催化裂解与择形催化

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催化裂化工艺介绍

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0催化裂化催化裂化是原料油在酸性催化剂存在下，在500℃左右、1×105～3×105Pa 下发生裂解，生成轻质油、气体和焦炭的过程.催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术,是炼厂获取经济效益的重要手段。

催化裂化的石油炼制工艺目的：1）提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品；2）增加品种,提高产品质量。

催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，是重油轻质化和改质的重要手段之一，已成为当今石油炼制的核心工艺之一。

1。

1催化裂化的发展概况催化裂化的发展经历了四个阶段:固定床、移动床、流化床和提升管。

见下图:固定床移动床流化床提升管（并列式）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。

1。

2催化裂化的原料和产品1。

2。

0原料催化裂化的原料范围广泛,可分为馏分油和渣油两大类。

馏分油主要是直馏减压馏分油(VGO），馏程350—500℃,也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油等，以此种原料进行催化裂化称为馏分油催化裂化。

渣油主要是减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。

渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工，其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值.对于一些金属含量低的石蜡基原有也可以直接用常压重油为原料。

当减压馏分油中掺入渣油使通称为RFCC。

以此种原料进行催化裂化称为重油催化裂化。

1。

2.1产品催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。

1、气体在一般工业条件下，气体产率约为10％-20%，其中含干气和液化气。

2、液体产物1）汽油,汽油产率约为30%-60%；这类汽油安定性较好。

2)柴油，柴油产率约为0—40%；因含较多芳烃，所有十六烷值较低，由重油催化裂化得到的柴油的十六烷值更低，这类柴油需经加氢处理。

3）重柴油(回炼油），可以返回到反应器内，已提高轻质油收率，不回炼时就以重柴油产品出装置,也可作为商品燃料油的调和组分。

4）油浆,油浆产率约为5%—10%,从催化裂化分馏塔底得到的渣油，含少量催化剂细粉，可以送回反应器回炼以回收催化剂。

生物质制油

生物质热裂解制生物油摘要：生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一，生物质热裂解制生物油为其中应用较多的一部分。

但其高含氧量、低热值和化学不稳定等特性在一定程度上影响了生物油的广泛应用，因此必须对生物油进行精制，以改善生物油的品质。

该文以生物质热裂解生物油为例，从催化加氢、催化裂解、气相催化、水蒸气重整和乳化等方面详细阐述了生物油精制的研究进展，展望生物油强大的发展前景。

关键词：生物质；生物油；热裂解；精制；催化0 引言生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

而所谓生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种脂肪燃料快艇可再生的碳源。

生物质热裂解（又称热解或裂解），通常是指在无氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。

随着化石能源的逐渐枯竭，可再生能源已得到全球的广泛关注。

中国国家发改委在能源发展“十一五”规划中指出：2005年，中国一次能源生产总量20．6亿t标准煤，消费总量22．5亿t标准煤，分别占全球的13．7％和14．8％，是世界第二能源生产和消费大国。

随着国民经济平稳较快发展，城乡居民消费结构升级，资源约束矛盾更加突出。

以煤为主的能源消费结构和比较粗放的经济增长方式，带来了许多环境和社会问题。

因此国家制定了石油替代工程目标，加快发展生物质液体燃料被提上日程。

生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。

各种生物质都具有一定的能量。

将生物质转化为液体燃料被认为是最有前途的能源转化途径之一。

生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。

工业催化考试复习题

1.绿色化学：利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生。

2.零排放：指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动。

3.手性催化：手性就是物质的分子和镜像不重合性4.手性化合物：指分子量、分子结构相同，但左右排列相反的化合物，如实与其镜中的映体。

5.择形催化：沸石具有规则的孔道和孔笼结构，宽敞的通道和孔道靠可限制及区分进出的分子，使其具有形状及大小选择性，故称这种催化为择形催化。

6.催化剂：在化学反应中能改变其他物质的反应速率而自身质量和化学性能不发生改变的物质，又称工业味精。

7.催化剂中毒：原料中的杂质，反应中形成的副产物等是催化剂的活性，选性明显降低或丧失的现象8.溢流：固体表面吸附物（离子或自由基）迁移到次级活性中心的现象。

9.载体：是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。

可划分为低比表面积和高比表面积两类。

10.助催化剂：加入到催化剂的少量物质，是催化剂的副主成分，其本身没有活性或者活性很小，但把它加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、分散状态、机械强度等。

