催化裂化的化学反应类型
催化裂化技术
催化裂化原料 催化裂化原料分为馏分油和渣油两大类。
1、Distillate Oil(馏分油)
(1)直馏重馏分油(350～500℃)
大多数直馏重馏分含芳烃较少，容易裂化，轻油收率较高， 是理想的催化裂化原料。
(2)热加工产物：焦化蜡油、减粘裂化馏出油等。
其中烯烃、芳烃含量较多，转化率低、生焦率高。不单独
• 5．正碳离子将H+ 还给催化剂，本身变成烯烃，反应中止。
催化裂化催化剂
一、催化裂化剂的种类、组成和结构
工业上使用的裂化催化剂归纳起来有三大类：
1、天然白土催化剂
催化裂化装置最初使用的经处理的天然白土，其主要活性 组分是硅酸铝。
2、无定型硅酸铝催化剂
天然白土被人工合成硅酸铝所取代。
• 无定型硅酸铝催化剂 • 硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝，合成硅酸铝依铝含量的不同又分 为低铝（含Al2O310%~13%）和高铝（含Al2O3约25%）二种。其催化剂 按颗粒大小又分为小球状（直径在3~6mm）和微球状（直径在40~80）。 • Al2O3、SiO2及少量水分是必要的活性组分，而其它组分是在催化剂的制 备过程中残留下来的极少量的杂质。合成硅酸铝是由Na2SiO3和Al2(SO4)3 溶液按一定的比例配合而成凝胶，再经水洗、过滤、成型、干燥、活化 而制成的。硅酸铝催化剂的表面具有酸性，并形成许多酸性中心，催化 剂的活性就来源于这些酸性中心，即催化剂的活性中心。
在全世界催化裂化装置的总加工能力中，提升管催化
裂化已占绝大多数。
流程图画面
催化裂化化学反应原理
• 一、单体烃催化裂化的化学反应 • （一）烷烃 • 烷烃主要发生分解反应，分解成较小分子的烷烃和烯烃， 烷烃分解时多从中间的C—C键处断裂，分子越大越容易 断裂
石油炼制名词解释
名词解释：1.催化裂化：催化裂化是在0.1～0.3MPa、500℃左右的温度及催化剂作用下，重质原料油发生以裂解为主的一系列化学反应，转化为气体、汽油、柴油、油浆及焦炭的工艺过程。
2.催化剂活性：催化剂的活性就是能加快反应速度的性能。
3.二次燃烧：由过剩O2含量太高，再生器密相床烧焦产生的CO在稀相段或集气室燃烧，放出大量热量而烧坏设备。
4氢转移反应：某烃分子上的氢脱下来立即加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
5碳堆积：再生器烧焦能力低或供氧不足，反应生成的焦炭烧为完全，使催化剂活性及选择性下降，又至使反应时生焦量增大，再生器烧焦更不完全，这样造成恶性循环，使催化剂上焦炭迅速增大，这就是碳堆积。
简答题1．简述催化裂化的化学反应分解反应、异构化反应，氢转移反应，烷基化反应，芳构化反应，烷基化反应、生焦反应2．列出芳烃转化的催化剂种类有酸性催化剂和固体酸，固体酸又分为浸附在适当载体上的质子酸；浸附在适当酸性卤化物，混合氧化物催化剂，贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂；分子筛催化剂3．C8芳烃异构化反应所用的催化剂无定型SiO2-Al2O3催化剂，负载型铂催化剂。
ZSM催化剂，HF-BF3催化剂4．简述目前工业上分离对二甲苯的方法？答：深冷结晶法，络合分离法，吸附分离法5．简述开发芳烃转化工艺的原因不同来源的各种芳烃馏分组成是不同的，能得到各种芳烃的产量也不同，因此如果仅从这里取得芳烃，必然导致供需矛盾，所以用该工艺调节芳烃产量为什么催化裂化产物中少C1、C2，多C3、C4？正碳离子分解时不生成＜C3、C4的更小正碳离子。
为什么催化裂化产物中多异构烃？伯、仲正碳离子稳定性差，易转化为叔正碳离子。
为什么催化裂化产物中多β烯烃？伯正碳离子易转为仲正碳离子，放出H+形成β烯烃。
催化裂化的原料和产品有什么特点?答：主要原料有：直馏馏分油、常压渣油、脱沥青油、焦化蜡油、减压渣油等。
主要产品有液化气、汽油、柴油、油浆等。
催化裂化
胜利
0.23 0.29 <0.02 0.2～0.4 4.7 8.5 4.8 39.2
2.以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难： ①焦炭产率高 原因是：
重油的H/C比较低，含稠环芳烃多，胶质沥青质含量高；
重金属污染催化剂 引起一系列的问题，主要有： 再生器烧焦负荷大 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 装置能耗增大
5～10
6～8
二：催化裂化的发展过程
分解等反应生成气体、汽油等小分子产物
催化裂化反应
缩合反应生成焦炭
反应：吸热过程
催化裂化 再生：放热过程
催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：
1．天然白土和固定床催化裂化 2．合成硅铝催化剂和移动床催化裂化
①移动床催化裂化
②流化床催化裂化
3．分子筛催化剂和提升管催化裂化
次反应
二次反应并非对我 们的生产都有利，应 适当加以控制
为了获得较高轻质油收率，不追求反应深度过大，而是在
适当反应深度的基础上对未反应原料进行回炼 “未反应原料”是指反应产物中沸点范围与原料相当的那 一部分，称回炼油或循环油 目前我国的催化裂化装置采用的反应温度一般比国外低
三：渣油催化裂化
芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆(其中含有较多的稠
