剂 222

第二节 催化剂的配方设计 225

一、重油催化裂化催化剂 225

二、生产高辛烷值汽油的催化剂 240

三、提高柴油收率的催化剂 244

四、增产低碳烯烃的催化剂 244

五、生产清洁催化裂化汽油的催化剂 253

六、适应短接触反应的催化剂 259

第三节 工业裂化催化剂 260

一、几种代表性的工业裂化催化剂 260

二、几种典型的生产流程及工艺 270

三、工业平衡催化剂的性质 276

第四节 裂化催化剂的分析评价 280

一、化学及物理性质分析 281

二、反应性能评价 287

第五节 催化剂的失活和活性平衡 302

一、催化剂的失活 302

二、水热稳定性 306

三、金属中毒失活 310

四、工业装置的活性平衡 322

第六节 催化剂的粉碎和粒度平衡 333

一、强度、磨蚀与粉碎 334

二、平衡粒径分布 340

三、催化剂的粒度和外观管理 343

第七节 裂化催化剂助剂 344

一、一氧化碳助燃剂 344

二、辛烷值助剂 348

三、金属钝化剂 354

四、钒捕集剂 358

五、SOx转移助剂 359

六、降低再生烟气NOx助剂 365

七、降低FCC汽油烯烃助剂 368

八、降低FCC汽油硫含量助剂 372

九、其他助剂 376

第八节 催化剂和助剂的使用设施 379

一、催化剂的储存和装卸 379

二、助剂的加剂设施 381

三、系统催化剂的置换 382

四、平衡催化剂和废催化剂的处置 384

参考文献 390

第四章 原料和产品 400

第一节 原料的来源 400

一、催化裂化过程对原料的要求 400

二、原料的来源 402

第二节 原料的特性 408

一、馏程、密度和特性因数 408

二、族组成 410

三、结构参数 415

四、氢含量 424

五、残炭 428

六、非烃化合物 432

第三节 原料性质对催化裂化的影响 434

一、特性因数 434

二、分子量、平均沸点和馏程 435

三、芳碳 436

四、族组成 436

五、硫含量 439

六、氮含量 440

七、氢含量 444

八、原料性质变化的灵敏度 456

第四节 产品 459

一、气体 459

二、汽油 461

三、轻柴油（轻循环油） 480

四、回炼油（重循环油） 483

五、澄清油 483

六、催化裂化多产低碳烯烃工艺的产品 485

参考文献 489

中册 491

第五章 流态化与气-固分离 491

第一节 气-固流态化概述 491

一、气-固流态化过程中颗粒的物理特性与分类 491

二、气-固流态化域及域图 505

三、A类颗粒流态化域转变速度的关联式 512

四、不同流态化域的流态化行为 517

五、温度、压力对流化系统的影响 522

六、气-固流态化的模拟方法简述 524

小结 525

第二节 散式流化床与鼓泡床和湍动床 526

一、散式流化床 527

二、鼓泡床与湍动床 530

小结 578

第三节 颗粒夹带和扬析 579

一、颗粒夹带机理和影响夹带的因素 580

二、输送分离高度 584

三、气相饱和夹带量 586

四、扬析和夹带率 590

小结 602

附录1 602

附录2模型的用法 603

附录3模型方程的应用 604

第四节 快速床 605

一、快速床的流态化特性 605

二、快速床几何形状对颗粒与流体动力学的影响 615

三、快速床流动模型 616

小结 634

第五节 输送床与气固并流下行循环床 635

一、气固并流上行循环床、密相气力输送床与稀相气力输送床的流态化特性 635

二、气固并流下行循环床的流态化特性 642

三、气固并流上行循环床（提升管反应器）及气固并流下行循环床反应器流动模型 647

附录 湍流气粒两相流动模型 666

第六节 流化床的传热 693

一、颗粒与气相传热 693

二、散式流化床内气体颗粒间传热 694

三、鼓泡床传热 695

四、鼓泡床与器壁传热 696

五、快速床传热 703

六、气动输送与壁面传热 717

小结 718

第七节 流化床的传质 718

一、流体与固体颗粒间传质与传热的类比律 718

二、散式流化床传质 719

三、鼓泡床与湍动床传质 720

四、快速床传质 732

小结 732

第八节 立管输送——固体颗粒向下流动 733

一、流动区域的划分 735

二、压力降 740

三、工业立管 742

四、汽提段 760

五、催化剂输送类型 764

六、催化剂流动的稳定性 768

七、提高FCC装置催化剂循环速率技术 771

小结 772