11.环境友好：主要包括预防污染的少废或无废的工艺技术和产品技术，同时也包括治理污染的末端技术。

12.强相互作用：作用于强子之间的力。

（时空产率单位：mol/(l*h)）13.时空产率：单位体积或单位面积的设备在单位时间内得到目的产物的数量。

14.超强酸：固体酸的强度若超过100%硫酸的酸强度，称为超强酸。

15.超强碱：强度较中性物质高出19个单位的碱性物质，称为超强碱。

16.杂多酸：由杂原子和配位原子按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸，或为多氧族金属配合物。

17.分子筛：分子筛是结晶型的硅铝盐酸，具有均匀的孔隙结构。

18.络合催化：指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用，并且使之在配位空间进行催化的过程。

19.三效催化：把一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化合物分别氧化还原为对人体无害的二氧化碳，氮气，水蒸气时进行催化的过程。

催化裂解原理与机理

催化裂解催化裂解，是在催化剂存在的条件下，对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃，并同时兼产轻质芳烃的过程。

由于催化剂的存在，催化裂解可以降低反应温度，增加低碳烯烃产率和轻质芳香烃产率，提高裂解产品分布的灵活性。

一、催化裂解的一般特点1、催化裂解是碳正离子反应机理和自由基反应机理共同作用的结果，其裂解气体产物中乙烯所占的比例要大于催化裂化气体产物中乙烯的比例。

2 、在一定程度上，催化裂解可以看作是高深度的催化裂化，其气体产率远大于催化裂化，液体产物中芳烃含量很高。

3 、催化裂解的反应温度很高，分子量较大的气体产物会发生二次裂解反应，另外，低碳烯烃会发生氢转移反应生成烷烃，也会发生聚合反应或者芳构化反应生成汽柴油。

二、催化裂解的反应机理一般来说，催化裂解过程既发生催化裂化反应，也发生热裂化反应，是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果，但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别。

在Ca-Al系列催化剂上的高温裂解过程中，自由基反应机理占主导地位；在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的低温裂解过程中，碳正离子反应机理占主导地位；而在具有双酸性中心的沸石催化剂上的中温裂解过程中，碳正离子机理和自由基机理均发挥着重要的作用。

三、催化裂解的影响因素同催化裂化类似，影响催化裂解的因素也主要包括以下四个方面：原料组成、催化剂性质、操作条件和反应装置。

3.1 原料油性质的影响一般来说，原料油的H/C比和特性因数K越大，催化裂解法处理焦油方案[1]饱和分含量越高，BMCI值越低，则裂化得到的低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等）产率越高；原料的残炭值越大，硫、氮以及重金属含量越高，则低碳烯烃产率越低。

各族烃类作裂解原料时，低碳烯烃产率的大小次序一般是：烷烃>环烷烃>异构烷烃>芳香烃。

3.2催化剂的性质催化裂解催化剂分为金属氧化物型裂解催化剂和沸石分子筛型裂解催化剂两种。

催化剂是影响催化裂解工艺中产品分布的重要因素。

催化裂化机理及特点

催化裂化机理及特点催化裂化是一种通过加热和催化剂的作用将长链烃分子裂解为短链烃分子的重要工艺。

催化裂化机理及特点主要包括以下几个方面：一、催化裂化机理1.构造反应：长链烃分子在裂化过程中首先发生构造反应，通过裂解碳-碳键，形成相对较短的碳链碳烃和烯烃。

2.重排反应：长链烃分子中的骨架碳骨架会经历一系列重排反应，使得产物中更多的是相对稳定的异构体和环状化合物。

3.脱氢反应：重排反应过程中，长链分子中的烃基可能失去氢原子，从而形成烯烃，增加了催化裂化的产物中烯烃的含量。

4.脱氢裂解反应：在高温高压下，部分碳链碳烃可以发生脱氢裂解反应，形成更短的链长烃烃烃烃、烯烃和芳香烃。

二、催化裂化特点1.催化裂化具有高选择性：在催化剂的影响下，催化裂化反应主要发生在长链烃分子中的弱键和缺陷位置，使得产物中的碳链长度相对较短，同时产生更多的异构体和环状化合物。