环芳烃)较难裂化，要选择合适的反应条件或者先通过预处理
来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料，如循环 油可作如下处理： 加氢→含环烷烃较多→优质裂化原料 溶剂抽提分理出芳烃(化工原料)→裂化
2．复杂的平行—顺序反应
重质石油馏分
中间馏分
烷烃
烯烃
①反应速度比烷烃快得多； ②氢转移显著，产物中烯烃、尤其 是二烯烃较少。
①反应速度与异构烷烃相似； ②氢转移显著，同时生成芳烃。 ①反应速度比烷烃快得多； ②在烷基侧链与苯环连接的键上断 裂。
催化裂化反应过程分析
催化裂化反应过程分析作者：唐明来源：《价值工程》2010年第01期摘要:催化裂化是石油深加工的重要手段,是汽油、柴油、液化气等轻质产品的主要生产过程,在炼油工业中占有核心地位。
大约85%的汽油和30%的柴油产自催化裂化。
现就催化裂化反应过程进行简要分析。
关键词:催化裂化;反应过程;反应机理中图分类号:TE65 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)01-0024-01十几年来随着原料的重质化和硫含量增加,催化裂化的工艺和技术也得到了飞速发展。
而其中最主要的反应过程就是实现原料油转变为产品。
催化裂化的过程可以用正碳离子反应机理来描述:所谓正碳离子,是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离子,或叫带正电荷的碳离子。
各种正碳离子的稳定性随下面次序递减:叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子>甲基。
正碳离子的基本来源是由一个烯烃分子获得一个氢离子而生成,氢离子的来源是催化剂活性中心。
芳烃也能接受催化剂活性中心提供的质子生成正碳离子。
烷烃的反应可以认为是烷烃分子与已生成的正碳离子作用,生成一个新的正碳离子,然后继续进行反应。
或被抽取一个阴氢离子而生成正碳离子。
烃类的各种裂化反应都能用正碳离子中间产物的反应进行解释。
主要包括几种主要的正碳离子反应:正碳离子B键断裂-裂化反应;氢原子与碳原子转移引起的正碳离子重新排列-异构化;焦炭的生成。
从以上正碳离子的反应过程可以描述反应的进程和解释产品的组成,如链反应的开始、传播、终止,产品中异构物及芳烃的生成,焦炭是芳烃缩合物。
烃类的催化裂化反应是在催化剂表面上进行的,一般裂化条件下可认为催化裂化是气-固非均相催化反应,由七个主要步骤完成,即:(1)原料分子由主气流扩散到催化剂表面;(2)原料分子沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散;(3)原料分子被催化剂内表面吸附;(4)被吸附的原料分子在催化剂内表面上发生化学反应;(5)产品分子自催化剂内表面脱附;(6)产品分子沿催化剂微孔向外扩散;(7)产品分子扩散到主气流中去。
催化裂化培训讲义1反应机理
3）环烷烃：分解反应、异构化反应、氢转 移反应
4）芳香烃：脱烷基反应、侧链异构化（3 个C以上）、多环缩合反应
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3.2 化学反应的特点
1）烷烃断键在正构中间，异构在叔C原 子的ß键。
2）烯烃很活波，反应速率快，催化主要 反应。
（1）经过半个多世纪的发展，工艺技术已非常 成熟 （2）能最大量生产高RON汽油组分与低碳烯烃 （3）原料适应性较广（从VGO、CGO、DAO到AR、 VR）
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（4） 反应转化深度较高，轻油及LPG收率较高 （5）装置压力等级不高，操作条件相对缓和， 投资较省 (相对加氢裂化)
（6）LPG中含有大量低分子烯烃，利用价值非 常高，能生产出高附加值产品
3 ）焦炭 焦炭产率5－10％。 焦炭分为：催化碳、附加焦碳、可汽提焦、污染
焦
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2.2.2 催化裂化原料和产品特点
原料
products dry gas LPG gasoline LCO
LCO
m% H%
C1~C2 Light cycle
oil
轻<5循环油19，~2即3 催化柴油
C3~C4
分解反应速率2倍烷烃，规律与烷烃相 似，
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异构有骨架异构、双键位移异构、几何 异构三种。
氢转移造成汽油饱和和催化剂失活。氢 转移反应比分解反应慢的多。低温高活 性有利于氢转移反应，高温相对抑止氢 转移，生产高辛烷值汽油。
芳构化主要是脱氢形成。
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3）环烷烃断键成烯烃和断侧链叔C原子的ß键， 速率较快。氢转移生成大环和芳烃。
催化裂化
催化裂化装置工艺技术催化裂化装置年处理能力100万吨。
本装置由反应-再生、烟机组、富气压缩机组、分馏、吸收稳定、汽油精制、干气-液态脱硫等单元组成。
装置共分为两个系统操作：反应-再生系统:包括反应-再生、机组单元；分离系统：包括分馏、吸收稳定、汽油精制、干气液态烃脱硫单元。
