电子教案与课件：《石油加工生产技术》 03010110催化裂化工艺原理
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《石油化工基础》教学课件—3.3催化裂化
前言
在我国，催化裂化汽油占商品汽油的80%（质量分数），催化裂化柴油占商 品柴油的1/3。2017年，我国催化裂化加工能力超过200Mt/a，占原油加工能力 的42%（质量分数）。 催化裂化的重要性： 常规催化裂化汽油的进一步深度裂化也可增产丙烯
和芳烃； 催化裂化汽油的芳构化也是增产芳烃途径之一； 催化裂化工艺已成为炼油与化工之间的纽带，是今
特点： ✓ 石油馏分是由各族烃类组成，各种单体烃分别进行多种反应，并且互相影响； ✓ 烃类在固体催化剂上的反应不仅与化学过程有关，而且还与原料分子与产物分 子在催化剂上的吸附、扩散等传递过程有关。
2 Part
催化裂化生产原理
1 催化裂化的化学反应
为了更好地了解催化裂化的反应过程，首先应了解单体烃的催化裂化反应：
✓ 环烷烃 + 烯烃 芳烃 + 烷烃
✓ 烯烃 + 烯烃
烷烃 + 二烯烃
✓ 环烷-芳烃（如四氢萘、十氢萘等）+ 烯烃
稠环芳烃 + 烷烃
芳构化反应：
✓ 芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应，反应过程不断放出氢原子，
最后生成芳烃。
缩合反应：单环芳烃可缩合成稠环芳烃，最后缩合成焦炭，并放出氢气。
2 Part
催化裂化生产原理
1 催化裂化的化学反应
反应特点： 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提高的重要原因。
2 Part
催化裂化生产原理
1 催化裂化的化学反应
石油化工基础
目录
1. 催化裂化工艺特点 2. 催化裂化生产原理 3. 催化裂化工艺流程 4. 催化裂化新技术
催化裂化—催化裂化工艺(石油加工课件)
三、吸收－稳定系统
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
催化裂化化学反应原理教学课件
工业应用与技术 发展
本课程还介绍了催化裂化技 术在石油工业中的实际应用 ，以及近年来催化裂化技术 的发展趋势和最新研究成果 。
对未来学习的建议与展望
深化理论基础
建议学习者进一步深化对催化裂化化学反应原理的理解， 掌握相关的基础理论和概念。
实践与实验
通过实践和实验，学习者可以更深入地理解催化裂化过程 ，提高实际操作能力和问题解决能力。建议学习者积极参 与相关的实验和实践项目。
新型催化剂的开发与应用
01
02
03
纳米催化剂
利用纳米技术制备具有特 定结构和性质的催化剂， 以提高催化活性、稳定性 和选择性。
多功能催化剂
开发具有多种活性组分的 复合催化剂，实现多种催 化功能的协同作用。
生物催化剂
探索生物催化剂在催化裂 化中的应用，利用酶的专 一性和高效性提高反应效 率。
绿色与可持续发展的催化裂化技术
料。
焦炭的形成是由于部分烃未能 发生裂化反应而残留在催化剂
上。03催化裂Fra bibliotek工艺流程原料预处理
原料筛选
去除原料中的杂质和过大颗粒， 保证原料质量和稳定性。
加热和混合
将原料加热至适宜温度，并进行 均匀混合，以提高反应效率。
反应-再生系统
反应阶段
在适宜的温度和压力下，原料在催化 剂的作用下进行裂化反应，生成小分 子烃类物质。
催化剂的作用与 选择
催化剂在催化裂化过程中起 着关键作用，能够降低反应 活化能，提高反应速率。本 课程介绍了不同类型的催化 剂及其在催化裂化过程中的 作用，以及如何根据实际需 求选择合适的催化剂。
化学反应机理与 动力学
化学反应机理是理解催化裂 化过程的基础。本课程深入 探讨了催化裂化过程中的化 学反应机理，包括烃类分子 的裂解和重整等，同时介绍 了反应动力学的基本概念和 模型。
石油加工的主要过程ppt课件
•对于碳原子数一样的各族烃，吸附才干的 大小顺序为：
•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
•同族烃分子，分子量越大越容易被吸附。
假设按化学反响速度的高低进展陈列，那么大 致情况如下； 烯烃＞大分子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 综合上述两个陈列顺序可知，芳烃虽然吸附才 干强，但反响才干弱，使整个石油馏分的反响 速度变慢 ；对于烷烃，虽然反响速度快，但吸 附才干弱，从而对原料反响的总效应不利。富 含环烷烃的石油馏分应是催化裂化的理想原料
〔二〕石油馏分的催化裂化反响是复杂的平行-顺序反响
• 石油馏分进展催化裂化反响时，原料向几个方向进展 反响，中间产物又可继续反响，从反响工程观念来看， 这种反响属于平行-顺序反响。原料油可直接裂化为汽 油或气体，属于一次反响，汽油又可进一步裂化生成 气体，这就是二次Байду номын сангаас响。平行-顺序反响的一个重要特 点是反响深度对产品产率分布有艰苦影响。
二、 催化重整
催化重整是指烃类分子经过反响重新组 成新的构造。催化重整是在催化剂作用下从 石油轻馏分消费高辛烷值汽油组分或芳香烃 的工艺过程，副产氢气那么是加氢安装的重 要氢源。
反响生成的焦炭堆积在催化剂的外表， 含焦炭的催化剂〔待生催化剂〕分别出油气 后从待生斜管进入催化剂再生器，在700℃ 左右的温度下用空气烧焦，除去外表的积炭 ， 使催化剂的活性得以恢复。再生后的催化剂 经过再生斜管送回反响器循环运用。
分馏系统：由反响器来的反响产物油气从 分馏塔的底部进入，在分馏塔中分成几个 馏分，塔顶为汽油与富气，侧线为轻、重 柴油以及回炼油，塔底为油浆。
无定形硅酸铝