2.催化裂化反应速度快：催化剂的存在提高了反应活性，使得裂化反应可以在相对低的温度和压力下进行，加快了反应速度。

3.催化裂化可以产生高附加值的产品：催化裂化使得重质燃料油转化为轻质烃类产品，其中包括汽油、炼厂气、润滑油基础油等，这些产品有较高的附加值。

4.催化裂化可以降低能源消耗：通过催化裂化将重质原油转化为较轻质产品，如汽油和炼厂气，不仅提供了更多的高附加值产品，还减少了对原油的需求，降低了能源消耗。

5.催化裂化可以调节产品分布：通过不同的催化剂组合和反应条件，可以调节催化裂化产物的碳链长度分布，以满足市场需求，提高产品经济效益。

总之，催化裂化是一种高效、高选择性的炼油工艺，通过加热和催化剂的作用，将长链烃分子裂解为短链烃分子，产生高附加值产品，并降低能源消耗。

催化裂化机理和特点的深入研究对于提高炼油工艺的效率和降低能源消耗具有重要意义。

催化裂化

催化裂化技术的发展概况及前景展望张坚强1引言催化裂化（FCC）工艺是将重质油轻质化,目的产品是汽油、柴油和液化气。

由于转化率高,产品质量好,近半个世纪以来, FCC工艺技术和生产规模都有了很大的发展。

从催化裂化减压蜡油到掺混渣油,并逐步提高掺混比例,大大提高了原油的加工深度,获得了更大的经济效益。

目前,催化裂化装置已成为炼油工业深度加工和汽油生产的主体装置[1]。

由于催化裂化投资和操作费用低,原料适应性强,转化率高,自1942年第一套工业化流化催化裂化装置运转以来,它已发展成为炼油厂中的核心加工工艺,是重油轻质化的主要手段之一，而我国石油资源中,原油大部分偏重,轻质油品含量低,这就更加决定了炼油工业必须走深加工的路线[2]。

面对日益严格的环保法规的要求,通过装置改造和与其它上下游工艺结合(如进料加氢,产品后处理等),催化裂化能以合适的费用生产合适的产品。

近十几年来,我国催化裂化掺炼渣油量在不断上升,已居世界领先地位。

催化剂的制备技术已取得了长足的进步,国产催化剂在渣油裂化能力和抗金属污染等方面均已达到或超过国外的水平。

在减少焦炭、取出多余热量、催化剂再生、能量回收等方面的技术有了较大发展[3]。

从当前炼油工艺发展和炼油厂改造与建设情况看来,催化裂化仍居重要地位,并未因生产清洁燃料的苛刻要求而止步不前，即使从更长远的目标看,催化裂化装置所产汽油经加氢饱和后也应能成为燃料电池的一种燃料组分。

本文主要综述国内催化裂化技术现状及其发展前景。

2 国内外催化裂化技术发展动力及其概况2.1 催化裂化技术进步的推动力近年来,催化裂化原料的品质越来越差,但对提高目的产物收率、汽柴油质量、柴汽比,以及多产丙烯和改善烟气排放等提出了更高的要求。

围绕这些问题,催化剂、设备和工艺技术方面的新技术不断涌现,推动着催化技术不断向前发展。

由于催化裂化过程的庞大加工规模,目的产品产率提高零点五个百分点即可产生巨大的经济效益,因此提高目的产品产率始终是催化裂化技术进步的主旋律。

催化原理

催化在石油精炼中的应用石油精炼是指由原油、半成品油、天然气、烷烃或醇为原料生产精制石油产品；产物包括汽油、煤油、燃油、液化气、沥青、润滑油、柴油以及残渣等.石油精炼涉及的催化过程包括：催化裂解（catalytic cracking）催化重整（catalytic reforming）加氢精制（hydrogen refining）加氢裂解（hydrocracking）异构化（isomerization）烷基化(alkylation)，等等；催化剂是一种能够改变化学反应速度，而它本身又不参与最终产物的物质催化作用：加速反应而不影响化学平衡的作用。

催化分类：匀相催化---催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催化过程；多相催化---发生在两相界面上的反应，催化剂为固体，反应物为气体或液体；酶催化---是生物体内的催化作用，介于均相与非均相催化反应之间的过程；注：如果按作用机理不同，催化剂可分为以下种类：金属催化剂、金属氧化物催化剂、配位（络合）催化剂、酸碱催化剂和多功能催化剂.催化特点：1. 催化过程是一个化学过程；2. 至少一个活性分子与催化剂发生化学作用；3. 反应速率发生改变（加快或减慢）；4. 催化剂的化学组成不发生变化。