一、催化裂化装置的工艺特点1.催化裂化装置对原料油性质的适应性能强，因而原料油来源广泛，不仅能处理直馏重质馏分油，还能处理二次加工馏分，如焦化蜡油、脱沥青油等，同时还可掺炼常压重油及减压渣油。
该装置具有原料油馏程宽，组成复杂的特点。
2. 采用新型的分子筛催化剂，催化剂的活性高，氢转移反应能力强，同时具有良好的稳定性和抗金属污染性能。
可以有效的降低汽油中的烯烃含量，保证汽油辛烷值和装置的目的产品收率。
3. 采用高效雾化喷嘴，操作弹性大、雾化效果好，蒸汽用量小，促进了油品与催化剂的良好接触与混合，降低了焦炭产率、改善了产品分布。
4. 采用高效再生技术，保证了再生烧焦效果，有利于提高再生催化剂活性。
5. 在能量回收利用上，采用烟机和余热锅炉充分回收装置余热。
分别驱动主风机供主风和发生3.9MPa高压蒸汽，充分合理利用能源，降低装置的能耗。
6. 产品的生产方案具有很大的灵活性，可实现多产汽油、多产柴油、多产液态性等不同的生产工艺方案。
二、催化裂化装置原料和产品（一）原料催化裂化装置原料主要是减三线、减四线蜡油和加氢蜡油HGO，一般来讲，衡量原料油性质指标有：馏份组成、烃类族组成、残碳、重金属、硫氮含量等五个方面。
(l) 馏份组成：馏份组成可以辨别原料的轻重和沸点范围的宽窄，在组成类型相近时，馏份越轻，越不易裂化，馏份越重，越容易裂化，因为轻组分多，不但裂化条件苛刻，而且减少了装置处理能力，同时降低汽油的辛烷值。
重组分多，使重金属含量增加及焦炭产率增加，轻质油收率下降，还会使催化剂中毒。
(2) 烃类族组成：原料油的烃类族组成说明了原料油被催化剂吸附反应的快慢。
催化裂化的工艺特点及基本原理
催化裂化的工艺特点及基本原理百克网：2008-5-30 11:03:16 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。
第三节 烃类的催化裂化反应
• 三、催化裂化的反应机理 关于烃类催化裂化反应机理，有许多种学说。这其中以正碳离
子机理广泛被人们所接受。 • 正碳离子：烃分子中有一个碳原子的外围缺少一对电子，因而形成带
正电的离子。 1、下面举例说明正碳离子机理
4、芳构化反应 芳构化反应，可以提高产品中的芳烃，从中提高汽油的辛烷值，
但是对柴油的十六烷值有不利的影响。 在催化裂化条件下，芳构化的反应速度较低，高温有利于芳构
化反应。
5、叠合反应和烷基化反应
这两个反应都是小分子变成大分子的反应，它们是生成焦炭的 反应，因此加快这样的反应会使产品中的焦炭产率增加，在生产中要 控制这样的生焦反应。
（3）各种烃类在催化剂表面的吸附能力 从烃类的七个反应过程我们可以看出，烃类进催化裂化反应的
先决条件是在催化剂表面上的吸附。 根据实验数据，各种烃类在催化剂上的吸附能力按其强弱顺序
大致可以排列如下： 稠环芳烃＞ 稠环环烷烃＞烯烃＞单侧链的单环芳烃＞环烷烃＞
烷烃。 在同一族中，大分子的吸附能力比小分子强。
第三节 烃类的催化裂化反应
一、催化裂化的化学反应类型 1、分解反应 它是催化裂化的主要反应，几乎所有的烃类都能进行，特别
是烷烃和烯烃。 分解反应是烃分子中C—C键断裂的反应，分子中C—C键能变
化如下： C1—C2的键能为301KJ； C2—C3的键能为268KJ； C3—C4的键能为264KJ； C4—C5及其它中部的键能为264KJ。
中性分子最终形成正碳离子的条件：一是要有烯烃，二是要有
质子。
烯烃：如果原料中有二次加工产物，如焦化蜡油等可以提供烯 烃。如原料本身包含烯烃，也会由饱和烃在催化温度下因热反应而产 生烯烃。
催化裂化反应机理研究进展及实践应用
催化裂化反应机理研究进展及实践应用一、内容描述随着全球能源需求的不断增长和环境保护要求的日益严格，石油化工行业正面临着巨大的压力和挑战。
为了提高石油加工效率，降低生产成本，实现可持续发展，催化裂化技术作为一种重要的石油加工方法，得到了广泛的关注和研究。
本文将对催化裂化反应机理的研究进展进行概述，并结合实际应用案例，探讨催化裂化技术的发展趋势和前景。
首先本文将介绍催化裂化的基本原理和过程，催化裂化是一种在催化剂的作用下，通过加热、高压等条件使原油中的烃类分子断裂成更小分子的过程。
这一过程中涉及到多种反应类型，如氢转移反应、异构化反应、芳构化反应等。
了解这些反应类型及其动力学特性对于优化催化裂化工艺具有重要意义。
其次本文将重点介绍催化裂化反应机理的研究进展，近年来随着科学技术的不断发展，催化裂化反应机理的研究取得了显著成果。
研究人员通过对实验数据和理论模型的分析，揭示了催化裂化反应中的各种关键因素及其相互作用规律。
例如催化剂的选择和性能、反应温度和压力、进料组成和结构等都对催化裂化反应的速率和选择性产生重要影响。
此外研究人员还发现了一些新的催化裂化反应途径和机制，为优化催化裂化工艺提供了理论指导。
本文将结合实际应用案例，探讨催化裂化技术的发展趋势和前景。
随着环保法规的不断完善和技术水平的提高，催化裂化技术在国内外得到了广泛应用。
例如中国石化、中国石油等国内大型石油化工企业已经在催化裂化领域取得了一系列重要突破，实现了高效、低排放的生产目标。
未来催化裂化技术将继续向高性能、高选择性和低能耗方向发展，为全球石油化工行业的发展做出更大贡献。
1. 催化裂化反应技术的重要性和应用领域提高原油利用率：CFCC技术可以将原油中的长链烃类分子分解为较短的烃类分子，从而提高原油的加工效率和利用率。