低 长 差（焦炭产率高） 较差 较低（约600℃） 较低 较弱 可在0.5%左右
第3章 催化裂化
焦反应
氢转移反应使催化汽油的饱和度提高、安定性好 异构化反应和芳构化反应是催化汽油辛烷值高的原因
35
浙江海洋学院
三、石油馏分的催化裂化反应
石油馏分的催化裂化反应是一个气－固非均相反应 ，各类烃之间是存在着竞争吸附和对反应的阻滞作 用 石油馏分的催化裂化反应又是一个复杂的平行 - 顺 序反应
36
20
浙江海洋学院
催化裂化工艺流程概述
21
浙江海洋学院
第二节 石油烃类的催化裂化反应
单体烃的催化裂化反应
催化裂化的反应机理
石油馏分的催化裂化反应特点 重油的催化裂化反应特点 催化裂化反应的热力学特征 催化裂化反应动力学
22
浙江海洋学院
一、单体烃的催化裂化反应
1、烷烃的催化分子的烷烃和 烯烃
再生过的催化剂经另一根气升管又提 升至反应器
为了便于移动和减少磨损，将催化剂 做成3～6mm直径的小球
14
浙江海洋学院
流化床催化裂化
反应和再生分别在两个设备中进行， 其原理与移动床相似，只是在反应器 和再生器内，催化剂与油气或空气形 成与沸腾的液体相似的流化状态 为了便于流化，催化剂制成直径为20 ～100μm的微球 由于在流化状态时，反应器或再生器 内温度分布均匀，而且催化剂的循环 量大，可以携带的热量多，减少了反 应器和再生器内温度变化的幅度，因 而不必再在设备内专设取热设施，从 而大大简化了设备的结构
26
浙江海洋学院
烯烃的催化裂化反应
（2）异构化
骨架异构：正构烯烃变成异构烯
C－C－C＝C
C－C＝C C
双键异构：分子中的双键向中间位置移动
C－C－C－C－C＝C
石油炼制催化裂化课件
馏分油FCC： 减压馏分油 原料
350～500℃， 焦化馏分油 含芳较多，较难 （焦化汽、柴油） 裂化，不单独使用 C20～C36 含芳更多，更难 溶剂精制抽出 裂化，只能掺兑用 油
第9章 催化裂化
4、催化裂化的原料
类别 重油FCC： 原料来源 常压重油 减压渣油 特点 最重的部分，除 了多环、稠环芳 烃外，含有胶质 与沥青质，必须 使用专门的催化 剂与相应的工艺 设备与条件。
1960
第一套移动床 FCC 第一套流化床 FCC 1930 第一套固定床 FCC 2000
第9章 催化裂化
7、 FCC技术的发展方向 发展重残渣油的FCC技术，拓宽原料来源。
调整产品结构及产品质量 催化剂的发展 （加工重质油，具备专门特性的） 降低能耗 减少环境污染
过程模拟和计算机应用
脱氢
环烷烃
裂化 脱氢
芳烃＋H2
断侧链
芳环＋烷烃或烯烃（反应同上） 非常困难，只有个别特殊结构的芳烃可裂化 结焦或复杂环芳烃
芳香烃
开环裂化 脱氢
第9章 催化裂化
FCC反应——第一要点
主要反应——分解反应。
特有反应——氢转移反应；
FCC其它反应包括：异构化反应，芳构化 反应，缩合生焦反应。
第9章 催化裂化
第9章 催化裂化
FCC反应热：
强吸热反应——分解、脱氢、环化反应； 弱放热反应——异构化、氢转移及缩合反应。
热效应的计算：
以新鲜原料为基准：300-500 KJ/kg新鲜原料； （P330表9-5）
以反应产物——生成的（汽油+气体）量为基准； （P330，图9-5 ） 以反应生成的焦炭中的碳（催化碳 ）为基准
催化裂化化学反应原理教学课件
催化裂化反应是炼油过程中最重要的步骤之一，用于生产汽油、柴油等石油产品。
2
化学工业中的应用
催化裂化反应也被应用于化学工业中，用于生产化学原料、高级燃料和特殊化学 品。
催化裂化反应的前景和发展趋势
1 环境保护需求对催化裂化反应的影响
随着环境意识的提高，催化裂化反应正在向更加环保的方向发展，以减少对环境的负面 影响。
催化裂化化学反应原理教 学课件PPT
催化裂化化学反应原理教学课件PPT，旨在介绍催化裂化反应的概述、反应 机理、催化剂的种类、应用以及发展趋势，展望其意义和未来发展前景。
催化裂化反应的概述
定义
催化裂化反应是一种重要的石油加工技术，通过催化剂的作用将大分子烃化合物裂解为小分 子烯烃和芳烃。
过程
催化裂化反应一般包括加热、裂解和分离三个过程，通过控制温度、压力和催化剂种类来实 现。
2 催化裂化反应技术的新发展
新的催化裂化反应技术，如催化剂的改良和反应条件的优化，正在不断地推动该领域的 发展。
总结与展望
催化裂化反应的意义
催化裂化反应在石油加工和化学工业中发挥着重要 作用，促进了资源的可持续利用和产品的高效生产。
催化裂化反应的未来发展前景
随着技术的不断创新和需求的增加，催化裂化反应 有望在更广泛的领域得到应用并实现更大的突破。
催化裂化反应的反应机理
催用，可以提高反应的效率和选择性。
反应物的结构影响
反应物的碳数、分子结构以及官能团的位置会对催 化裂化反应的产物种类和分布产生影响。
催化裂化反应的步骤
催化裂化反应通常包括吸附、解吸附、裂解和再生 四个步骤，每个步骤都对反应过程起着关键的作用。
催化剂的种类
固定床催化剂
催化裂化工艺原理
催化裂化工艺原理
催化裂化技术是一种常用的炼油工艺，旨在将较重的石油原料转化为更轻的石油产品，例如汽油和液化石油气。
催化裂化工艺的原理基于聚合链长度和碳原子数的变化。
下面我们将详细介绍催化裂化工艺的原理。
催化裂化工艺的核心是使用催化剂将长链烃分子分解成较短的碳链分子。
这种催化剂通常采用沸石催化剂，具有特定的孔道和活性中心，有助于催化反应的发生。
在催化剂的作用下，长链烃分子发生裂解，生成较短的碳链分子。
催化裂化反应的主要反应过程包括裂解反应、重组反应和缩聚反应。
在裂解反应中，长链烃分子断裂成较短的碳链分子。
在重组反应中，分子中的碳原子重新组合，形成不同长度的碳链分子。
在缩聚反应中，碳链分子结合在一起形成较长链的烃分子。
催化裂化反应需要在相对较高的温度和压力条件下进行。