催化剂作用的基本特征➢催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应➢催化剂只能改变化学反应速度，而不能改变化学平衡的位置➢催化剂对反应具有选择性➢催化剂具有寿命固体催化剂的组成通常包括三个部分：1. 活性组分；大多为金属；2. 载体：常见的是多孔材料，如Al2O3、活性碳,SiO2, ZrO2,等3. 助剂：少量的金属盐.助催化剂具体作用：这类物质单独存在时并不呈现所需要的催化活性，但与催化活性组分共存时则可改善后者的催化性能。

大致分为：1）结构型助剂，用于增进活性组分比表面积或提高活性构造稳定性，如氨合成用的铁-氧化钾-氧化铝催化剂中的氧化铝；2）调变型助剂，可对活性组分的本性起修饰作用，因而改变其比活性，如前述铁－氧化钾－氧化铝催化剂中的氧化钾；3）毒化型助剂，能使某些引起副反应活性中心中毒，从而提高目的反应的选择性，如在某些用于烃类转化反应的催化剂中，加入少量碱性物质以毒化催化剂中引起炭沉积副反应的中心.活化能定义：活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的最小能量。

什么叫做催化剂的择形作用

什么叫做催化剂的择形作用
催化剂的择形作用:
1、催化剂的择形作用能够增加反应活性：反应活性是指反应的速度及
其速度均能比较显著地增加催化剂作用的反应，其反应速率可以提高
到1012倍以上；
2、催化剂的择形作用能够改变反应机理：例如，酶催化可以把一些先
决条件反应，如isomerization等，转变成简单的水解反应；
3、催化剂可以改变活性中心的择形作用：如果催化剂的结构与反应物
的结构存在某种匹配关系，其作用可以使反应物的活性中心转变形状，进而改变其反应机理，或是控制反应物的活性和反应条件；
4、催化剂的择形作用还可以做一些辅助作用：催化剂可以在反应系统
中夹杂一定量的化学质，用以促进反应及确定所要求的特定反应条件，从而调节反应速率，更加有效的反应效率；
5、催化剂的择形作用也可以影响反应的物种组成：有些催化剂可以影
响反应产物的组成，改变反应机理，从而影响反应的速度；
6、催化剂的择形效应也会影响反应的产物种类：催化剂可以通过改变
活性中心的择形来控制反应物的活性，从而影响反应机理，而改变产
物种类，可以实现各种特定反应；
7、催化剂的择形作用可以改变反应势能配置：反应速率受影响最为显著的因素之一是反应的势能配置，因此，催化剂的择形作用可以改变反应势能匹配，有利于反应的进行和提高反应的速度，降低反应的能量消耗等。

择形催化的定义

择形催化的定义
择形催化指一类分子筛的独特催化性能。

当这类分子筛作催化剂时，反应是在分子筛晶体内孔道中进行，只有那些分子大小和形状与分子筛孔道相匹配，能够扩散进出孔道的分子，才能反应生成产物。

该催化可使反应向需生成的产物方向进行，能有效地抑制副反应发生。

例如，将甲苯和乙烯通过择形催化烷基化，产物中对甲基乙苯的含量可高达99%左右。

中孔ZSM-5系列分子筛是常用的择形催化剂。

择形催化是一类分子筛具有的独特催化性能。

当这类分子筛作催能荆对，反应在分子筛晶体内孔道中进行；只有那些大小和形状与分子筛孔道相匹配、能够扩散进路孔道韵分子，才能反应生成产物。

可使反应向生成目的产物方向逃行，有效抑制副反应发生，大大提高了反应选择性。

例如，将甲苯和乙烯通过择形催化进行烷基化反应，产物中对甲基乙苯盼含量可高选99%左右。

ZSM一5系列分子筛是常用的择形催化剂。

催化剂对反应物和产物分子的大小和形状具有选择性的催化反应。

早期催化裂化的催化剂是无定形硅酸铝，20世纪60年代开始研究硅酸铝晶体催化剂，发现晶体内具有笼形结构，其孔径是由不同氧原子构成通道的大小所决定的。

其大小只容许某一些分子进出，只对可以进出的分子具有特
殊的催化活性，这就是择形催化。

相应的催化剂称为择形催化剂或分子筛催化剂。

催化裂化、催化裂解、热裂解技术对比

催化裂化、催化裂解、催化重整、加氢精制与裂解、芳烃抽提技术总结
MGG是以减压渣油、掺渣油和常压渣油等为原料的最大量生产富含烯烃的液态烃，同时最大生产高辛烷值汽油的工艺技术，与其他同类工艺的差别在于它在多产液态烃下还能有较高的汽油产率，并且可以用重油作原料（包括常压渣油）。