这对于资源有限的国家和地区具有重要意义，可以降低对进口原油的依赖，减少能源消耗。
降低生产成本：CFCC技术具有较高的转化率和选择性，可以有效地去除原油中的杂质和有害物质，提高产品的质量。
催化裂化的装置简介类型及工艺流程
催化裂化的装置简介类型及工艺流程一、装置发展及其类型1．装置发展催化裂化工艺产生于20世纪40年代，是炼油厂提高原油加工深度的一种重油轻质化的工艺。
20世纪50年代初由ESSO公司(美国)推出了Ⅳ型流出催化装置，使用微球催化剂(平均粒径为60—70tan)，从而使催化裂化工艺得到极大发展。
1958年我国第一套移动床催化裂化装置在兰州炼油厂投产。
1965年我国自己设计制造施工的Ⅳ型催化装置在抚顺石油二厂投产。
经过近40年的发展，催化裂化已成为炼油厂最重要的加工装置。
截止1999年底，我国催化裂化加工能力达8809。
5×104t／a，占一次原油加工能力的33．5％，是加工比例最高的一种装置，装置规模由(34—60)×104t／a发展到国内最大300×104t／a，国外为675×104t／a。
随着催化剂和催化裂化工艺的发展，其加工原料由重质化、劣质化发展至目前全减压渣油催化裂化。
根据目的产品的不同，有追求最大气体收率的催化裂解装置(DCC)，有追求最大液化气收率的最大量高辛烷值汽油的MGG工艺等，为了适应以上的发展，相应推出了二段再生、富氧再生等工艺，从而使催化裂化装置向着工艺技术先进、经济效益更好的方向发展。
2．装置的主要类型催化裂化装置的核心部分为反应—再生单元。
反应部分有床层反应和提升管反应两种，随着催化剂的发展，目前提升管反应已取代了床层反应。
再生部分可分为完全再生和不完全再生，一段再生和二段再生(完全再生即指再生烟气中CO含量为10—6级)。
从反应与再生设备的平面布置来讲又可分为高低并列式和同轴式，典型的反应—再生单元见图2—4、图2—5、图2—6、图2—7，其特点见表2—11。
二、装置单元组成与工艺流程1.组成单元催化裂化装置的基本组成单元为：反应—再生单元，能量回收单元，分馏单元，吸收稳定单元。
作为扩充部分有：干气、液化气脱硫单元，汽油、液化气脱硫醇单元等。
石油炼制课后思考题(参考)
热加工过程1. 为什么要对石油进行二次加工？石油一次加工只可得10～40%的汽油、煤油、柴油等轻质油品，其余为重质馏分和渣油。
2.石油二次加工的主要工艺过程有哪些？催化裂化：重质油轻质化的过程。
催化重整：生产高辛烷值汽油及轻芳烃。
催化加氢：石油馏分在氢气存在下催化加工的过程。
产品精制：提高产品质量，满足产品规格要求。
3不同的烃类热转化反应有什么差别？裂解反应，烃分子的链断裂生成小分子烃，是吸热反应；缩合反应，链断裂生成的活性分子缩合生成更大的分子，是放热反应。
4.简述烃类热化学反应的反应机理。
烃类热化学反应的反应机理是自由基链反应历程5.简述减粘裂化主要目的、主要操作条件、原料以及主要目的产物及其用途。
减粘裂化(Visbreaking)是重油轻度热转化过程。
按目的分为两种类型，一种是降低重油的粘度和倾点，使之可少掺或不掺轻质油而得到合格的燃料油，另一种是生产中间馏分，为进一步轻质化的过程提供原料。
主要操作条件包括压力，温度和时间。
减粘裂化的原料主要是减压渣油，也有用常压渣油的。
减粘裂化的反应温度在380～450℃之间，压力为0.5～1.0MPa，反应时间为几十分钟至几小时。
减粘裂化可以在加热炉管内或在反应器内进行。
近年来大多采用上流式反应器。
减粘裂化的产物主要是能用作燃料油的减粘残渣油以及中间馏分，此外，尚有少量的裂化气以及裂化汽油。
用途：采用新燃料技术，解决大气污染物排放问题。
劣质渣油在冶金方面的应用和用作造气原料等。
6.渣油的减粘裂化反应与高温裂解反应有何不同？原料：高温热裂解用的是以烃类为主要成分的馏分油，而减粘裂化用的主要是减压渣油，它不仅分子量较大，而且含有相当多的非烃类(胶质和沥青质)。
反应温度：高温热解的温度高达750～900℃，而减粘裂化的温度显著较低，只在400℃左右，这就导致高温热解主要是气相热反应，而减粘裂化则主要是液相热反应。
7.简述反应温度、反应时间以及反应压力对减粘裂化反应产物分布的影响。
石油炼制工程(二) 科目考查试题 A卷
2003– 2004 学年第一学期石油炼制工程（二）科目考查试题 A卷使用班级:化本00-1、2 命题：吴世逵审题：审批：班级（学生填写）: 姓名：学号：一、填空题（每小题2分，共40分）1.重油轻质化的途径有二，一是；一是。
2.石油焦是延迟焦化过程的主要产品之一，主要分为三种类型：、、。
3.在催化裂化装置再生器中烧去的“焦炭”包括炭、炭和炭。
4.催化裂化过程的主要化学反应是、、、及氢转移反应等。
5.催化裂化装置的整个工艺流程一般由四个部分组成，即、、、。
6.造成裂化催化剂重金属污染最严重的金属是和。
7.加氢精制过程中，含硫、含氮和含氧三种化合物脱除难度由难到易依次为:> > 。
8.加氢裂化催化剂是一种双功能催化剂，其双功能分别是功能和功能。
9.加氢裂化过程的反应主要有_______ 、________ 、________、_________和叠合等。
10.加氢裂化装置的腐蚀按腐蚀原因可分为与两类。
11.以生产芳烃为目的的重整装置包括系统、系统、系统和系统。
12.重整原料预处理的目的是。
13.从热效应方面来看，工业生产中催化裂化反应为反应，催化重整反应为反应，加氢裂化过程表现为反应。
（填吸热或放热）14.一般所说的高辛烷值汽油组分是指等。
