催化裂化的工艺特点及基本原理百克网：2008-5-3011:03:16文章来源：本站一、催化裂化工艺过程的特点催化裂化过程是使原料在有摧化剂存在下，在470～530度和0.1～0.3兆帕的压力条件下，发生一系列化学反应，转化成气体，汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。催化裂化的原料一般是重质馏分油，例如减压馏分油(减压蜻油)和焦化馏分油等，随着催化裂化技术和催化剂工艺的不断发展，进一步扩大了催化裂化原料范围，部分或全部渣油也可作催化原料。催化裂化过程具有以下几个特点：(1)轻质油收率高，可达70～80％，而原油初馏的轻质油收率仅为10～40％。这里所说轻质油是指汽油、煤油和柴油的总和。(2)催化汽油的辛烷值较高，研究法辛烷值可达85以上。汽油的安定性也较好。(3)催化柴油的十六烷值低，常与直馏柴油词台使用或经加氢精制提高十六烷值，以满足规格要求。(4)催化裂化气体产品约占10～20％左右，其中90％左右是C8、C4。(称为液化石油气)。C8、C4；组分中含大量烯烃。因此这部分产品是优良的石油化工和生产高辛烷值汽油组分的原料。根据所用原料、催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体上，气体产率为10～20％，汽油产率为30～50%和，柴油产率不超过40和，焦炭产率在5～7%左右。由以上产品产率和产品质量情况可以看出，催化裂化过程的主要目的是生产汽油。根据我国国情，交通运输和农业的发展，对柴油的需求量很大，调整操作条件，可在生产汽油的同时，提高柴油的产率，这是我国催化裂化技术的特点。二、催化裂化的化学原理（一）催化裂化条件下可能进行的化学反应1．烷烃裂化为较小分子的烯烃和烷烃1．烷烃裂化为较小分子的烯烃和烷烃2.烯烃裂化为较小分子的烯烃3．烷基芳烃脱烷基反应4．烷基芳烃侧链断裂5．环烷烃裂化为烯烃假如环烷烃中仅有单环，则环不打开：6．氢转移反应如：环烷烃+烯烃→芳香烃+烷烃7．异构化反应：烷烃→异构烷烃烯烃→异构烯烃8．芳构化反应烯烃环化脱氢生成芳香烃，如：9．缩合反应单环芳烃可缩台成稠环芳烃，最后可缩合成焦炭，并放出氢气，使烯烃饱和。如：上述化学反应中，裂化反应、氢转移反应以及缩台反应是催化裂化的特征反应。由以上列举的反应可见，在烃类的催化裂化反应过程中，裂化反应的进行，使大分子分解为小分子的烃类，这是催化裂化工艺成为重质油轻质化重要手段的根本依据，而氢转移反应使催化汽油饱和度提高、安定性好．异构化、芳构化反应是催化汽油辛烷值高的重要原因。在催化裂化条件下，主要反应的平衡常数很大，可视为不可逆反应，因而不受化学平衡的限制；最主要的反应——裂解反应是吸热反应，其它一些反应，有的虽属放热反应，但不是主要反应，或者其热效应较小，因此，就整个催化裂化过程而言是吸热过程。欲使反应在一定条件下进行下去，必须不断向反应系统提供足够的热量。(二)石油馏分的催化裂化石油馏分的催化裂化结果，并非各族烃类单独反应的综合结果，而是各反应之间相互影响。更加重要的是，石油馏分的催化裂化反应是在固体催化荆表面上进行的，某种烃类的反应速度，不仅与化学反应本身的速度有关，而且与它们的吸附和脱附性能有关，烃类分子必须被吸附在催化剂表面上才能进行反应。如果某一烃类尽管本身的反应速度很快，但吸附速速度很慢，那么该烃类的最终反应速度也不会很快，换言之，某种烃类催化裂化反应的总速度是由吸附速度和反应速度共同决定的。大量实验证明，不同烃类分子在催化剂表而上的吸附能力不同，其顺序如下：稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基单环芳烃>单环环烷烃>烷烃同类分子，分子量越大越容易被吸附。按烃类化学反应速度顺序排列，大致如下：烯烃>大分予单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃和环烷烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃综合上述两个排列顺序可知，石油馏分中芳烃虽然吸附能力强，但反应能力弱，吸附在催化剂表面上占据了相当的表面积，阻碍了其它烃类的吸附和反应，使整个石油馏分的反应速度变慢。对于烷烃，虽然反应速度快，但吸附能力弱，从而对原料反应的总效应不利。从而可得出结论：环烷烃有一定的吸附能力，又具适宜的反应速度，因此可以认为，富古环烷烃的石油馏分应是催化裂化的理想原料。然而，实际生产中，这类原料并不多见。石油馏分的催化裂化反应是复杂反应，这是它的另一个特点。反应可同时向几十方向进行，中间产物又可继续反应，从反应工程观点来看，这种反应属于平行一顺序反应。原料油可直接裂化为汽油或气体，属于一次反应，汽油又可进一步裂化生成气体，这就是二次反应。如图5—1所