反应温度在510～540℃时，液化气产率可达25%～35%（摩尔比），汽油产率40%～55%（摩尔比）。

液化气加汽油产率为70%～80%。

汽油RON 一般为91～94，诱导期为500～900 min。

这一技术是以液化气富含烯烃、汽油辛烷值高和安定性好为特点的，现已有多套装置应用。

MIO技术是以掺渣油为原料，较大量地生产异构烯烃和汽油为目的产物的工艺技术。

1995年3-6月在中国兰州炼化总厂实现了工业化。

以石蜡基为原料时，缩短反应时间和采取新的反应系统，异构烯烃的产率高达15%（摩尔比）。

择形催化剂

择形催化剂择形催化剂是一种新型的催化剂，其独特的结构和形状可以显著提高催化反应的效率和选择性。

本文将介绍择形催化剂的定义、特点、应用以及其在环境保护和化学合成中的潜在价值。

择形催化剂是指具有特定形状和结构的催化剂，可以选择性地催化目标反应，降低副反应的发生。

它们通常由金属或金属氧化物组成，通过调控其形状和尺寸，可以调节其催化活性和选择性。

与传统的均匀形状催化剂相比，择形催化剂具有更高的表面积和更好的催化性能。

择形催化剂有许多独特的特点。

首先，它们具有高度可控的形状和结构，可以通过调节合成条件来精确控制其形貌和尺寸。

这种可控性使得择形催化剂可以针对不同的反应条件进行定制设计，以实现最佳的催化效果。

其次，择形催化剂具有较高的稳定性和耐久性，可以在高温和高压条件下工作，不易受到环境因素的影响。

此外，择形催化剂还具有良好的再生能力，可以通过简单的再生步骤来恢复其催化活性。

择形催化剂在许多领域具有广泛的应用。

在环境保护领域，择形催化剂可以用于废水处理、废气净化和垃圾处理等方面。

以废水处理为例，择形催化剂可以催化有害物质的分解和转化，使其转化为对环境无害的物质。

在化学合成领域，择形催化剂可以用于有机合成反应和催化转化等方面。

以有机合成为例，择形催化剂可以在低温和低压条件下催化复杂的有机反应，提高反应的效率和选择性。

择形催化剂在环境保护和化学合成中具有巨大的潜在价值。

首先，它们可以提高催化反应的效率和选择性，减少能源和原料的消耗，降低生产成本。

其次，择形催化剂可以减少副反应的发生，降低废弃物的生成，从而减少对环境的污染。

此外，择形催化剂还可以提高产品的纯度和质量，增加附加值，促进产业的可持续发展。

择形催化剂是一种具有独特结构和形状的催化剂，可以显著提高催化反应的效率和选择性。

它们在环境保护和化学合成中具有广泛的应用前景，具有巨大的潜在价值。

随着科学技术的进步和研究的不断深入，相信择形催化剂将会在未来发挥更重要的作用，为人类创造更美好的生活环境和经济发展。

分子筛催化剂在废塑料催化裂解中的研究进展

分子筛催化剂在废塑料催化裂解中的研究进展发布时间：2022-07-18T00:54:44.020Z 来源：《科学与技术》2022年第5期第3月作者：李越，蔡尚辰，刘项，乐建材，李传强[导读] 据统计，全球所使用的塑料中仅有不到10 %被回收利用，未被处理的塑料则变为垃圾，在自然界中难以降解，对生态环境产生恶劣影响李越，蔡尚辰，刘项，乐建材，李传强重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074[摘要]据统计，全球所使用的塑料中仅有不到10 %被回收利用，未被处理的塑料则变为垃圾，在自然界中难以降解，对生态环境产生恶劣影响。

