Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. Справочник по эксплуатации, проектированию и оптимизации установок ККФ

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Каталитический крекинг 
в псевдоожиженном слое 
катализатора.

Реза Задегбейджи

Справочник
 по эксплуатации, проектированию 
и оптимизации установок ККФ

Перевод с английского языка 3-го издания
под редакцией О. Ф. Глаголевой

Санкт-Петербург
2014

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

УДК 665.64
ББК 35.514 

              Р. Задегбейджи
З14        Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. Справочник 
по эксплуатации, проектированию и оптимизации установок ККФ : пер. с англ. 
яз. 3-го изд; под ред. О. Ф. Глаголевой. — СПб. : ЦОП «Профессия», 2014. — 384 с., ил.

ISBN 978-5-91884-059-7 
ISBN 978-0-12-386965-4 (англ.)

Рассмотрены характеристики основного сырья различного состава и принципы 
химизма крекинга. Представлены характерные особенности процесса, различные модификации технологических схем, устройство основных аппаратов. Приведены сведения 
о способах контроля и управления работой установки, обеспечения качества продукции с учетом влияния сырья, катализатора, рабочих условий, механического оборудования, экологических проблем и способности нефтеперерабатывающего предприятия 
перерабатывать дополнительные объемы сырья. Специальные главы содержат данные 
о катализаторах,  включая особенности применения цеолитов и технику приготовления 
катализатора; актуальные вопросы каталитического крекинга остатков. В отдельных 
разделах даны рекомендации по оптимизации работы установок, безопасному мониторингу режимов процесса, устранению неисправностей.
Книга рекомендована инженерно-техническим специалистам НПЗ, а также специалистам исследовательских и проектных институтов, аспирантам и студентам вузов 
нефтегазового профиля.

УДК 665.64
ББК 35.514 

All rights reserved. T his edition of Fluid Catalytic Cracking Handbook : An Expert Guide to 
the Practical Operation, Design, and Optimization of FCC Units by Reza Sadeghbeigi is published by 
arrangement with ELSEVIER INC., a Delaware corporation having its principal place of business at 360 Park 
Avenue South, New York, NY 10010, USA

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то 
ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и 
не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги

ISBN 978-0-12-386965-4 (англ.)  
© Elsevier Inc. All rights reserved, 2012 
ISBN 978-5-91884-059-7  
© ЦОП «Профессия», 2014 
 
© Перевод, оформление: ЦОП «Профессия», 2014

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление

Предисловие к русскому изданию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Предисловие к третьему изданию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Благодарность автора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Глава 1. Описание процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Предварительный подогрев сырья  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Питающие форсунки — райзер (лифт-реактор)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Отделение катализатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Отпарная секция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Регенератор — рекуперация тепла/катализатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Полное и неполное сгорание. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Стояк регенерированного катализатора/золотниковый клапан  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Схемы рекуперации теплоты дымового газа и восстановления давления . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Устройства загрузки и выгрузки катализатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Основная ректификационная колонна  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Газофракционирующая установка  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Очистные установки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Глава 2. Контрольно-измерительная аппаратура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Рабочие параметры (переменные)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Контрольно-измерительная аппаратура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Глава 3. Характеристики сырья ККФ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Классификация углеводородов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Физические свойства сырья  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Примеси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Эмпирические корреляции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Преимущества гидроочистки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора

Глава 4. Катализаторы ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Компоненты катализатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Технологии производства катализаторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Свойства свежего катализатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Анализ равновесного катализатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Управление катализатором  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Анализ катализатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Глава 5. Добавки к катализатору и сырью  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Активатор горения СО. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
SOx -добавка  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
NOx -добавка  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Добавка ZSM-5  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Пассивация металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Добавки крекинга кубового остатка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