15.烷基化是指与的反应，催化剂常用和。
16.用渣油生产润滑油要经过、、、等工艺。
17.从糠醛—水溶液中回收糠醛用法，而从酚水溶液中回收酚要采用吸收法，用作吸收剂。
18.润滑油溶剂精制常用的溶剂有、和。
19.电化学精制工艺流程一般有预碱洗、、、、等步骤，其中预碱洗的目的是。
20.燃料油品的调合工艺方法主要有和两大类。
二、多项选择填空题（每空1分，共8分）某炼厂生产过程中可能存在的原料、中间产物和成品油的名称及代码如下：1）原油 2）≤C2干气 3）乙烯 4）丙烯 5）丙烷 6）C3～C4液化气 7）戊烷油8）直馏石脑油 9）汽油（调合组分） 10）高辛烷值汽油 11）直馏汽油12)安定性很差必须加氢精制的汽油 13）直馏煤油 14）直馏煤—柴油宽馏分15）喷气燃料 16）液体石蜡 17）直馏柴油 18）轻柴油（调合组分）19）安定性很差必须加氢精制的柴油 20）低凝柴油 21）重柴油22）蜡油（馏出油） 23）常压渣油 24）减压馏分油 25）重质燃料油26）减压渣油 27）脱沥青油 28）油浆（或澄清油）29）加氢尾油30）加氢石脑油 31）富氢气体 32）工业氢 33）三苯（苯、甲苯、二甲苯） 34）石油沥青 35）地蜡 36）石蜡 37）蜡膏（软蜡） 38）石油焦请按照以下各题意要求，从中选择出可能成为原料或产品的各种物料，将其代码填入空格内。
石油化工催化裂化装置工艺流程图
炼油生产安全技术—催化裂化的装置简介类型及工艺流程催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。
有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。
选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。
催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应¾再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。
其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下：㈠反应––再生系统新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。
待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~68 0℃)。
再生器维持0.15MPa~0.25MPa (表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。
再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。
烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。
再生烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利用其热量，不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。
对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。
催化裂化基础知识
2 工艺原理蜡油（或渣油）等大分子烃类，在高温低压操作条件下，通过催化裂化催化剂表面强酸中心的催化作用，使烃类分子发生以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应，使大分子烃类转化为各种小分子烃类的混合物，并通过后续分馏稳定系统分离出干气、液化气（其中的C3、C4烯烃经进一步分离后可用于化工原料）、汽油、柴油及油浆等产品，反应过程形成的焦炭被用于工艺过程消耗并提供热量（不形成实物产品）。
催化裂化生产在非临氢条件下进行，属于脱碳反应，原料中的碳向油浆、焦炭等大分子产品富集，而氢则向干气、液化气、汽油等小分子产品富集，原料的氢含量（或烃族组成）对产品分布与装置操作有重要影响。
2.1催化裂化反应过程基本原理2.1.1催化裂化反应机理催化裂化的反应机理一般用正碳离子的机理来解释。
正碳离子是烃分子中有一个碳原子的外围缺少一对电子，因而形成带正电的离子。
它只能吸附于催化剂表面上进行反应而不能脱离催化剂自由移动。
催化裂化中的各类主要反应一般都经过原料烃分子变成正碳离子的阶段，所以催化裂化反应实际上就是各种正碳离子的反应。
正碳离子的基本来源有几种不同的途径：一是酸（催化剂酸性中心）和充当弱碱的不饱和烃反应，烃接受质子而形成正碳离子；二是烷烃被酸性中心抽取一个负氢离子而形成正碳离子；三是正碳离子和饱和烃反应时，发生类似于负氢离子转移生成一个新的正碳离子；四是稳定分子碳键断裂生成两个带相反电荷的碎片，带正电荷的即为正碳离子。
例如：C 16H32+H+—————→C16H33+催化裂化裂化反应过程中的氢离子来源于催化剂表面上的酸性活性中心。
正碳离子反应过程复杂，主要特点如下：(1)大的正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯烃和一个小正碳离子，如：C—Cα—Cβ—C—C—C ————→C=C—C + C—C—C+ +正己基离子丙烯丙基离子只有主链中碳原子数在五个以上才容易断裂，裂化后生成的至少为C3的分子，所以催化产品中C1、C2含量较少。