高温有助于加速反应速率，但同时也会增加反应副产物的生成。
在催化裂化过程中，还需要加入适量的氢气作为氢源，以防止催化剂的失活和副产物的生成。
催化裂化工艺在炼油行业中具有广泛的应用。
通过调整反应条件和催化剂的选择，可以根据市场需求来优化生产不同种类的石油产品。
催化裂化技术的发展不断提高了石油产品的质量和产量，对于满足能源需求和改善环境污染有着重要意义。
催化裂化工艺ppt课件
原料性质
➢ 直馏减压蜡油（蜡油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。
➢ 热加工产物：焦化蜡油、减粘裂化馏出油 等。由于它们是已经裂化过的油料，其中 烯烃、芳烃含量较多，裂化时转化率低、 生焦率高，一般不单独使用，而是和直馏 馏分油掺合作为混合进料。
➢ 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，是炼油生产的核心装置。我 国80%左右的汽油与30%左右的柴油产自催化裂化装置。
➢ 1965年五朵金花之一的流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投 产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、 微球催化剂与添加剂。
➢ 从反应器和再生器平面布置可分为高低并 列式和同轴式。
➢ 反应部分包括提升管反应器和沉降器。 ➢ 再生工艺可分为完全再生和不完全再生， 一段和二段再生。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
➢ 1974年我国建成投产了第一套提升管催化裂化工业装置 。 ➢ 随着催化剂和催化工艺的发展，其加工的原料逐步重质化、
劣质化。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
➢ 催化裂化产品具有以下几个特点: ⑴ 轻质油收率高,可达70%~80%; ⑵ 催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
催化裂化工艺流程及主要设备通用课件
再生阶段
催化剂在使用过程中会逐渐失去 活性，需要经过再生处理恢复活 性，同时烧去积碳，延长催化剂 使用寿命。
产品处理与分离
产品处理
裂化产物经过一系列的分离和加工处 理，得到不同规格的气体、汽油、柴 油等产品。
分离过程
包括粗汽油分离、轻柴油分离、重柴 油分离、气体分离等，以得到高纯度 、高质量的产品。
沉降器的操作和维护对于保持工艺的稳定性和产品的 质量至关重要。
分馏塔
分馏塔是用于对催化裂化工艺产生的油气产品进行分离和提纯的设备。
分馏塔内部通常装有塔板、加热器和冷凝器等设备，油气产品在分馏塔内经过多次加热和冷 凝，根据不同组分的沸点差异实现分离和提纯。
分馏塔的操作和维护对于保证产品的质量和产量至关重要。
。
沉降器
沉降器内部通常装有过滤网和集油箱等设备，油气产 品经过过滤网去除催化剂颗粒后进入集油箱，再通过 管道输送到分馏塔进行进一步处理。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
余热回收系统
余热回收
催化裂化过程中会产生大量的余热，余热回收系统将这些余热回收并利用，提 高能源利用效率。
回收方式
包括余热锅炉回收、蒸汽轮机回收等，将余热转化为有用的热能或电能。
03
主要设备介绍
反应器
反应器是催化裂化工艺中的核心设备，用于实现原料油在催化剂的作用 下的裂化反应。
反应器通常采用管式反应器或流化床反应器，其中管式反应器由许多垂 直的管束组成，原料油在管内经过催化剂裂化；流化床反应器则是催化
全阀等，以防止事故发生。
人员安全
催化剂在使用过程中会逐渐失去 活性，需要经过再生处理恢复活 性，同时烧去积碳，延长催化剂 使用寿命。
产品处理与分离
产品处理
裂化产物经过一系列的分离和加工处 理，得到不同规格的气体、汽油、柴 油等产品。
分离过程
包括粗汽油分离、轻柴油分离、重柴 油分离、气体分离等，以得到高纯度 、高质量的产品。
沉降器的操作和维护对于保持工艺的稳定性和产品的 质量至关重要。
分馏塔
分馏塔是用于对催化裂化工艺产生的油气产品进行分离和提纯的设备。
分馏塔内部通常装有塔板、加热器和冷凝器等设备，油气产品在分馏塔内经过多次加热和冷 凝，根据不同组分的沸点差异实现分离和提纯。
分馏塔的操作和维护对于保证产品的质量和产量至关重要。
。
沉降器
沉降器内部通常装有过滤网和集油箱等设备，油气产 品经过过滤网去除催化剂颗粒后进入集油箱，再通过 管道输送到分馏塔进行进一步处理。
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余热回收系统
余热回收
催化裂化过程中会产生大量的余热，余热回收系统将这些余热回收并利用，提 高能源利用效率。
回收方式
包括余热锅炉回收、蒸汽轮机回收等，将余热转化为有用的热能或电能。
03
主要设备介绍
反应器
反应器是催化裂化工艺中的核心设备，用于实现原料油在催化剂的作用 下的裂化反应。
反应器通常采用管式反应器或流化床反应器，其中管式反应器由许多垂 直的管束组成，原料油在管内经过催化剂裂化；流化床反应器则是催化
全阀等，以防止事故发生。
人员安全
石油加工生产技术：催化裂化反应原理及工艺流程精选PPT
提升管催化裂化的反应-再生系统有多种形式，
双动滑阀是一种两块阀板双向动作的超灵敏调节阀，安装在再生器出口管线上
塞阀比滑阀具有以下优点：
其作用是：正常操作时用来调节催化剂在两器间的循环量，出现重大事故时用
470~510℃2~4s
双塔流程由于单塔流程，可同时满足高吸收率和高