现阶段，废塑料回收利用方法中催化裂解具有能耗小、选择性高、反应速率快等优势，深受研究者所青睐。

分子筛催化剂应用较为广泛，也是废塑料催化裂解常用催化剂类型之一。

本文主要综述了废塑料催化裂解中常用分子筛催化剂、裂解机理以及研究现状等，并对其未来发展方向做出了展望。

[关键词] 废塑料；热裂解；催化裂解；分子筛催化剂0 前言据统计，2018年全球塑料产量已达到约3.6亿吨，在疫情笼罩下，塑料年产量依旧逐年增加，随之而来的废旧塑料回收处理问题不容忽视。

传统的处理方法主要包括焚烧、填埋或机械回收，全球90 %的废塑料被填埋和焚烧处理，而很少被用于回收生产附加值物品[1]。

近年来，符合可持续发展理念的原料回收利用法与化学回收利用法广泛应用于废塑料处理，其中，化学回收法因具有环境污染性小、能耗低、产品附加值高等优点。

化学回收法主要分为热裂解与催化裂解。

催化裂解反应具有活化能低、能耗小、反应速率快、选择性可控等优势，是目前提高废塑料裂解产物质量和产量的最佳方法。

制备具有良好活性、选择性及稳定性的废塑料裂解催化剂是环境催化领域中的重要课题。

分子筛因其具有良好的热稳定性，较高的孔隙率、丰富的酸碱中心、可调控的孔径等特性，在工业催化领域中应用广泛。

本文主要综述了国内外在废塑料催化裂解中常用分子筛的裂解机理及应用现状，并展望其未来发展方向。

催化裂化催化剂

催化裂化催化剂FCC技术的发展与催化剂的开发密不可分，两者相辅相成，互相促进。

催化剂不仅为催化反应提供了活性中心，使催化反应得以实现，而且作为载体将热量从再生器输送到反应器，为原料油的裂化提供热能。

流化催化裂化的开发最初是从螺旋输送机械送粉剂这一重大开发项目开始的。

粉剂的应用是发明流化催化裂化和各种流化床的关键。

催化裂化催化剂在发展中形成了无定性硅酸铝催化剂和沸石分子筛微球催化剂两大类。

其中沸石分子筛微球催化剂按原料和制造过程可分为：白土基质部分结晶成沸石（即原位晶化）的全白土催化剂，以及沸石和基质分别制备的全合成沸石催化剂和半合成沸石催化剂。

5.1催化剂的组成催化裂化催化剂主要由基质和活性部分（分子筛）组成，有时还要借助粘结剂的作用，目前催化裂化所用的催化剂是由分子筛、基质(也称担体)以及黏结剂组成. 半合成沸石催化剂就是采用粘结剂把天然高岭土（二者合成为基质）和稀土Y型沸石粘合在一起制成的。

催化剂中基质占大部分，沸石含量随催化剂品种不同而不同，一般在10～40%，沸石含量高的催化剂通常制造成本也高。

5.1.1基质基质主要主要提供合理的孔分布、适宜的表面积和在水热条件下的结构稳定性，并要求有良好的汽提性能、再生烧焦能力，足够的机械性能和流化性能；同时基质给予催化剂一定的物理形态和机械性能，如颗粒度、空结构、堆积密度、抗磨性等，以保证催化剂的输送、流化和汽提性能，此外，它还有以下功能：①稀释和分散活性，使催化剂的活性适当。

②增强活性组分的热传递，使活性组分避免热失活。

③吸收活性组分的残余钠，提高活性组分的热稳定性和选择性。

④将重油大分子裂解为中分子，使其能进入沸石孔道进行选择性裂化，提高重质原料的转化率。

⑤抵抗杂质（碱氮，重金属等）对活性组分的污染破坏，保持催化剂良好的活性和选择性。

5.1.2活性组分（沸石和分子筛）催化剂的作用是改变化学反应速度.活性组分一般由各种形态和类型的沸石组成，可以是单一沸石，也可以是复合沸石，活性组分的主要作用是：提供催化剂的裂化活性、选择性、水热稳定性和抗中毒能力。