化学工艺学复习题及答案[1]
![化学工艺学复习题及答案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ae12fb9769dc5022abea000a.png)
1、天然气中的甲烷化工利用主要有哪三条途径？●经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化学品；●经部分氧化制乙炔；●直接制造化工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛。
2、催化裂化条件下，主要发生的化学反应？●烷烃的的裂解，产物以C3、C4和中等大小的分子居多●异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多；●氢转移反应（即烯烃还原成饱和烃），使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少●聚合、缩合反应3、催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类？六环环烷烃的脱氢；五元环烷烃异构化再脱氢；烷烃环化再脱氢；烷烃异构化；加氢裂化4、加氢裂化过程发生的主要反应有哪些？加氢裂化是催化裂化技术的改进，在临氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。
主要反应有加氢精制、加氢裂化。
加氢精制，以除去原料中的硫、氮、氧等杂质，和二烯烃，以改善加氢裂化所得的油料的质量；加氢裂化，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油5、基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些？焦化-气化-液化；热解-气化-发电；气化-合成-燃料；液化-燃料-气化；液化-加氢气化6、什么叫烃类热裂解法？烃类热裂解：轻质烃类在高温（850°C）下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。
8、烷烃热裂解的一次反应主要有哪些？脱氢反应：R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2断链反应：R-CH2-CH2-R’R-CH2=CH2+R’H9简述在烷烃热裂解中，烷烃脱氢和断链难易的规律？●同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，固断链比脱氢容易●烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低●脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之●带支链的C-H键或C-C键，较直链的键能小●低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂比在分子链中央断裂容易，较大分子量的烷烃反之。
第四组催化裂化
第一节：1、原油加工：（1）原油一次加工：只可得10～40%的汽油、煤油、柴油等轻质油品，其余为重质馏分和渣油。
（2）原油二次加工：催化裂化、催化重整、催化加氢、产品精制2、催化裂化：（1）催化裂化是使重质馏分油或重油、渣油在催化剂存在下，在温度为460~530℃和压力为0.1~0.3MPa条件下, 经过以裂解为主的一系列化学反应, 转化成气体、汽油、柴油以及焦炭等的过程。
（2）催化裂化包括反应和再生过程。
第二节催化裂化的原料和产品一、原料：1、来源：直馏馏分油、常压渣油、脱沥青油、焦化蜡油、减压渣油。
2、衡量原料性质的指标：1）馏分组成：馏分范围窄比宽好, 但实际原料馏分都较宽2、化学组成（族组成）：烷烃多，易裂化，气体产率高，汽油产率较低，焦炭产率低；环烷烃多，易裂化，轻油产率高，辛烷值高，理想裂化原料；芳烃多，难裂化，汽油产率更低，生焦多。
3、残炭：原料残炭越高，则生焦量多，再生时燃烧放出的热量过剩，需要外取热。
常规馏分油的残炭较低，一般在6%左右。
4）硫、氮含量：原料中硫含量增加，干气产率增加，硫化物增加，汽油和柴油产率下降，焦炭产率增加。
5）重金属含量（Ni、V、Cu、Na、Fe）：重金属沉积在催化剂上，具有脱氢作用，使产品中氢和焦炭产率增加，镍和钒毒害作用最大。
注：常规催化裂化焦炭产率5~7%, 重油和渣油催化裂化焦炭产率达10%以上.二、催化裂化的产品1、气体（C1~C4）中C3、C4（液化气）占绝大多数，烯烃含量较高，一般用作燃料气或化工。
2、汽油产率高，辛烷值高（RON为90左右），汽油中异构物和芳烃多，但含硫也高，研究法辛烷值80－90，安定性好。
3、柴油十六烷值低，安定性差，需考虑加氢精制，含有较多的芳烃，十六烷值低，安定性较差，特别是渣油催化裂化。
4、油浆一般不作为产品，一般用于化工利用生产针状焦。
5、焦炭在催化剂再生过程中烧去（提供了能量），不作为产品，通常再生过程烧掉。
催化裂化工艺