Глава 6. Химические реакции ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Термический крекинг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Каталитический крекинг  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Термодинамические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Глава 7. Контроль и управление установкой  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Материальный баланс  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Тепловой баланс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Выравнивание давления  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Глава 8. Продукты и экономические показатели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Продукты ККФ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Экономические характеристики ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Список использованной литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Глава 9. Эффективная реализация и управление проектом  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Управление проектом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

Глава 10. Огнеупорная футеровка технологического оборудования  . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Материалы/Производство  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Огнеупорная футеровка, армированная фиброй из нержавеющей стали. . . . . . . . . . . . . . . . 225
Типы огнеупорных материалов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Литые огнеупоры  — типы продуктов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Анкеры   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Проектирование огнеупорной футеровки технологического оборудования  . . . . . . . . . . . . . 240
Технологии нанесения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Сушка огнеупорной футеровки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Содержание

Предварительный нагрев огнеупорной футеровки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
Сушка огнеупорной футеровки при пуске оборудования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Последующий нагрев огнеупорной футеровки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Примеры огнеупорных систем в установках ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Благодарность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

Глава 11. Принципы технологического и механического проектирования 
                          установок и оборудования ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Качество катализатора ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Работа при повышенной температуре  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Качество огнеупорной футеровки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Модернизация нефтеперерабатывающей промышленности.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

Глава 12. Выявление и устранение неисправностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Несколько основных принципов эффективного выявления и устранения неисправностей. 271
Основные физические свойства катализатора ККФ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Основы циркуляции катализатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Потери катализатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Закоксовование/засорение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Увеличение дожигания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Турбодетандеры горячего газа  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Реверсирование потока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

Глава 13. Оптимизация и расшивка узких мест  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Введение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Подход к оптимизации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Улучшение рентабельности установки ККФ путем применения апробированных 
        технологий  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Видимые ограничивающие параметры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Расшивка узких мест  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Гидравлика контура ввода сырья  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Структура реактор/регенератор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Система распределения воздуха и отработанного катализатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
Расшивка узких мест при циркуляции катализатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Расшивка узких мест при подаче воздуха горения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Регенерация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Система дымового газа  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Катализатор ККФ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Расшивка узких мест на основной ректификационной колонне 
        и газофракционирующей установке. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Расшивка узких мест в компрессоре жирного газа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
Улучшение работы абсорбционной и отпарной колонн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Расшивка узких мест в работе дебутанизатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Контрольно-измерительная аппаратура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Энергетические системы/внешние технологические объекты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

Глава 14. Выбросы в окружающую среду  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
Нормативы концентрации загрязняющих веществ для нового источника. . . . . . . . . . . . . . . 330
Максимально достижимая технология контроля (MACT II) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора

Постановления о разрешении Агентства по охране окружающей среды США (EPA)  . . . . . 332
Способы контроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Твердые частицы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Импульсная очистка с металлокерамическими фильтрами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
NOx   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
Technology LoTOxTM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

Глава 15. Переработка остаточного сырья и сырья глубокой гидроочистки. . . . . . . . . 347
Крекинг остаточного сырья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
Технологии RFCC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
Эксплуатационная и механическая надежность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Влияние остаточного сырья на технологический процесс. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Переработка сырья глубокой гидроочистки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Выводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

Приложение 1. Соотношение температуры и вязкости жидкости  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

Приложение 2. Поправка относительно среднеобъемной температуре кипения  . . . . . 361

Приложение 3. Корреляции TOTAL  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

Приложение 4. Корреляции n-d-M  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

Приложение 5. Оценка молекулярной массы нефтяных масел на основе 
                                    показателей вязкости  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

Приложение 6. Соотношение кинематической вязкости и вязкости 
                                    в универсальных секундах Сейболта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

Приложение 7. Корреляции API (АНИ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

Приложение 8. Определение терминов флюидизации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

Приложение 9. Преобразование температуры отгона 50% по ASTM D86 
                                    в ИТК 50%. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

Приложение 10. Определение границ отделения фракции при ИТК 
                                      по ASTM D86 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