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。

催化裂解与择形催化知识讲解

粗柴油裂解
2）次级反应主要包括氢转移反应。初级反应中形成的-烯烃，或者继续裂解，或者发生氢转移。发
生氢转移时，烯烃首先质子化成为正碳离子，然后从其它烃分子中夺取H-形成烷烃而不在裂解。裂解反应的的活化能高于氢转移反应的活化能，高温下裂解比氢转移占优势，低温下，氢转移优于裂解。增加接触时间，多提供氢转移的机会，使-烯烃饱和，也导致产物中烯烃的数量降低。所以在初级裂解中本应得到的多量烯烃，由于氢转移反应减少了。从芳烃或烯烃向其它分子转移氢可使芳烃或烯烃逐渐转化为积炭。氢转移一方面提高产物中的烷烯比，影响产物分布；另一方面也导致积炭使催化剂失活。
催化裂解与热裂解比较
粗柴油裂解
1）初级反应和产物分布实验表明，链烷烃粗柴油初级产物：丙烯、丁烯、丁烷及汽油所
含的成分。如何判断初级反应产物或次级反应产物：收率-转化率图，也叫最佳选择性曲线图。
初级反应产物：收率数据均落在一条可以外推至原点的直线上，且斜率为正。次级反应产物：直线斜率为零或接近于零；
裂解过程中的速控步骤有两种不同的观点：其一认为是正碳离子的形成；其二是正碳离子的演化。
石蜡烃在酸反应温度、较高的烃分
压和高的转化率。RH是原料烃，R+是较小的经典正碳离子，来自
于杂质烯烃和质子的加成。
链烷烃裂解
单分子机理（机理B）：适用于较高的反应温度、较低的烃分压。该机理经过一个五配位正碳离子中间物。
正碳离子的形成
1）烯烃与B酸作用生成经典碳正离子，中心碳原子是三配位、缺电子的sp2杂化的碳原子。
由于稳定性原因，烯烃与B酸作用生成仲正碳离子，而不是伯正碳离子。
经典仲丙基正离子
正碳离子的形成
2）芳烃也能作为质子受体，在B酸上形成正碳离子

工业催化

一、绪论1、环境催化：它是指运用催化剂控制或消除环境有害化学物质的排放，运用催化技术生产少污染或无污染、废弃物最少的有价值的新产品工艺。

2、生物催化：是利用生物催化剂(主要是酶或微生物)来改变(通常是加速)化学反应的速率。

确切地说是利用微生物代谢过程中某个酶或一组酶对底物进行催化反应。

3、择形催化：沸石它具有规则的孔道和孔笼结构，宽敞的通道和孔道，可限制及区分进出的分子，使其具有形状和大小选择性的催化。

4、手性催化：包括均相手性催化和多相手性催化两大体系。

二、催化作用与催化剂1、催化剂：是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。

这种作用称为催化作用。

涉及催化剂的反应称为催化反应。

2、催化作用具有4个基本特征：（1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。

（2）催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。

催化作用不能改变化学平衡。

（3）催化剂对反应具有选择性（4）催化剂具有寿命。

3、催化剂三个重要指标：活性、选择性和稳定性。

4、催化剂的组成和功能：（1）活性组分：催化剂的主要成分，发挥化学活性（2）助催化剂：对活性组分或载体改性（3）载体：提供表面和孔结构、提高机械强度等。

5、催化剂的分类：1）按催化过程分：均相、多相、酶催化剂。

2）按所具有的催化功能分：氧化还原、酸碱、双功能催化剂。

3）按所催化的具体反应类型分：氧化、加氢、脱氢、异构、环化等催化剂。

4）按催化剂在使用条件下的物态分：过渡金属催化剂；金属氧化物催化剂；金属硫化物催化剂；固体酸催化剂；过渡金属络合物催化剂等。

6、助催化剂：简称助剂，也称促进剂。

它是催化剂中占量较少的物质，虽然它本身常无催化活性，但是加入后可以大大提高主催化剂的活性、选择性和寿命，改善催化剂性能。

分类：（1）结构型助剂(惰性助剂)（2）调变型助剂：包括电子助剂和晶格缺陷助剂。

7、载体：是指担载活性组分和助催化剂的催化剂组分。

催化裂解和催化裂化的不同点【范本模板】

催化裂解是在催化剂存在的条件下，对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃，并同时兼产轻质芳烃的过程。