解析率的要求。
吸收C3、C4和 部分C2
7～8m/s 汽提
再生催化剂 650～700℃
200～250 ℃ 高低并列反应再生系统
二、分馏系统
过热油气 460～480℃
为了取走分馏塔的过剩热量，设有塔顶循环回流、一 个至两个中段回流以及塔底油浆循环
三、吸收解吸系统有两种流程：
活性，同时提供裂化反应所需
双塔流程由于单塔流程，可同时满足高吸收率和高
催化裂化反应原理及工艺流程
●
催化裂化催化工艺流程
催化裂化装置一般由四大系统构成
反应-再生系统、分馏系统、 吸收-稳定系统、烟气能量回收系统
一、反应—再生系统
提升管催化裂化的反应-再生系统有多种形式， 如高低并列式、同轴式、同高并列式、两段提 升管催化裂化等
470~510℃2~4s 待生催化剂
二级旋风分离器 13～20m/s
（一）三器——提升管反应器、沉降器及再生器
提升管反应器
预提升：由提升 管底部吹入水蒸 气（称预提升蒸 汽），使出再生 斜管的再生催化 剂加速，以保证 催化剂与原料油 相遇时均匀接触。
沉降器
沉降器是用碳 钢焊制成的圆筒 形设备，上段为 沉降段，下段是 汽提段。
再生器
再生器的作用 是为催化剂再 生提供场所和 条件。
2、三阀
单动滑阀用于床层反应器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化装置。 其作用是：正常操作时用来调节催化剂在两器间的循环量，出现重大事故时用 以切断再生器与反应沉降器之间的联系，以防造成更大事故。
催化裂化原理 ppt课件
H R C¨ C H
+ 特点：不能在溶液中离解出来自由存在；
只能化裂化原理
正碳离子形成：烯烃的双键中一个键断开，并在含H多的C 上加上一个H＋，使含H少的另一个C缺少一对电子。
2、形成碳离子条件 (1)存在烯烃 来源：原料本身、热反应产生。 (2)存在质子H+ 来源：由催化剂的酸性中心提供。 H+不称氢离子，存在于Cat.的活性中心，不能离开Cat.表面。
3、降低能耗
降低焦炭产率、充分利用再生烟气中CO的燃烧热、发展再 生烟气热能利用技术。
7
催化裂化原理
4、减少环境污染 ➢ 再生烟气中的粉尘、CO、SO2和NOx； ➢ 含硫污水、产品精制时产生的碱渣； ➢ 再生烟气放空、机械设备产生的噪音。
5、过程模拟和计算机应用
建立合理的数学模型，用于设计、预测以及计算机优化控 制。
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催化裂化原理
2、正碳离子机理
以正n-C16H32来说明。 (1)生成正碳离子
正n-C16H32得到一个H＋，生成正碳离子。如
H
H
n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 0+H + n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 1
+
(2)β断裂
大正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯
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催化裂化原理
不仅与吸附难易程度有关，还与化学反应速度有关。 思考：稠环芳烃对催化裂化过程的影响？ 2、平行－顺序反应(parallel reaction) 平行反应：裂化同时朝着几个方向进行的反应。 顺序反应：随反应深度↗，反应产物又会继续反应。
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催化裂化原理
特点：反应深度对产品产率的分配有重要影响。 随反应时间↗，转化深度↗，最终产物气体和焦炭产率 会↗；而汽柴油等中间产物产率开始时↗，随后再↙。
+ 特点：不能在溶液中离解出来自由存在；
只能化裂化原理
正碳离子形成：烯烃的双键中一个键断开，并在含H多的C 上加上一个H＋，使含H少的另一个C缺少一对电子。
2、形成碳离子条件 (1)存在烯烃 来源：原料本身、热反应产生。 (2)存在质子H+ 来源：由催化剂的酸性中心提供。 H+不称氢离子，存在于Cat.的活性中心，不能离开Cat.表面。
3、降低能耗
降低焦炭产率、充分利用再生烟气中CO的燃烧热、发展再 生烟气热能利用技术。
7
催化裂化原理
4、减少环境污染 ➢ 再生烟气中的粉尘、CO、SO2和NOx； ➢ 含硫污水、产品精制时产生的碱渣； ➢ 再生烟气放空、机械设备产生的噪音。
5、过程模拟和计算机应用
建立合理的数学模型，用于设计、预测以及计算机优化控 制。
20
催化裂化原理
2、正碳离子机理
以正n-C16H32来说明。 (1)生成正碳离子
正n-C16H32得到一个H＋，生成正碳离子。如
H
H
n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 0+H + n -C 5 H 1 1CC 1 0 H 2 1
+
(2)β断裂
大正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯
28
催化裂化原理
不仅与吸附难易程度有关，还与化学反应速度有关。 思考：稠环芳烃对催化裂化过程的影响？ 2、平行－顺序反应(parallel reaction) 平行反应：裂化同时朝着几个方向进行的反应。 顺序反应：随反应深度↗，反应产物又会继续反应。
29
催化裂化原理
特点：反应深度对产品产率的分配有重要影响。 随反应时间↗，转化深度↗，最终产物气体和焦炭产率 会↗；而汽柴油等中间产物产率开始时↗，随后再↙。
《催化裂化工艺技术》课件
催化裂化技术的发展
1 烷基化技术