Приложение 11. Номинальные диаметры труб  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

Приложение 12. Переводные коэффициенты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

Словарь терминов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Предисловие к русскому изданию

Хорошо известно, что процесс каталитического крекинга в кипящем (псевдоожиженном)  слое катализатора продолжает занимать важное место в схемах современных нефтеперерабатывающих заводов. Его роль, несмотря на бурное развитие 
гидрокрекинга, остается весьма существенной как за рубежом, так и у нас в стране.
Данная книга содержит обширный материал, который позволяет не только 
усвоить характерные особенности процесса, различные модификации технологических схем, устройство основных аппаратов, но и получить ценные сведения 
о путях управления режимом крекинга сырья различного состава и регенерации 
катализатора, возможностях компенсации потерь катализатора как в реакторе, 
так и в регенераторе, восстановления потери активности катализатора, осуществления безопасного мониторинга  режима процесса  и т. д. 
В книге дается характеристика сырья различного состава, рассматриваются 
общие принципы химизма крекинга.  
Большое внимание уделено катализаторам, особенностям применения цеолитов, технике приготовления катализатора, созданию поровой структуры, размера элементарной ячейки (РЭЯ) и т. д.
В книге можно найти и сведения о способах контроля и управления работой 
установки, обеспечения качества продукции с учетом влияния сырья, катализатора, рабочих условий, механического оборудования, экологических проблем 
и способности нефтеперерабатывающего предприятия перерабатывать дополнительные объемы сырья. Уделено внимание оптимизации работы, устранению 
неисправностей и расшивке узких мест.
Важное место занимает раздел, посвященный каталитическому крекингу 
остатков, что весьма актуально для современных НПЗ. Приводятся варианты 
технологий переработки остаточного сырья, разработанных  ведущими нефтяными компаниями, уделено внимание особенностям проектирования установок, 
предназначенных для переработки остатков, 
Следует отметить, что книга снабжена схемами, таблицами, графиками, поясняющими текст, примерами расчетов отдельных узлов. Все это дает ценную 
фактическую информацию и позволяет лучше усвоить представленный материал. Завершается книга приложениями и трактовкой основных терминов.
Книгу можно рекомендовать  работникам нефтеперерабатывающих предприятий,  а также специалистам исследовательских и проектных институтов. Она 
будет полезна она аспирантам и студентам вузов нефтегазового профиля, а также 
молодым специалистам, повышающим свою квалификацию.

                             О.Ф. Глаголева
Д-р техн. наук, профессор

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Предисловие к третьему изданию

Я родился в Иране. Мне повезло получить образование и работать в Соединенных Штатах Америки. В начале 70-х годов прошлого века я начал свой путь разнорабочим, а затем — рабочим буровой бригады на морском нефтепромысле. Уже почти 
40 лет я работаю в отрасли и всегда хотел поделиться своими знаниями и опытом. 
Мною было опубликовано множество работ, проведены семинары. Помогал осуществлять специальную подготовку персонала. Этой книгой я хотел бы выразить благодарность всем тем, с кем повстречался на своем профессиональном пути.
В последние годы в Соединенных Штатах происходило разукрупнение нефтеперерабатывающей промышленности. Это вызвало уход из отрасли  ведущих специалистов по нефтепереработке. Для их замены новыми кадрами специальной системы подготовки нет. Одним из способов передачи их бесценного 
опыта являются ежегодные конференции. Однако за последние 10 лет эти конференции оказались подвержены влиянию политкорректности и коммерческих интересов. Зачастую выступающие ораторы были не очень знакомы 
с практической стороной рассматриваемых тем. Более того, многих участников 
этих конференций вполне устраивает сложившееся положение дел, и они не горят желанием публично высказывать новые идеи.
В этом издании я хотел бы передать свой опыт, накопленный в течение 35 лет 
работы в области каталитического крекинга. Все остальные публикации на тему 
каталитического крекинга не являются независимыми от коммерческих интересов различных кругов и не предоставляют значимую практическую информацию, которая могла бы оказаться полезной для выбора правильных решений 
в постоянно меняющейся отрасли. В качестве примера таких решений можно 
назвать переработку подходящего сырья, покупку надлежащего свежего катализатора и/или добавок, правильное проектирование оборудования установок крекинга и способность эффективной оптимизации/устранения неполадок в работе 
установки.
По сравнению со вторым изданием в данную книгу было добавлено несколько глав, другие главы, публиковавшиеся ранее были существенно дополнены. 