催化裂化工艺学习总结一、催化裂化工艺自我认识1.催化裂化工艺简介催化裂化工艺是属于原油二次加工的一个分支，是以减压馏分油、焦化蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在较低压力和450℃～510℃条件下，在催化剂的存在下，转化生产气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭，即重质油轻质化的一个过程，从而得到更多的汽油收率。
自1936年6月6日，世界第一座半商业化的催化裂化装置在波尔斯波罗投产实现工业化以来，催化裂化工艺至今共经历了四个阶段：固定床、移动床、流化床和提升管技术。
2.催化裂化的化学反应2.1分解反应1）烷烃C C C C C C C C C C C + C C C规律：分子越大越易断裂；C原子数相同时，异构烃比正构烃容易分解。
2）烯烃烯烃分解反应规律与烷烃相似，分解速度比烷烃快。
3）环烷烃开环生成异构烯烃；带侧链时，可能断侧链反应。
β断裂C C C C C C CC C4）芳烃烷基芳烃容易断侧链，生成较小的芳烃和烯烃。
C C CC+ C C C C规律：至少3个C 的侧链才易脱落，脱乙基较困难；侧链越长、异构程度越大，越容易脱落。
2.2异构化反应分子量不变只改变分子结构的反应。
2.3氢转移反应某烃分子上的氢脱下来加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
氢转移是催化裂化特有的反应。
其中二烯烃最易接受氢转化为单烯烃，故产品中二烯烃很少。
2.4芳构化反应所有能生成芳烃的反应。
也是催化裂化的主要反应。
2.5叠合反应烯烃与烯烃合成大分子烯烃的反应。
随叠合深度不断加深，最终将生成焦炭。
与叠合相反的分解反应占优势，故催化裂化过程叠合反应不显著。
2.6烷基化反应烯烃与芳烃或烷烃的加合反应。
3.催化裂化工艺流程催化裂化装置一般由3个部分组成：1）反应－再生系统 由提升管反应器和再生器构成：反应器内发生催化裂化反应；再生器内进行催化剂再生。
反应沉降器在反应器的上部，反应器出来的反应油气进入反应沉降器进行催化剂和油气的自由沉降分离，没有沉降下来的催化剂进入设在沉降器顶部的旋风分离器进行继续进行分离。
催化裂化反应机理
异丙醇脱氢制丙酮所采用的催化剂及其设计原理张若杰1201班化学工程01201208170114、反应机理脱氢反应是脱氢催化剂（Dehydrogenation catalysts下进行的气固相催化反应，且反应是吸热的。
在异丙醇分子中由于羟基的影响，a H比较活泼，容易发生脱氢。
常压200-300r，异丙醇在催化剂表面，脱氢吸热生成丙酮，并产生大量氢气。
本反应主要涉及两个过程。
温度适中时，发生主反应：CH32CHOH > CH32CO H2（1）起始时，由于异丙醇的加入，汽化需要吸收大量的热，导致反应温度降低，发生副反应：CH3 2CO CH3 2CHOH —：CH 3 2CHCH 2COCH3 H2O （2）温度过高时，发生异丙醇分子内脱水，生成异丙醚：2 CH3 CHOH —〔CH 3 2 CHOCH CH 3 2 H 2O （3）因此温度控制的是否得当是生成目的产物的关键。
二、反应热力学分析查有关手册得各相关物质的.H f和厶G f值于下表：（）r r由方程ln 他=如丄—丄求出多个温度的Kp值列于下表:K p1 R T2三、分子反应机理反应物分子先被催化剂上的金属离子Mn+作用而脱去H-（发生C-H键异裂），随后再脱去H+而成不饱和键。
要求反应分子交易极化产生C s—Hl催化剂也需要有极化能力的金属离子Mn+用来脱去H-，同时具有负电荷的02-，以接受H-。
因此这类机理类似于酸碱催化。
四、催化剂的选择在反应过程中，反应温度随催化剂的不同而不同。
异丙醇脱氢反应是一简单反应，工业上大多采用气相反应，原料在气相条件下流过列管式固定床反应器，发生脱氢反应，常用铜锌系催化剂。
典型的工艺条件为反应压力0.2〜0.3 MPa，反应温度200〜300E，异丙醇单程转化率（摩尔分数）大于60%,产品丙酮对异丙醇总收率（摩尔分数）大于95.5%。
所用催化剂有铜、银、铂、钯等金属以及过渡金属的硫化物，负载于惰性载体上，反应在管式反应器中进行，温度400〜600r。
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催化裂化基础知识
油
股
份
授课内容
公
司
第一节 世界石油资源
技
师 培
第二节 催化裂化原料
训 班
第三节 催化裂化反应
| 催
第四节 流态化原理
化
裂
化
中
第一节 世界石油资源
油
股
份
公
一、石油的基本性质
司
技
师 培
二、世界石油资源状况分析
训
班
| 催
三、重质油加工
化
裂
化
中
第一节 世界石油资源
油
股 份
学习目的要求
公
化 粘度减小，但气相油品温度升高粘度越大。
裂
化
中
3、石油及油品的物理性质
油
股 份
（5）、残炭
公
残炭：将油品放入残炭测定仪中，在不通入
司 技
空气的条件下加热，油中的多环芳烃、胶质和沥青
师 质等受热蒸发，分解并缩合，排出燃烧气体后所剩
培 训
的鳞片状黑色残留物，称为残炭，以重量百分数表
班 示。
| 催
重质油在加工过程中很容易生成焦炭，所以残
油
股
份
公
司
技 师
什么是重质油？
培
训
班
|
催
化
裂
化
中
三、重质油加工
油
股 份
1、重质油的定义：
公 定义并不十分明确，一般指适应于：
司 技
(1)API重度<20；
师
(2)S％>2%；
培 训
(3)粘度，硫、氮、氧和重金属含量较
班 高。
|
催பைடு நூலகம்