介绍催化裂化技术在石油烷基化中的应用和发展，以及其在石油化工行业中的重要性。
2 环化技术
讨论催化裂化技术在环化反应中的应用，以及不同催化剂对环化产物选择性的影响。
3 催化裂化过程中的环境保护问题
探讨催化裂化过程中产生的环境污染问题，以及相应的环境保护措施。
催化裂化工艺技术的应用
比较催化裂化和传统裂化之间的不同点，以及催化裂化的优势和应用价值。
3
催化裂化的应用领域和前景
探讨催化裂化技术在石油化工行业中的广泛应用以及未来的发展前景。
催化剂
催化剂的种类和性 质
介绍常见的催化剂类型和它 们的性质，包括酸性催化剂、 碱性催化剂等。
催化剂的制备方法
讨论常见的催化剂制备方法， 如沉淀法、溶胶-凝胶法、浸 渍法等。
催化剂的再生技术
探索催化剂再生的方法和技 术，如热氧再生、还原再生 等。
催化剂与反应器的选择
1 催化剂的选择因素 2 反应器的选择因素
讲解催化剂选择的几个 重要因素，如催化剂的 活性、稳定性和选择性。
介绍反应器选择的关键 因素，如反应动力学、 反应条件和反应器的规 模。
3 催化剂与反应器的
协同作用
探讨催化剂与反应器之 间的协同作用，以实现 最佳的催化化裂化反应机理
解析催化裂化反应的主要机理和反应路径，帮助理解该过程的原理。
2
催化裂化操作条件
讲解催化裂化过程中的关键操作条件，如温度、压力和催化剂投加量。
3
催化裂化产品的分离与制备
探索催化裂化产物的分离和制备方法，如蒸馏、萃取和结晶等。
1 催化裂化工艺技术的重要性和优势
总结催化裂化工艺技术的重要性和其在石油化工行业中的优势。
催化裂化PPT课件
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
8
三：催化裂化工艺流程概述
➢催化裂化装置一般有四部分构成：反应-再生系 统，分馏系统，吸收-稳定系统和能量回收系统 ➢装置形式主要有高低并列式、同轴式等
9
1．反应—再生系统
13
➢催化裂化分馏塔有以下几个特点： 进料是带有催化剂粉尘的过热油气 全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足 塔顶回流采用循环回流而不用冷回流 ✓进入分馏塔的油气含有相当大量的不凝气和惰性气体， 它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果 ✓提高富气压缩机的入口压力以降低气压机的功率损耗
14
3．吸收—稳定系统
正碳离子不稳定，易于在带正电荷的碳 原子的β位断裂！
22
➢正碳离子学说解释了催化裂化反应中的许多现象
★裂化气中C1、C2少而C3、C4多 ★裂化产物中异构烃多
提供H+
★异构烷烃、烯烃、环烷烃、带侧链的芳烃的反应速 度高
➢正碳离子学说还说明了催化剂的作用
➢正碳离子学说也有不完善的地方
23
烃类的催化裂化同热裂化的比较
30
➢初次反应产物再继 续进行的反应叫做二 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
29
➢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
25
➢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：
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
8
三：催化裂化工艺流程概述
➢催化裂化装置一般有四部分构成：反应-再生系 统，分馏系统，吸收-稳定系统和能量回收系统 ➢装置形式主要有高低并列式、同轴式等
9
1．反应—再生系统
13
➢催化裂化分馏塔有以下几个特点： 进料是带有催化剂粉尘的过热油气 全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足 塔顶回流采用循环回流而不用冷回流 ✓进入分馏塔的油气含有相当大量的不凝气和惰性气体， 它们会影响塔顶冷凝冷却器的效果 ✓提高富气压缩机的入口压力以降低气压机的功率损耗
14
3．吸收—稳定系统
正碳离子不稳定，易于在带正电荷的碳 原子的β位断裂！
22
➢正碳离子学说解释了催化裂化反应中的许多现象
★裂化气中C1、C2少而C3、C4多 ★裂化产物中异构烃多
提供H+
★异构烷烃、烯烃、环烷烃、带侧链的芳烃的反应速 度高
➢正碳离子学说还说明了催化剂的作用
➢正碳离子学说也有不完善的地方
23
烃类的催化裂化同热裂化的比较
30
➢初次反应产物再继 续进行的反应叫做二 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
29
➢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
25
➢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：
催化裂化化学反应原理PPT教案
CH3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C H 2 CH3 CH 2 CH 2 CH 2 C H 2 CH3 CH3 C (CH3 ) CH 2 CH 2 CH3
⑤ 正碳离子将H+还给催化剂，本身变成烯烃，反应终止
C3H7 C3H6 H (Cat)
(3) 关于带烷基侧链的芳烃的反应历程
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
异构烷烃的反应速度比正构烷烃快
（二）烯烃
烯烃是一次分解反应的产物，很活泼，反应速度 快，在催化裂化过程中是一个重要的中间产物和 最终产物