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

В новую главу об огнеупорной футеровке было внесено много практической информации, необходимой для обеспечения долгосрочной механической надежности работы оборудования установок крекинга. В главе о крекинге остатков 
приведены возможности достижения максимального выхода при долгосрочной эксплуатации установки. В главе, посвященной выбросам дымовых газов, 
перечислены различные эффективные способы работы в рамках требований по 
выбросам газов в атмосферу с сохранением рентабельности процессов.
Я рад, что удалось выпустить третье издание моей книги. В работе над ней 
мне помогали эксперты нефтеперерабатывающей отрасли и мои коллеги из RMS 
Engineering, Inc. Каждая глава была тщательно проверена на точность и полноту 
изложения информации. Главным было предложить инструментарий для максимальной рентабельности и надежности существующих процессов, не приводящих к серьезным затратам на их осуществление. Я надеюсь, что эта книга окажется полезной для всех специалистов, работающих в области каталитического 
крекинга.
В будущем я по-прежнему намерен делиться своими теоретическими и практическими знаниями в этой области.

Реза Задегбейджи
Хьюстон, Техас
reza@rmsfee.com

Благодарность автора

Я особенно хочу поблагодарить моих коллег по RMS Engineering, Inc., Shari 
Glazier, Lee Kittleson and Larry Gammon, которые сделали все возможное, чтобы эта книга увидела свет. Также хочу выразить признательность Doug Hogue, 
специалисту из HRCI, за большую помощь в написании главы об огнеупорной 
футеровке.

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Об авторе

Реза Задегбейджи обладает огромным опытом работы в области каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора (ККФ каталитический 
крекинг-флюид). Начиная с 1977 года, он работал более чем со ста различными установками ККФ. В университете штата Айова он получил степень бакалавра в области химических технологий, а степень магистра — в университете 
штата Оклахома. Он имеет лицензию дипломированного инженера в штатах Техас и Луизиана.
В январе 1995 г. Реза Задегбейджи учредил компанию RMS Engineering, 
Inc. для оказания инженерно-проектных услуг в области каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора. Его компания оказывает проектное и практическое содействие в таких сферах, как проектирование оборудования для ККФ, оптимизация и устранение неполадок в работе установок, а также 
осуществляет специальную подготовку операторов установок и инженерного 
персонала. 