第九节 工业提升管和颗粒气力输送 773

一、稀相垂直气体输送系统流型 773

二、稀相输送的特点 774

三、垂直管稀相输送中噎噻等问题 775

四、垂直输送系统压降 782

五、稀相水平管、斜管及弯头输送压降 786

六、稀相输送适宜速度的选择 789

七、密相提升管 790

小结 791

第十节 反应器-再生器间的压力平衡 792

一、概述 792

二、由待生和再生催化剂线路分别计算系统压力平衡法 793

三、循环回路压力平衡法 798

第十一节 气-固分离 801

一、惯性分离器 801

二、旋风分离器 803

三、烟气除尘旋风分离器 813

四、反应器专用旋风分离器 822

符号表 824

参考文献 832

第六章 操作变量与热平衡 846

第一节 裂化和再生反应的热平衡 846

一、基本热平衡 847

二、影响热平衡的变量 852

三、热平衡操作区 854

第二节 关键操作变量对转化率和产品分布的影响 855

一、独立变量 855

二、非独立变量 877

第三节 操作变量对汽油、轻柴油的产率和质量的影响 886

一、操作变量影响汽油产率和辛烷值 886

二、操作变量对汽油烯烃含量的影响 891

三、操作变量影响柴油的产率和性质 893

第四节 操作变量的相互关联 895

一、催化裂化的操作“窗” 895

二、利用简化热平衡方程关联操作变量 896

第五节 催化裂化工业装置的操作数据 900

参考文献 912

下册 913

第七章 裂化反应工程 913

第一节 催化裂化反应数学模型的特点 913

一、各类烃化合物的裂化反应动力学特征 913

二、催化裂化反应数学模型的特点 915

三、Blanding方程及其应用 918

第二节 近代关联模型的开发和应用 925

一、关联模型的基本形式 925

二、ESSO关联模型的改进 935

三、Amoco关联模型 937

四、Profimatics关联模型 940

五、我国关联模型的开发和应用 942

第三节 集总动力学的研究和有关模型 946

一、集总动力学基本理论概述 946

二、三集总动力学模型的开发 949

三、六集总动力学模型的研究 959

四、十集总动力学模型的开发 962

五、十一集总动力学模型的开发 968

六、十三集总动力学模型的开发 975

第四节 结构转化模型和综合数学模型的研究 982

一、分子结构转化模型的发展 982

二、提升管综合数学模型的研究 1001

第五节 生焦动力学和裂化催化剂的暂时失活 1018

一、裂化催化剂上焦炭的结构分布和分类 1018

二、生焦动力学 1027

三、结焦失活动力学 1033

四、碱氮化合物对失活的影响 1045

第六节 催化裂化装置的优化和控制 1053

一、催化裂化装置的优化 1054

二、催化裂化装置的控制 1065

三、催化裂化装置的稳定性分析 1088

第七节 反应器的有关工艺和工程问题 1102

一、工艺方案和物料平衡 1102

二、热效应和温度分布 1143

三、提升管反应器 1153

四、热裂化反应及其影响 1185

五、汽提段的效率 1198

六、下行管式反应器 1212

七、提高催化裂化装置的可靠性和灵活性 1214

参考文献 1219

第八章 结焦催化剂的再生 1234

第一节 结焦催化剂颗粒的再生模型 1234

一、气体-颗粒反应的一般模型 1234

二、催化剂颗粒的烧焦炭模型 1237

三、效率因子、Thiele模数和Weisz模数 1243

第二节 催化剂再生动力学 1246

一、焦炭燃烧的化学反应 1246

二、焦炭中碳的燃烧动力学和机理 1247

三、催化剂上碳燃烧的研究情况简述 1249

四、金属对烧碳速度的影响 1256

五、焦炭中氢的燃烧 1257

六、焦炭中氮的燃烧 1259

七、焦炭中硫的燃烧 1262

八、烧焦中一氧化碳的生成和一氧化碳的均相氧化 1263

九、一氧化碳非均相催化氧化 1268

十、烧焦动力学小结 1270

第三节 流化床烧焦 1270

一、再生器模型分类 1270

二、经验模型 1271

三、机理模型 1273

四、常规再生器分区模型 1282

五、快速床模型 1289

六、一氧化碳燃烧模型 1295

第四节 催化剂再生工艺 1298

一、单段再生 1299

二、两段再生 1311

三、循环床再生 1322

第五节 催化剂再生工程和技术评价 1330

一、再生器的工程特点 1330

二、几种再生技术的综合评价 1343

符号表 1349

参考文献 1354

题目索引 1360