分解反应 烯烃发生的主要反应 烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多 遵循以下规律：(与烷烃相似）
①
在裂化催化剂上(1的)
正碳离子的引发
Lewis 酸可以引发烷烃生成正碳离子
A RH AH R
② 烯烃可以由裂化催化剂的 Brönsted 酸引发生成正碳离子
H RCH 2 CH CH CH3 RCH 2 CH CH2 CH3
③ 芳烃亦能作为质子的受体，在 Brönsted 酸上形成正碳离子
断环
CH2 CH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH3
CH3
异构
+3H2
芳构化
（四）芳香烃
连接在苯核上的烷基侧链易断裂成小分子的
烯烃，而且断裂位置主要位于侧链同苯核连 接的键上
多环芳烃的裂化反应速度很低，它们的主要 反应是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭
R1
+ CH =CH2 R1CH =CH2
烯烃的氢转移反应
烯烃 环烷烃 烷烃 芳香烃
烯烃 烯烃 烷烃 二烯烃
你知道吗？
⑤ 正碳离子将H+还给催化剂，本身变成烯烃，反应终止
C3H7 C3H6 H (Cat)
(3) 关于带烷基侧链的芳烃的反应历程
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
异构烷烃的反应速度比正构烷烃快
（二）烯烃
烯烃是一次分解反应的产物，很活泼，反应速度 快，在催化裂化过程中是一个重要的中间产物和 最终产物
分解反应 烯烃发生的主要反应 烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多 遵循以下规律：(与烷烃相似）
①
在裂化催化剂上(1的)
正碳离子的引发
Lewis 酸可以引发烷烃生成正碳离子
A RH AH R
② 烯烃可以由裂化催化剂的 Brönsted 酸引发生成正碳离子
H RCH 2 CH CH CH3 RCH 2 CH CH2 CH3
③ 芳烃亦能作为质子的受体，在 Brönsted 酸上形成正碳离子
断环
CH2 CH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH3
CH3
异构
+3H2
芳构化
（四）芳香烃
连接在苯核上的烷基侧链易断裂成小分子的
烯烃，而且断裂位置主要位于侧链同苯核连 接的键上
多环芳烃的裂化反应速度很低，它们的主要 反应是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭
R1
+ CH =CH2 R1CH =CH2
烯烃的氢转移反应
烯烃 环烷烃 烷烃 芳香烃
烯烃 烯烃 烷烃 二烯烃
你知道吗？
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7
（3）氢转移反应 两个烯烃分子之间发生氢转移，变成烷烃和 二烯烃； 环烷烃或环烷－芳烃放出氢使烯烃饱和而自 身变成稠环芳烃。
8
（4）芳构化反应 烯烃环化脱氢生成芳烃。
C－C－C－C－C＝C－C
CH3
9
3、环烷烃 （1）环断裂生成烯烃，烯烃继续反应； （2）长侧链断裂； （3）通过氢转移转化为芳烃；
加氢（加氢裂化）
• 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽 油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地位。
• 催化裂化是重质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。
有很大的内表面，新鲜分子筛的比表面600～800m2/g。 它具有稳定的、均一的微孔结构，孔径大小为分子大小 数量级。
催化反应的先决条件是：反应原料首先在催化剂表 面吸附。
18
（1）各类烃之间的竞争吸附和对反应的阻滞作用 反应的5个步骤 a.反应物向催化剂表面扩散； b.反应物在催化剂表面吸附 c.被吸附反应物在催化剂表面发生反应 d. 产物由催化剂表面脱附 e.产物离开催化剂表面向周围介质中扩散 化学吸附
吸附顺序：稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链 单环芳烃>环烷烃>烷烃
项目三 催化裂化装置
任务一 催化裂化装置和流程认知 -------催化裂化工艺原理
提出问题
燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重 质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？
重质油转化为轻质油
从大分子分解为较小的分子
主要依靠分解反应（热反应和催化反应）
从低H/C的组成转化成较高H/C的组成
脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）
（一）催化剂的组成与结构 1. 无定型硅酸铝催化剂 如天然活性白土、人工合成硅酸铝 具有许多大小不一的微孔，平均孔径4－7nm，比
表面积500～700m2/g。 硅酸铝的催化活性来源于其表面的酸性。
2. 分子筛催化剂－结晶型硅酸铝
与无定型硅酸铝相比，分子筛具有更高的选择性、 活性和稳定性。
分子筛是具有晶格结构的硅酸铝盐，也称沸石，具
二、催化裂化反应
（一）单体烃的催化裂化反应 1、烷烃 烷烃主要发生分解反应，生成较小分子的烷烃和烯烃，生成
的烷烃又可分解成更小的分子。 烷烃分解多从中间的C-C键断裂，而且分子越大越易断裂。
碳数相同的链状烃中，异构烷烃比正构烷烃易分解。