广义地讲，重质油包括所有原油中的沸
化 点在500℃以上的渣油。
裂
化
中
三、重质油加工
油
股
2、重质油加工的目的
份 公 司
充分利用石油资源,使重油轻质化，提高轻质 油收率，提高经济效益。
技
轻质油与重质油的区别：分子量和H/C比。见
师 表-5
培
所以重油轻质化是增大H/C和降低分子量的过
训 程。
班 |
3、重质油轻质化的本质和途径
催
(1)本质：脱碳(分母的减小)或加氢
化
(2)途径 脱碳：溶剂脱沥青
司
技 1、了解石油的基本性质
师
培 2、了解评定石油及油品质量指标的物理性质
训 班
3、了解我国重质油资源状况
|
4、掌握重质油的定义及加工方法。
催
化
裂 化
努力学习
中
一、石油的基本性质
油
股 份
石油的地位和作用：
公
“黑色的金子” 、 “工业的血液”
司
技
我国石油工业本身就是国家综合国力的
师 培
重要组成部分。这些都说明，石油对于任何
裂
化
中
3、石油及油品的物理性质
油
股
（2）比重指数（API）
份
公
API=141.5/ d15.615.6-131.5
司 技
d420=0.9990 d15.615.6
师
（3）特性因数（K）
培
表征石油或石油馏分烃类组成的一种特性数
训 班
据。
|
烷烃Ｋ值最大，环烷烃次之，芳烃的Ｋ最小。
催 化
富含烷烃的石油馏分Ｋ＝12.5-13.0 ，富含芳
司 比重指数，API 33.1
24.9
17.0 24.3
技 师
粘度50 ℃，m2/s
20.19
培 庚烷历青质，w% 0
83.36 <1
333.7 2.9
109.0 0
训
残炭，w%
2.9
6.4
7.4
6.8
班 |
<350℃
31.2
25.1
21
36.6
催
350-500℃
26.0
27.5
27.2 29.9
化
培
训 N，W%
0.10 0.80 2.09 0.18 0.16 0.41 0.43 0.31
班 Ni， μg/g
3.1
26.0 21.1 32.5
| 催
V ，μg/g
0.04
1.6
2.0
0.6
化 Na， μg/g
81.0 26.0
裂 化
H/C
1.90 1.68 1.62 1.75
中
一、石油的基本性质
裂 香烃的馏分K＝10.0－11.0。
化
中
3、石油及油品的物理性质
油
股 份
（4）粘度
公 粘度是评定油品流动性的指标，特别是润滑油
司 技
和重质油品的重要质量标准。
师 粘度表征其微观分子之间做相对运动时因分子
培
训 之间的磨擦而产生内部阻力的大小，所以说粘度是
班 分子微观运动的宏观表现。
|
催 粘度是温度的函数，随着温度升高液相油品的
裂
加氢：加氢裂化
化
第一节 结束
中
第二节 催化裂化原料
油
股 份
学习目的要求：
公
司
1、了解评价催化裂化原料的指标
技
师
2、原料油的来源
培
训 班
3、原料油的基本性质
| 催
4、了解原料油预处理的方法
化
裂 化
刻苦钻研
中
第二节 催化裂化原料
油
股 份
裂
世界石油产品需求结构变化情况见图-4
化
中
二、世界石油资源状况分析
油
股
份 4、世界石油资源特点：
公
司 (1)重质原油多，并且有越来越重的趋势；
技
师 培
(2)硫含量越来越多，石油质量越来越差；
训
班 (3)常规原油中轻馏分油少，重馏分油多；
|
催 化
(4)世界对轻质油的需求量越来越大。
裂
化
中
三、重质油加工
化 炭值可以表示重质油加工过程中的生焦倾向。
裂
化
中
二、世界石油资源状况分析
油
股 份
1、石油资源:
公
世界石油资源分析见表-2：
司
石油比重指数变化趋势见图-1
技
师
石油中的硫含量变化趋势见图-2
培
2、常规原油各馏分性质
训 班
相对密度的变化：见表-3
|
原油馏分组成：见图-3和表-4
催 化
3、世界石油产品需求结构
>500℃
42.8
47.4
51.8 33.5
裂
化
基属
石蜡基 中间基 环-中间 中间基
中 表- 1 我国主要原油的一般性质（2）
油
股
份 原油名称 大庆 胜利 孤岛 辽河
公 司
C， w%
85.87 86.26 85.12 85.86
技 H ，w% 13.73 12.20 11.62 12.65
师
S，w%
油
股
3、石油及油品的物理性质
份
公
（1）密度和相对密度
司 技
密度：是单位体积油品的质量。以kg／m3为
师 单位，用(ρ)表示。我国标准密度为（ρ20）。
培 训
相对密度：是油品的密度与水的密度之比。
班 用(ｄ)表示，是一个无量纲的量。
| 催 化
我国规定２０℃油品密度与４℃水相比为标 准相对密度(d420)。国外用(d15.615.6)
训 一个国家都是一种生命线，它对于经济、政
班 |
治、军事和人民生活的影响极大。
催 化
石油是不可再生资源，并且是当今世界
裂 主要的能源之一 。
化
中
一、石油的基本性质
油
股 份
1、石油（或称原油）
公
是一种淡黄色到黑色，流动或半流动粘稠油状
司 的可燃性液体矿物。其相对密度在0.80-0.98之间。
技 师
世界各地所产的石油在性质上都有不同程度的差异。
培
2、石油的一般性质
训
班
主要是指石油的组成（元素组成、化合物组
| 成（烃和非烃）、馏分组成）、密度、粘度、残炭、
催 化
等。从原油的性质分析来看原油的特点。
裂
（见下表-1）
化
中 表- 1 我国主要原油的一般性质（1）
油
股
原油名称
大庆
胜利
孤岛 辽河
份
公 相对密度，d420 0.8554 0.9005 0.9495 0.9042