由于催化剂的存在,催化裂解可以降低反应温度，增加低碳烯烃产率和轻质芳香烃产率,提高裂解产品分布的灵活性。

(1）催化裂解的一般特点①催化裂解是碳正离子反应机理和自由基反应机理共同作用的结果,其裂解气体产物中乙烯所占的比例要大于催化裂化气体产物中乙烯的比例。

②在一定程度上,催化裂解可以看作是高深度的催化裂化,其气体产率远大于催化裂化，液体产物中芳烃含量很高。

③催化裂解的反应温度很高,分子量较大的气体产物会发生二次裂解反应，另外,低碳烯烃会发生氢转移反应生成烷烃,也会发生聚合反应或者芳构化反应生成汽柴油。

(2）催化裂解的反应机理一般来说,催化裂解过程既发生催化裂化反应，也发生热裂化反应，是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果，但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别.在Ca-Al系列催化剂上的高温裂解过程中，自由基反应机理占主导地位；在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的低温裂解过程中，碳正离子反应机理占主导地位;而在具有双酸性中心的沸石催化剂上的中温裂解过程中，碳正离子机理和自由基机理均发挥着重要的作用.（3) 催化裂解的影响因素同催化裂化类似,影响催化裂解的因素也主要包括以下四个方面：原料组成、催化剂性质、操作条件和反应装置。

①原料油性质的影响.一般来说，原料油的H/C比和特性因数K越大,饱和分含量越高，BMCI值越低，则裂化得到的低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等）产率越高；原料的残炭值越大，硫、氮以及重金属含量越高，则低碳烯烃产率越低。

各族烃类作裂解原料时，低碳烯烃产率的大小次序一般是：烷烃>环烷烃〉异构烷烃>芳香烃。

②催化剂的性质。

催化裂解催化剂分为金属氧化物型裂解催化剂和沸石分子筛型裂解催化剂两种。

催化剂是影响催化裂解工艺中产品分布的重要因素。

裂解催化剂应具有高的活性和选择性，既要保证裂解过程中生成较多的低碳烯烃，又要使氢气和甲烷以及液体产物的收率尽可能低，同时还应具有高的稳定性和机械强度。

催化裂解工艺(DCC)

催化裂解工艺（DCC）1.工艺原理：催化裂解工艺（DCC）是以重质油为原料、利用择形催化反应制取气体烯烃的新技术。

其中催化裂解Ⅰ型（DCC-Ⅰ）以生产最大量丙烯为主要目的，催化裂解Ⅱ型（DCC-Ⅱ）以生产最大量异丁烯和异戊烯、兼产丙烯和高辛烷值优质汽油为目的。

它们所加工的原料可以是蜡油、蜡油掺渣油或二次加工油以及常压渣油，实现了炼油工艺向石油化工的延伸，开创了一条以重质油为原料直接制取低碳烯烃的新途径，达到国际先进水平。

由于目的产品不同，DCC-Ⅰ和DCC-Ⅱ两者采用的反应器型式、催化剂类型和工艺操作条件都不相同，其差别列于表1。

从表1可见，DCC-Ⅱ的反应时间、反应温度、剂油比及注水量均低于DCC-Ⅰ。

表1：DCC-Ⅰ和DCC-Ⅱ工艺的主要差别DCC-ⅠDCC-Ⅱ反应器型式提升管十床层提升管催化剂CRP CIP反应温度，℃540-580500-530剂油比9-156-9注水量，m％15-256-10产品分布，m％H2～C211.91 5.59C3～C442.2234.49C5＋汽油26.6039.00柴油 6.609.77重油 6.07 5.84焦炭 6.00 4.31损失0.60 1.00合计100.00100.00烯烃产率，m％丙烯21.0314.29总丁烯14.0314.65异丁烯 5.13 6.13总戊烯--9.77异戊烯-- 6.77异丁烯／总丁烯0.360.42异戊烯／总戊烯--0.69汽油性质RONC99.396.4MONC84.782.5催化裂解利用择形催化反应原理，将重质原料油选择性裂化成低碳气体烯烃，其丙烯产率是常规FCC的3倍以上。

异丁烯和异戊烯产率也达到FCC的3倍以上。

催化裂解工艺开辟了一条制取低碳烃的新途径。

1.1催化裂解的一般特点①催化裂解是碳正离子反应机理和自由基反应机理共同作用的结果，其裂解气体产物中乙烯所占的比例要大于催化裂化气体产物中乙烯的比例。

②在一定程度上，催化裂解可以看作是高深度的催化裂化，其气体产率远大于催化裂化，液体产物中芳烃含量很高。