C16H34
C8H16 + C8H18
6
2、烯烃 烯烃的主要反应也是分解反应，但还有一些其 它重要反应。 （1）分解反应 分解为两个较小分子的烯烃。 烯烃的分解反应比烷烃快；大分子烯烃分解快 于小分子；异构烯烃分解快于正构烯烃。
一、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程， 也是重油轻质化的核心工艺 催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要 手段 催化裂化于1936年实现工业化 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、 常压重油、减渣、脱沥青油
主要控制指标：金属含量和残碳值 Ni+V：不大于 20 PPm
异构烷烃及环烷烃 >小分子单烷基侧链的单环芳烃> 正构烷烃 >稠环芳烃
21
稠环芳烃首先占据催化剂表面，反应很慢，不 易脱附，直至缩合成焦炭，妨碍了其它烃类的吸附 和反应。
这一特点对指导生产的意义： 芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆（其中 含较多的稠环芳烃）较难裂化，须选择合适的反应 条件或先加氢转化成环烷烃。
22
2. 复杂的平行——顺序反应
重质石油馏分 中间馏分
汽油 气体
缩合产物
焦炭
23
二、催化裂化催化剂
催化剂的作用： （1）促进化学反应，提高反应器的处理能力 催化剂能使反应活化能降低，提高反应速率，如 石油馏分的热裂化反应的活化能约为210～293kJ/mol， 而催化裂化反应其活化能降至42～125 kJ/mol，从而 大大提高反应速率。
异构
脱氢
（4）五员环烷烃 六员环烷烃 芳烃
10
4、芳香烃 （1）芳烃的芳核非常稳定，难以进行反应； （2）烷基侧链发生断裂生成较小分子的烯烃； （3）多环芳烃 稠环芳烃 焦炭
11
（二）烃类催化裂化反应的机理
烃类的催化裂化反应遵循正碳离子反应机理。所
谓正碳离子，是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离
子，如：
+ RCHCH2CH3
+ RC—CH3
CH3
15
正碳离子进一步异构化和β－断裂， 导致气体中C3、C4含量很高
（2）β－断裂反应
正碳离子裂解生成烯烃和碳数较少的正碳离子。
RCH2CH2CH+CH3 （3）氢转移反应
RC+H2 ＋CH2＝CHCH3
16
17
（三）石油馏分的催化裂化反应特征
1. 各烃类的吸附竞争和对反应的阻滞作用
同族烃类分子量大的吸附能力强
19
反应原料从主气流扩散到催化剂表面 扩散到内孔
催化剂表面吸产物从内孔扩散出
产物扩散到主气流中
20
吸附能力顺序： 稠环芳烃 > 稠环环烷烃 > 烯烃 >
单烷基侧链的单环芳烃 > 环烷烃 > 烷烃
反应速率： 烯烃 > 大分子单烷基侧链的单环芳烃 >
RCH2 +
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，如：
CnH2n + H+
CnH2n+1 +
12
1、正碳离子的形成
（1）烯烃与质子酸（H+）作用
RCH=CH2 + H+
+ RCHCH3
（2）芳烃与质子酸（H+）作用
+ H+
+
13
（3）烷烃在非质子酸中心脱去H-
RCH2CH2 + L
残碳：不大于 6% 产品分布：
★ 气体:10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很 高
★ 汽油:产率在30～60%之间，辛烷值较高，约80～90 ★ 柴油:产率在0～40%， 十六烷值较低，需调和或精
制 ★ 油浆：产率在0～10% ★ 焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1
+ RCHCH3 + LH-
正碳离子的稳定性强弱顺序为：
叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子> 乙基正碳离子>甲基正碳离子
14
2、正碳离子的反应
产物中异构烃多，有 利于汽油辛烷值提高
（1）氢或烷基转移的异构化反应，是催化裂化 的特有反应，导致产物中异构烃较多。
+ RCH2CH2CH2
+ RCH2CHCH3
（3）氢转移反应 两个烯烃分子之间发生氢转移，变成烷烃和 二烯烃； 环烷烃或环烷－芳烃放出氢使烯烃饱和而自 身变成稠环芳烃。
8
（4）芳构化反应 烯烃环化脱氢生成芳烃。
C－C－C－C－C＝C－C
CH3
9
3、环烷烃 （1）环断裂生成烯烃，烯烃继续反应； （2）长侧链断裂； （3）通过氢转移转化为芳烃；
加氢（加氢裂化）
• 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽 油和柴油等轻质产品的生产中占有很重要的地位。
• 催化裂化是重质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。
有很大的内表面，新鲜分子筛的比表面600～800m2/g。 它具有稳定的、均一的微孔结构，孔径大小为分子大小 数量级。
催化反应的先决条件是：反应原料首先在催化剂表 面吸附。
18
（1）各类烃之间的竞争吸附和对反应的阻滞作用 反应的5个步骤 a.反应物向催化剂表面扩散； b.反应物在催化剂表面吸附 c.被吸附反应物在催化剂表面发生反应 d. 产物由催化剂表面脱附 e.产物离开催化剂表面向周围介质中扩散 化学吸附
吸附顺序：稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链 单环芳烃>环烷烃>烷烃
项目三 催化裂化装置
任务一 催化裂化装置和流程认知 -------催化裂化工艺原理
提出问题
燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重 质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？
重质油转化为轻质油
从大分子分解为较小的分子
主要依靠分解反应（热反应和催化反应）
从低H/C的组成转化成较高H/C的组成
脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）
（一）催化剂的组成与结构 1. 无定型硅酸铝催化剂 如天然活性白土、人工合成硅酸铝 具有许多大小不一的微孔，平均孔径4－7nm，比
表面积500～700m2/g。 硅酸铝的催化活性来源于其表面的酸性。
2. 分子筛催化剂－结晶型硅酸铝
与无定型硅酸铝相比，分子筛具有更高的选择性、 活性和稳定性。
分子筛是具有晶格结构的硅酸铝盐，也称沸石，具
二、催化裂化反应
（一）单体烃的催化裂化反应 1、烷烃 烷烃主要发生分解反应，生成较小分子的烷烃和烯烃，生成
的烷烃又可分解成更小的分子。 烷烃分解多从中间的C-C键断裂，而且分子越大越易断裂。
碳数相同的链状烃中，异构烷烃比正构烷烃易分解。
C16H34
C8H16 + C8H18
6
2、烯烃 烯烃的主要反应也是分解反应，但还有一些其 它重要反应。 （1）分解反应 分解为两个较小分子的烯烃。 烯烃的分解反应比烷烃快；大分子烯烃分解快 于小分子；异构烯烃分解快于正构烯烃。
一、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程， 也是重油轻质化的核心工艺 催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要 手段 催化裂化于1936年实现工业化 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、 常压重油、减渣、脱沥青油
主要控制指标：金属含量和残碳值 Ni+V：不大于 20 PPm
异构烷烃及环烷烃 >小分子单烷基侧链的单环芳烃> 正构烷烃 >稠环芳烃
21
稠环芳烃首先占据催化剂表面，反应很慢，不 易脱附，直至缩合成焦炭，妨碍了其它烃类的吸附 和反应。
这一特点对指导生产的意义： 芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆（其中 含较多的稠环芳烃）较难裂化，须选择合适的反应 条件或先加氢转化成环烷烃。
22
2. 复杂的平行——顺序反应
重质石油馏分 中间馏分
汽油 气体
缩合产物
焦炭
23
二、催化裂化催化剂
催化剂的作用： （1）促进化学反应，提高反应器的处理能力 催化剂能使反应活化能降低，提高反应速率，如 石油馏分的热裂化反应的活化能约为210～293kJ/mol， 而催化裂化反应其活化能降至42～125 kJ/mol，从而 大大提高反应速率。
异构
脱氢
（4）五员环烷烃 六员环烷烃 芳烃
10
4、芳香烃 （1）芳烃的芳核非常稳定，难以进行反应； （2）烷基侧链发生断裂生成较小分子的烯烃； （3）多环芳烃 稠环芳烃 焦炭
11
（二）烃类催化裂化反应的机理
烃类的催化裂化反应遵循正碳离子反应机理。所
谓正碳离子，是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离
子，如：
+ RCHCH2CH3
+ RC—CH3
CH3
15
正碳离子进一步异构化和β－断裂， 导致气体中C3、C4含量很高
（2）β－断裂反应
正碳离子裂解生成烯烃和碳数较少的正碳离子。
RCH2CH2CH+CH3 （3）氢转移反应
RC+H2 ＋CH2＝CHCH3
16
17
（三）石油馏分的催化裂化反应特征
1. 各烃类的吸附竞争和对反应的阻滞作用
同族烃类分子量大的吸附能力强
19
反应原料从主气流扩散到催化剂表面 扩散到内孔
催化剂表面吸产物从内孔扩散出
产物扩散到主气流中
20
吸附能力顺序： 稠环芳烃 > 稠环环烷烃 > 烯烃 >
单烷基侧链的单环芳烃 > 环烷烃 > 烷烃
反应速率： 烯烃 > 大分子单烷基侧链的单环芳烃 >
RCH2 +
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，如：
CnH2n + H+
CnH2n+1 +
12
1、正碳离子的形成
（1）烯烃与质子酸（H+）作用
RCH=CH2 + H+
+ RCHCH3
（2）芳烃与质子酸（H+）作用
+ H+
+
13
（3）烷烃在非质子酸中心脱去H-
RCH2CH2 + L
残碳：不大于 6% 产品分布：
★ 气体:10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很 高
★ 汽油:产率在30～60%之间，辛烷值较高，约80～90 ★ 柴油:产率在0～40%， 十六烷值较低，需调和或精
制 ★ 油浆：产率在0～10% ★ 焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1
+ RCHCH3 + LH-
正碳离子的稳定性强弱顺序为：
叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子> 乙基正碳离子>甲基正碳离子
14
2、正碳离子的反应
产物中异构烃多，有 利于汽油辛烷值提高
（1）氢或烷基转移的异构化反应，是催化裂化 的特有反应，导致产物中异构烃较多。
+ RCH2CH2CH2
+ RCH2CHCH3