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Описание процесса

Глава 1

Описание процесса

Во всем мире будет постоянно расти спрос на моторное топливо и удовлетворяться он будет, в основном, за счет бензина и дизельных топлив. Процесс каталитического крекинга в псевдоожиженном катализаторе (ККФ) попрежнему играет ведущую роль на нефтеперерабатывающих предприятиях, 
являясь первичным конверсионным процессом переработки сырой нефти в легкие фракции. В обозримом будущем процессы ККФ, по всей видимости, будут 
использовать для переработки биотоплива и, вероятно, для сокращения выбросов CO2. Для многих предприятий нефтепереработки установка каталитического крекинга является ключевой в плане достижения рентабельности, так 
как успешная работа этой установки определяет конкурентные возможности 
предприятия на мировом рынке.
Первые промышленные установки ККФ были введены в эксплуатацию в 1942 году и с той поры был достигнут значительный прогресс в улучшении механической 
надежности установки и ее способности перерабатывать более тяжелые и менее 
ценные виды сырья. Процессы ККФ постоянно адаптируют к меняющимся потребностям рынка. Ниже перечислены основные этапы развития каталитического крекинга.
На установке ККФ применяется микросферический катализатор, который 
при правильном ожижении ведет себя подобно жидкости. Основное назначение установки ККФ — преобразование высококипящих нефтяных фракций, 
называемых газойлем, в ценные виды моторных топлив (бензин, авиационный 
керосин и дизельное топливо). Сырьем установки ККФ часто служат фракции 
вакуумного газойля с температурой кипения в диапазоне более 650–1050 F 
(330-550 °C). Свойства сырья будут рассмотрены в третьей главе.
В настоящее время по всему миру эксплуатируется приблизительно 350 установок каталитического крекинга (102 из них в США). Их суммарная мощность 
переработки составляет более 14,7 млн баррелей в день [1]. Большинство существующих установок ККФ были спроектированы или модифицированы шестью 
основными производителями:
1. UOP (Universal Oil Products).
2. Kellogg Brown & Root — KBR (бывшая The M.W. Kellogg Company).
3. Exxon Mobil Research and Engineering (EMRE).
4. The Shaw Group Inc.
5. CB&I Lummus.
6. Shell Global Solutions International.

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Глава 1

История развития процессов каталитического крекинга до появления 
крекинга в псевдоожиженном слое катализатора

1915 г.
Алмер Мак-Аффи из Gulf Refining Co.обнаружил, что хлористоалюминиевый катализатор способен крекировать тяжелые фракции нефти. 
Однако высокие издержки производства такого катализатора помешали 
широкому распространению процесса Мак-Аффи

1922 г.
Французский инженер Эжен Жюль Гудри (Houdry) и французский 
фармацевт Е.А. Продом организовали лабораторию для разработки 
процесса преобразования бурого угля в бензин. Запущенная в строй 
в 1929 г. демонстрационная установка показала экономическую неэффективность этого процесса. Гудри удалось обнаружить, что фуллерова земля, глина с содержанием алюмосиликатов (Al2SiO6) может использоваться для преобразования масла, содержащегося в буром угле, 
в бензин.

1930 г.
Гудри получил приглашение от The Vacuum Oil Company перенести свою 
лабораторию в Палсборо.

1931 г.
В результате слияния The Vacuum Oil Company и Standard Oil of New York 
(Socony) образована Socony – Vacuum Oil Company.

1933 г.
Из-за экономической депрессии тридцатых годов XX в. была введена 
в эксплуатацию лишь небольшая установка Гудри мощностью 200 баррелей в день. Socony-Vacuum не смогла нести расходы на исследования 
Гудри и позволила ему привлечь других спонсоров. К развитию процесса Гудри подключилась Sun Oil Company.

1936 г.
Использование природных глин значительно улучшило эффективность 
крекинга

1937 г.
Sun Oil начала эксплуатацию установки Удри мощностью 12 000 баррелей в день. В процессе Гудри использовались реакторы с неподвижным слоем катализатора, а сам процесс являлся полунепрерывным. 
Почти 50% продукции крекинга приходилось на долю бензина

1938 г.
Коммерческая успешность процесса Гудри вынудила Standard Oil of 
New Jersey возобновить исследования в области крекинга в составе 
консорциума, включавшего в себя пять компаний (Standard Oil of New 
Jersey, Standard Oil of Indiana, Anglo-Iranian Oil, Texas Oil и Dutch 
Shell), две проектно-строительных компании (M.W. Kellogg и Universal 
Oil Products), и немецкую химическую компанию (I.G. Farben). Консорциум получил название Catalyst Research Associates (CRA) и его целью стала разработка процесса каталитического крекинга, который не 
нарушал бы патентные права Гудри. Два профессора Массачуссетского 
технологического института (Warren K. Lewis и Edwin R. Gilliand) предложили решение, согласно которому поток газов с низкой скоростью

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru