催化裂化过程反应化学的进展
我国催化裂化工艺技术进展_许友好
《中国科学》杂志社
SCIENCE CHINA PRESS
我国催化裂化工艺技术进展
许友好*
中国石化石油化工科学研究院, 北京 100083 *通讯作者, E-mail: xuyouhao.ripp@ 收稿日期: 2013-07-14; 接受日期: 2013-08-30; 网络版发表日期: 2013-11-01 doi: 10.1360/032013-233
年开发了 MIP 工艺技术, 并迅速得到大范围应用[4, 5]; 2007 年又开发了 IHCC/HSCC 技术, 现正处于工业试 验前期[6]. 从我国催化裂化工艺由无到有的发展经验来看 , 真正实现完全自力更生开发催化裂化技术 , 闯出一 条独特的具有中国特色的发展 , 有 3 个重要因素 [7]: 第一重要因素是必须有一个强有力的领导核心 , 能 够高效地组织各方面的力量 , 因而自开始阶段即能 从工艺研究、工程设计与施工、关键设备制造和装置 生产几方面齐头并进地同时展开工作 , 从而节省大 量的时间, 迅速达到较高的技术水平; 第二重要因素 是在关键的技术节点上必须有领军人物 , 如我国早 期催化裂化工艺设计领军人物陈俊武院士、 工艺研究 与开发领军人物武宝琛博士、 催化剂研究与开发领军 人物闵恩泽院士, 这 3 位杰出的科学家为我国催化裂 化技术发展做出了杰出贡献, 在其带领下, 形成了强 有力的研究开发和工程设计团队 ; 第三重要因素是 无数技术人员和生产操作人员的无私奉献 . 在自主
产率分布 (%)
汽油性质
烯烃 芳烃 MON
a) 抚顺二厂第一套装置的标定数据; b) 高桥分公司渣油催化裂化装置标定数据
入大气中. 再生器烧焦所用的空气由主风机供给, 大 部分空气分成两路进辅助燃烧室 , 以较高的线速通 过分布板小孔, 进入再生器密相床层, 与催化剂接触 进行烧焦; 少量的空气经增压机增压, 增压后送到密 相提升管, 作提升空气用. 密相流化催化裂化装置加 工大庆蜡油时典型的产物分布和汽油产品性质列于 表 1[7]. 兰州炼油厂于 1965 年 12 月建成了我国第一套 3 kt/a 的微球催化剂生产装置, 生产出合格的微球催 化剂. 随后, 微球催化剂应用于我国第一套催化裂化 装置, 并取得满意的工业应用结果. 随着催化裂化装 置的增多以及加工能力的增加, 1970、1976 和 1978 年 相继在长岭炼油厂、 齐鲁石化公司催化剂厂和石油六 厂建成投产年产分别为 6、4.5 和 2 kt 的微球催化剂 生产装置, 从而形成了我国 4 个裂化催化剂制备基地[9].
催化裂化催化剂的发展历程及研究进展
催化裂化催化剂的发展历程及研究进展张春兰，陈淑芬，张远欣（兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州710060）摘要：介绍了催化裂化催化剂在国内外的发展历程，详细阐述了重油裂化催化剂、生产高辛烷值催化裂化催化剂、生产清洁燃料催化剂、增产低碳烯烃催化剂、多产液化气和柴油等催化剂的研究进展。
并对催化剂的发展前景进行展望，今后催化裂化催化剂仍然是重油高效转化、增产丙烯、高温化学改性、降低汽油烯烃含量和高固含量成胶技术的方向发展。
关键词：催化裂化催化剂；发展历程；研究进展doi:10.3969/j.issn.1673-5285.2013.02.002中图分类号：TE624.91文献标识码：A文章编号：1673-5285（2013）02-0005-05Development process and research progress of catalytic cracking catalystZHANG Chunlan ，CHEN Shufen ，ZHANG Yuanxin（Department of Petrochemical Engineering ，Lanzhou Petrochemical College ofVocational Technology ，Lanzhou Gansu 710060，China ）Abstract :The development history catalytic cracking catalyst is introduced,the researchprogress of the heavy oil FCC catalyst,high octane number of FCC catalyst,production of clean fuel catalyst,production of low carbon olefin catalyst,prolific liquefied gas and diesel catalyst is elaborated.And the future development of catalyst is prospected,the future of catalytic cracking catalyst is still high efficient conversion of heavy oil,propylene,high temperature chemical modification,reduction of gasoline olefin content and high solid content into plastic technology.Key words ：catalytic cracking catalyst ；development history ；research progress*收稿日期：2012－12-29基金项目：甘肃省财政厅项目大型炼厂抽出油及回炼油生产高品质橡胶油的工艺研究。
催化裂化催化剂的发展历程及研究进展
催化裂化催化剂的发展历程及研究进展催化裂化是一种重要的石油加工技术，通过将石油分子在催化剂的作用下进行裂解，得到高附加值的产品，如汽油和石脂油。
催化裂化催化剂的发展历程可以追溯到20世纪初，经过了多个阶段的演进和改进。
本文将详细介绍催化裂化催化剂的发展历程及研究进展。
20世纪初，催化裂化催化剂主要采用天然矿物催化剂，如石英、蛭石等。
这些催化剂具有一定的催化活性，但缺乏稳定性和选择性，难以应对复杂的原料和严苛的工业操作条件。
20世纪30年代，随着石油需求的增加和技术的进步，人们开始研发新型催化剂。
那时，主要采用的是氧化物催化剂，如铝、硅等。
这些催化剂的活性和稳定性有了一定的提升，但仍然存在一些问题，如选择性不高、催化剂寿命短等。
20世纪50年代，人们开始尝试使用酸性功能组分的催化剂，如酸化铁、硫酸等。
这些催化剂具有较高的催化活性和选择性，但具有腐蚀性，容易造成催化剂失效和设备损坏。
20世纪60年代，人们将焦油催化裂化硅铝酸催化剂推向了催化裂化工业化生产的舞台。
这种催化剂具有良好的热稳定性和选择性，能够实现高效的催化裂化反应。
焦油催化裂化硅铝酸催化剂的应用推动了石油工业的发展，成为当时催化裂化的主流技术。
近年来，催化裂化催化剂的研究进展主要集中在以下几个方面：1.催化剂结构设计：通过调控催化剂的孔径分布、酸中心密度和酸强度等结构参数，以提高其活性、选择性和稳定性。
常见的结构设计方法包括合金化、钾的添加、微介孔化等。
2.催化剂负载材料研究：将催化剂负载在合适的载体上，可以提高催化剂的分散性和稳定性。
常用的载体材料包括Al2O3、SiO2、TiO2等。
3.催化剂表面改性：通过表面改性的方法，如纳米粒子修饰、溶胶-凝胶法制备等，可以改变催化剂的活性中心和表面酸性，以提高其催化效果。
4.新型催化剂开发：人们正在探索使用新型催化剂，如纳米材料、金属有机骨架材料(MOFs)等，以提高催化裂化过程的效率和选择性。
浅谈催化裂化技术进展
广
州
化
工
Ｖ０ １ ． ４ｌ Ｎｏ ． ８ Ａｐｒ ｉｌ ．２ ０１ ３
Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
浅 谈 催 化 裂 化 技 术 进 展
张 宇 ，杨 进华
发展具有 以下特点 ：技术相对成熟 ；能大量生产高辛烷值 汽油组 分 ；转化深度大 ，轻质油品和液化气收率高 ；装置压力低 ，操作 条件相对缓和，投资省 ；丙烯 、丁烯等利用价值高。 催 化 裂 化 近 几 年 面 临着 原 料 重 质 化 、高 硫 化 及 环 保 法 规 １ ３ 益 严 格 等 重 大 问 题 。化 解 这 些 问 题 需 要 开 发 新 的工 艺 和 技 术 ， 这就需要总结前人的研究成果 ，对传 统的催化裂 化工艺过 程反 应化学 的认识进行分析和总结 ，以便更 深刻地认识 催化裂 化过 程反应化学规律 ，并 进行创新 。现从工 艺及 反应 器两方 面进展
管 反应 器 、双 提 升 管 反 应 器 、下 行 式催 化 裂化 反 应 器 几 个 方 面 阐述 了 催 化 裂 化 反 应 器 的 进 展 。最 后 展 望 了未 来 催 化 裂 化 工 艺 和 反
应 器 的 发展 趋 势 。
关键 词 ：催化裂化；工艺；反应器； 趋势
中图分 类 号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：Ｔ Ｅ ６ ２ ４
艺 根 据组 分选 择性 裂化 的原 理 ，将 提 升 管 反 应 器 从 底 部 到 顶 部
依次设计 为汽油反应 区 、重质油 反应 区、轻质 油反应 区和总反 应深度控 制区。在不 同的反应 区域对 裂化性能不 同的组分 进行 选 择性 裂化 ，达 到 同时 多产 液 化 气 和 柴 油 的 目的 。在 催 化 剂 方
催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展
催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展摘要：低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等）是非常重要的基本有机化工原料，特别是乙烯的生产能力常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志。
由于储能电池技术井喷式发展和环保要求进一步严格，电动汽车凭借行驶过程近零污染、节能、低使用成本的优势，替代燃油汽车成为不可逆转的发展趋势，随之而来将是交通用油消费量急剧下降。
因此，石油加工企业应提前布局实现由“燃油型”向“化工型”转型升级。
关键词：催化裂解制；烯烃工艺；催化剂引言低碳奥氏体是生产聚合物(聚乙烯和聚丙烯)的主要化学材料之一,也是石化工业的主要产品之一。
目前国内乙烯和丙烯供应不足,乙烯自给率约为64%,丙烯自给率约为77%,仍需大量进口。
此外,丙烯/乙烯需求比率上升,而产量比率下降。
随着化学工业的发展,对低碳奥氏体的需求迅速增长,其产量已成为经济发展的重要指标。
低碳奥氏体主要是通过热裂解或催化裂解获得的,其中热裂解技术是制造低碳奥氏体的主要技术,但热裂解反应温度高,二氧化碳排放量大;催化裂化反应温度低、目标产物收率高已成为近年来该技术的发展和应用前景。
用于生产低碳烯丙烯的原料可以是乙烷,丙烷,丁烷,也可以是轻/重型油脂,汽油,减压柴油等。
由于催化剂是影响催化裂解过程的重要因素,因此本文综述了轻质(轻油)作为低碳奥氏体催化剂生产率原料的研究进展。
1.催化性能影响因素制备方法对催化性能的影响，制备方法影响着金属颗粒在载体上的分散程度、载体与金属的相互作用力以及金属颗粒大小，从而影响催化剂的性能。
甲烷催化裂解反应中常用的制备方法有浸渍法、熔融法和共沉淀法等。
Guo等使用浸渍法和共沉淀法制备了一种由混合金属氧化物和氧化铝负载的Ni基催化剂。
研究发现与共沉淀法相比，浸渍法制备的催化剂中Ni颗粒发生了团聚。
这主要是因为在共沉淀法制备的催化剂中，Ni与载体之间的强相互作用力抑制了Ni颗粒的团聚。
Lazaro等比较了浸渍法和熔融法制备的Ni/TiO2催化剂的活性，研究发现浸渍法制备的催化剂初始活性较高，氢气产率为80%，但在反应200分钟后氢气产率迅速下降至40%。
催化裂化轻汽油醚化工艺的技术进展
催化裂化轻汽油醚化工艺的技术进展随着环境保护要求的日益严格与技术发展的需求，我国于2003年7月开始在全国实行新配方汽油（亦称清洁汽油）标准，要求车用汽油中烯烃的体积分数不大于35%。
总的来看，清洁汽油发展的趋势是低硫、低芳烃、低烯烃、低蒸气压和较高的辛烷值。
在我国，催化裂化（FCC）汽油占成品汽油的80%以上，其特点是烯烃含量高。
因此生产清洁汽油必须降低烯烃含量，而合理利用FCC汽油中的轻烯烃既可降低烯烃含量又可提高汽油辛烷值。
FCC轻汽油醚化生产混合醚工艺可将FCC轻汽油中的活性烯烃（能够进行醚化反应的烯烃）转化为叔烷基醚，不但降低了汽油中的烯烃含量，还可提高汽油的辛烷值和氧含量，并可降低汽油的蒸气压。
因此，FCC轻汽油醚化技术是生产环境友好清洁汽油的理想技术之一。
由于我国汽油辛烷值较低，烯烃含量高，在我国加快推广和应用FCC轻汽油醚化技术尤为重要。
FCC汽油中有大量的C4～11活性烯烃，随碳数的增加，活性烯烃的含量显著增加，同时醚化反应的转化率下降，醚化产物的辛烷值降低。
因此，一般选择初馏点约为75℃的FCC汽油馏分或C5～7馏分，即FCC轻汽油作为醚化反应的原料。
FCC轻汽油中的叔戊烯、叔己烯和叔庚烯在催化剂的存在下与甲醇进行醚化反应生成相应的甲基叔戊基醚（TAME）、甲基叔己基醚（THxME）、甲基叔庚基醚（THpME），从而得到辛烷值高而蒸气压低的醚化汽油。
本文介绍了国内外典型的FCC轻汽油的醚化工艺。
1 国外的FCC轻汽油醚化工艺1.1 Neste公司的NExTAME工艺芬兰Neste工程公司开发的FCC轻汽油中C5～7烯烃醚化工艺，即NExTAME工艺于1995年5月在芬兰实现工业化，工艺流程见图1。
该工艺主要由选择性加氢反应器、预反应器、精馏塔和侧线反应器组成，特点是采用精馏塔和侧线反应器来提高原料中活性烯烃的转化率。
预反应器和侧线反应器都使用强酸性阳离子交换树脂为催化剂。
图1 NExTAME工艺流程FCC轻汽油原料经选择性加氢把二烯烃转化为单烯烃后进入预反应器进行反应，然后送入精馏塔分馏。
催化裂化后反应系统快分的研究进展
催化裂化后反应系统快分的研究进展刘梦溪;卢春喜;时铭显【摘要】催化裂化后反应系统对装置的产品收率、分布和长周期运转具有重要的意义，提升管出口快分是后反应系统的核心装备。
对近年来我国催化裂化后反应系统快分的基础研究、开发和工业化进行了回顾，对关键几何结构和尺寸对不同类型快分内两相流场、分离效率和压降的影响进行了总结和分析。
为减少油剂接触时间并尽快引出油气，将提升管出口粗旋和一个预汽提器耦合起来并形成了FSC和CSC系统。
系统内设置了多个内构件以消除旋进涡核的摆动效应并减弱底部预汽提蒸汽对旋分流场的影响。
针对内提升管进而提出了包含旋流头和封闭罩的VQS系统。
优化结果表明，带有向下旋转的长臂的旋流头具有更加优越的性能。
此外，数值模拟结果显示在臂出口存在严重的短路流现象，导致分离效率显著下降。
为解决这一问题，增设了一个环形盖板和隔流筒，从而形成了SVQS系统。
结果表明，对平均粒径18μm的滑石粉SVQS系统的分离效率提高了约30%，与此同时压降仅增加不到400 Pa。
为了进一步缩短油剂在分离器内的分离时间，提出了一种新型SRTS快分，该快分能够将分离时间缩短到1 s以内，与此同时分离效率仅略低于旋风分离器。
%A post-riser system in RFCC unit has a significant influence on product yield and distribution, as well as long term operation of the unit. Quick separators are the core equipment of the system. The fundamental research, development and commercialization of quick separators of post-riser system in China were reviewed. The influence of key geometric configuration and size on the two-phase flow field, separation efficiency and pressure drop were also analyzed and discussed. In order to reduce the contact time of catalyst and oil gas and to dischargeoil gas as soon as quickly, a rough cut cyclone was coupled with a pre-stripper. Internals were mounted in the system, which were also called FSC and CSC system, to diminish the fluctuating processing vortex core and to reduce the influence of pre-stripping steam. Then a post-riser system called VQS was proposed, which included a vortex quick separator and an isolated shell. The study was conducted to optimize the geometric configuration of the separator, and the one with long and downward spiral arms was found to have excellent performance. Furthermore, the simulation results showed that severe short cut flow occurred in the vicinity of the exit of arms, leading to significant drop of separation efficiency. Then, a new system called SVQS was proposed by adding an annular cover and a tube into the system. As a result, the separation efficiency considerably increased about 30%for 18μm talc, meanwhile the separation pressure drop raised only 400 Pa. In order to reduce the separation time, a quick separator was proposed and optimized. The separation time was reduced to less than 1 s, and separation efficiency was closed to 75% for 44μm talc, which was slightly lower than separation efficiency of cyclone.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)008【总页数】13页(P3133-3145)【关键词】流态化;多相流;分离;催化裂化;后反应系统【作者】刘梦溪;卢春喜;时铭显【作者单位】中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249;中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249;中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TQ052.5催化裂化是我国炼油工业最重要的二次加工工艺，生产了国内约75%的汽油、30%的柴油和40%以上的丙烯。
化学反应中的蒸汽裂解与催化裂化
蒸汽裂解和催化裂化是两种在化学反应中常见的裂化过程。
这两种裂化过程在石油化工、化学工程和材料科学等领域中具有重要的应用价值。
本文将介绍这两种裂化过程的基本原理和应用。
蒸汽裂解是一种通过加热和蒸汽作用下降低碳氢化合物分子量的反应过程。
在蒸汽裂解中，高分子碳氢化合物会经历碳-碳键和碳-氢键的断裂，生成低碳分子化合物，如烃类和芳香化合物。
蒸汽裂解反应是一种热力学驱动的过程，需要高温和高压条件下进行。
在蒸汽裂解过程中，蒸汽中的水和碳氢化合物在催化剂的存在下进行反应，从而产生低碳分子化合物。
蒸汽裂解在石化工业中具有广泛的应用。
例如，在裂解重油和煤焦油中，可以得到重要的烃类和芳香化合物，如乙烯、丙烯和苯。
这些化合物是石油化工生产中的重要原料，广泛应用于合成高分子材料、塑料和涂料等工业。
此外，蒸汽裂解还可以将废气和废料中的有机化合物转化为有用的化学品，从而实现资源的回收利用和环境保护。
催化裂化是一种通过催化剂的作用促使高分子化合物裂解为低分子化合物的反应过程。
在催化裂化中，催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率，并选择性地裂化高分子化合物。
催化裂化反应通常在相对较低的温度和压力条件下进行，因此能够节约能源并降低生产成本。
催化裂化在石油炼制过程中是一项重要的技术。
通过催化裂化，可以将高沸点的重质石油馏分转化为低沸点的石油产品，如汽油、柴油和润滑油。
这些石油产品是现代社会运输和工业生产的重要能源和原料。
催化裂化还可以使废油和垃圾转化为有价值的产品，实现废物的资源化。
值得注意的是，蒸汽裂解和催化裂化是两种不同的裂化过程，各自具有特定的应用领域和适用条件。
蒸汽裂解适用于较重的碳氢化合物，如煤焦油和重质油，需要高温和高压条件。
而催化裂化适用于较轻的碳氢化合物，如原油和废油，需要催化剂的存在和相对较低的温度。
综上所述，蒸汽裂解和催化裂化是两种重要的化学反应过程，具有广泛的应用。
蒸汽裂解是一种通过加热和蒸汽作用下降低碳氢化合物分子量的过程，主要应用于石油化工和化学工程。
浅谈催化裂化工艺及催化剂的技术进展
浅谈催化裂化工艺及催化剂的技术进展催化裂化工艺及催化剂的技术发展至今经过了几十年的时间，该种技术在工业领域中得到了广泛的应用，并且在未来的发展前景客观。
基于此本文结合国内外催化裂化工艺及催化剂的技术进展，阐述当代催化裂化工艺及催化剂的特点和具体技术应用。
标签：催化裂化工艺；催化剂；能源开发石油化学工业作为化学工业的重要组成部分是近代发达国家的重要工业，然而20世纪70年代后由于原油价格的上涨而导致石油的发展速度急剧下降，而催化裂化工艺由于其拥有着较低的投资操作成本、高转化率以及原材料适应性强发展成为了实际炼油过程中的核心工艺，而且经过数十年的发展其技术比较成熟稳定，成为了炼化重油的一种较为重要的手段。
1 催化裂化工艺的技术进展1.1 当代催化裂化工艺的特点分析当代化工催化裂化工艺的特点如下：①技术稳定，可持续性应用；催化裂化工艺（英文缩写RFCC）一般由再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统三部分组成，是石油二次加工的主要方法之一。
在高温和催化剂的作用下，使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。
虽然目前世界对于重油提炼的工艺趋于成熟稳定，但就目前环境问题来讲各项技术仍有待提高，重油提炼出现了原材料的价格问题、环境问题、规格问题、石油化工的发展问题。
但是，催化裂化工艺对于环境保护法律规定的要求已经基本满足，使得此项技术未来可以取得长足的发展空间；②应用广泛；石油仍然是目前世界所需的重要能源，对于石油加工的新工艺就显得尤为重要，发达国家对于石油工业的生产水平已经占据前列，我国从20世纪60年代开始着手钻研石油工業也逐步迈入世界顶尖行列，目前我国自主研制的石油催化裂化工艺基本全方位覆盖本国石油行业，排入世界前列。
MGD和MIP工艺、催化汽油改制技术、催化裂化组合工艺、用添加剂强化的催化裂化工艺等已经被我国灵活运用到生产、生活等各个领域。
随着我国自主研究人员的不断努力，我国开发的催化裂化工艺可以有效的为各个企业取得优秀的经济效益，以及减轻原有重油炼制手段对于环境的危害。
催化裂化过程反应化学的进展
发展重油深度转化 ， 增加轻质油品仍将是 ２ 世 １
纪我 国炼油 行业 的重 大发 展战 略 。流化催 化裂 化工
艺仍将发挥不可取代的作用 ， 这是因为： 流化催化裂
化 工艺经 过 几 十 年 的 发 展 ， 术 成 熟 ， 产 方 案 灵 技 生 活， 既可 以最大 量地 生产 高辛 烷值 汽油 组分 ， 可 以 又
许友好 汪 燮 卿
（ 中国石 油化工股份有限公司石油化工学研究院 ， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
［ 摘要 ］ 面对催 化裂 化工艺所 遇到的挑 战 ， 出了催化裂 化过 程反应 化学 的多维反应 结构模 式。多维反应 提 结构模式的建立是基于对烃类在酸性催化 剂上反应 化学认 识 而进行 的知识创 新 ， 但多维反 应结 构不 同于烃
类 在酸性催化剂上反应 化学。具 有多维反应 结构 的催 化裂 化工 艺更具有 多样性 和灵 活性 ， 于此 已成功地 基 开发 了多产异 构烷 烃的催化裂化 工艺和生产 清洁汽油和多产丙烯 的催化裂化工 艺。
［ 关键词］ 催化裂化 ；反应 化学 ； 催化剂 ；多维反应 结构 ； 两个反应 区 ［ 中图分类号］ Ｔ／ ６２ ［ Ｆ ２ ． １ 文献标识码 ］ Ａ ［ ５ 文章编号 ］ １０ ０ ９—１４ （ ０７ ０ ００ ９ ７ ２ ２ ０ ） ８— ０ ３—
由氢转移反应将负氢离子转移到正碳离子上中断了烃链的裂化反应从而造成汽油产率大幅度地增加汽油中的烯烃含量降低而烷烃含量增加汽油的辛烷值明显降低焦炭产率有所增加一120世纪60年代后期为适应高活性高选择性沸石催化剂而开发出提升管催化裂化工艺
维普资讯
催 化裂化过程反应化学 的进 展
１ 前 言
自我 国第 一 套 流化 催 化 裂 化装 置 于 １６ ９５年 实
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。
石油烃类催化裂化反应介绍
反应条件
01
温度： 400500℃
02
压力：12MPa
03
催化剂：金 属氧化物或 金属硫化物
04
反应时间： 数秒至数分
钟
反应产物
汽油：主要产物， 包括直链烷烃、 环烷烃和芳香烃
柴油：主要产物， 包括直链烷烃、 环烷烃和芳香烃
液化石油气：副 产物，包括丙烷、
丁烷和戊烷
焦炭：副产物， 包括碳氢化合物
作用
催化裂化反应可以提 高石油的轻质油收率
催化裂化反应可以降 低石油的硫含量，提
高油品质量
催化裂化反应可以降 低石油的烯烃含量，
提高油品的稳定性
化学品生产
石油烃类催化裂化反 应是生产化学品的重 要方法之一。
催化裂化反应在化学 品生产中具有高效、 节能、环保等优点。
催化裂化反应可以生 产各种化学品，如烯 烃、芳烃、烷烃等。
石油烃类催化裂化反应介绍
演讲人
目录
01. 催化裂化反应原理 02. 催化裂化反应技术 03. 催化裂化反应的应用 04. 催化裂化反应的发展趋势
催化裂化反应原理
反应过程
原料：石油烃类 催化剂：金属或金属氧化物 反应条件：高温、高压 反应产物：轻质油、气体和焦炭 反应机理：自由基链反应和离子型反应 反应特点：转化率高、选择性好、能耗低
复合催化剂：由两种或 两种以上催化剂组成的 复合催化剂，用于提高 催化裂化反应的效率和
选择性。
两性催化剂：如氧化 铝、氧化硅等，用于 催化裂化反应中的两
性催化裂化过程
反应器设计
反应器类型：固 定床反应器、流 化床反应器、移 动床反应器等
反应器结构：包 括反应区、加热 区、冷却区等
反应器尺寸：根 据反应规模和效 率要求确定
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。
我国催化裂化工艺技术进展
我国催化裂化工艺技术进展催化裂化工艺技术是一种将重质烃类裂解为轻质烃类和汽油等燃料的重要手段。
在我国，随着石油化工行业的快速发展，催化裂化工艺技术也取得了显著的进步。
本文将简要回顾我国催化裂化工艺技术的发展历程，介绍技术创新与应用情况，并展望未来的发展前景。
自20世纪50年代以来，我国催化裂化工艺技术经历了从引进到自主研发的过程。
早期，我国从国外引进了一批先进的催化裂化装置和技术，在消化吸收的基础上，逐渐开始自主创新。
到20世纪80年代，我国已成功开发出具有自主知识产权的催化裂化工艺技术，并在大型工业装置上得到应用。
进入21世纪，我国催化裂化工艺技术水平进一步提升，已成为世界催化裂化工艺技术的重要研发和应用大国。
近年来，我国催化裂化工艺技术在技术创新和应用方面取得了许多重要成果。
在催化剂的种类和性能方面，通过优化制备工艺和组分设计，成功开发出多种高效、环保型催化剂。
这些催化剂在提高产品收率、降低能源消耗、减少污染物排放等方面具有显著优势。
在反应器设计方面，我国已成功开发出多套具有自主知识产权的反应器设计。
这些反应器在提高原料适应性、优化产品分布、降低能源消耗等方面表现出色。
例如，某新型反应器采用独特的结构设计，有效提高了催化剂的利用率和产品的分离效果，降低了装置的运行成本。
展望未来，我国催化裂化工艺技术将继续深入研究和技术创新。
随着环保要求的日益严格，开发高效、环保型催化裂化工艺技术将成为重要方向。
通过优化催化剂和反应器设计，降低污染物排放，提高资源利用率，实现绿色生产。
市场对燃料油和化工产品的需求将持续增长，因此催化裂化工艺技术的研究和应用将更加注重产品结构的优化和多样性的拓展。
例如，通过引入新的反应条件和原料，开发生产高附加值化学品的技术，提高企业的经济效益。
随着智能化和自动化的快速发展，催化裂化工艺技术将更加注重信息技术和自动化技术的应用。
通过建立自动化控制系统和实时监测分析系统，提高装置的运行效率和安全性，实现生产过程的智能化和信息化。
催化裂化(分析的很全面)
第九章 催化裂化
Catalytic Cracking
第一节 概述
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
重质油轻质化
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） 加 氢（加氢裂化）
变)
提高催化剂的活性还有利于促进氢转移反应和异
构化反应，对提高产品质量有利。
催化剂的活性取决于它的结构和组成。
② 活性和催化剂表面上的积炭有关
催化剂表面积炭量↗，活性↙ 。 单位催化剂上焦炭沉积量主要与催化剂在反应器内
的停留时间有关。
催化剂上的焦炭含量还与剂油比有关
③ 剂油比， C/O
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 ，是提高原油加工深 度、增加轻质油收率的重要手段。
催化裂化原料：重质馏分油 ( 减压馏分油、焦化馏分
油 ) 、常压重油、减渣 ( 掺一部分馏分油 ) 、脱沥青 油。 主要控制指标：金属含量和残碳值
催化裂化技术今后的发展方向： ① 加工重质原料 ② 降低能耗 ③ 减少环境污染 ④ 适应多种生产需要的催化剂和工艺 ⑤ 过程模拟和计算机应用
第二节 石油烃类的催化裂化反应
一、单体烃的催化裂化反应
1 ．各类单体烃的裂化反应
(1). 烷 烃
烷烃主要发生分解反应，例如 ：
C16H34
+ C8H16 C8H18
催化裂化与催化裂解(李春义)
1.前言－－流化催化裂化（FCC)发展概况
FCC的优点
烟气 再生器 再生剂 料斗 待生剂 料斗 分馏塔 汽油 加热油 重瓦斯油 原料 油气 塔底油 鼓风机
可以用小颗粒催化剂，消除了 内扩散的影响； 固体催化剂循环速率可以在较 宽的范围内调节，操作灵活； 流体与固体可以迅速混合，并 且固体的快速运动极大地改善 了传热效果。
1.前言－－发展方向
加工重质原料。直接加工AR、脱沥青油甚至VR，经济效益显著。焦炭产率高、重 金属污染严重等是亟待解决的问题。
降低能耗。催化裂化装置的能耗较大，降低能耗的潜力也较大。降低能耗的主要 方向是降低焦炭产率、充分利用再生烟气中CO的燃烧热以及发展再生烟气热能利 用技术等。
减少污染物排放。催化裂化装置的主要污染物排放是再生烟气中的粉尘、CO、 SOX和NOX。随着环境保护立法日趋严格，减少污染的问题也日益显得重要。 适应多种生产需要的催化剂和工艺。例如，结合我国国情多产柴油，又如多产丙 烯、丁烯，甚至是多产乙烯的新催化剂和工艺技术。 过程模拟和系统集成优化。正确的设计、预测及优化控制都需要准确的催化裂化 过程数学模型。由于催化裂化过程的复杂性，仅依靠某一局部单项技术的开发和 实施是不能从根本上解决问题的，必须针对重要科学问题和关键技术问题，对催 化裂化过程进行系统集成优化，开发新型工艺技术及配套专用装备，从根本上优 化工业提升管反应系统的操作。
1.前言－－原料与产品
不同原料的催化裂化产物分布
项 目 催化裂化原料：VGO、AR、 VR、CGO、溶剂脱沥青油 原料油 和加氢处理的重油。 原料、催化剂和操作条件 干 气 对催化裂化产物分布和产 品质量都有明显的影响。 液化气 以多产丙烯或多产乙烯和 汽 油 丙烯为目的的催化裂解， 产品 轻柴油 理想的原料是石蜡基的重 产率 wt% 重柴油 油或渣油。 油 浆 对劣质原料进行加氢处理， 为大势所趋。 焦 炭
我国催化裂化工艺技术进展
我国催化裂化工艺技术进展一、本文概述催化裂化（FCC）作为一种重要的石油加工技术，在我国石油工业中占据着举足轻重的地位。
随着科技的不断进步和环保要求的日益严格，我国催化裂化工艺技术也在持续发展和创新。
本文旨在全面概述我国催化裂化工艺技术的最新进展，包括技术原理、工艺流程、催化剂研发、设备改进以及环保措施等方面的内容。
通过对这些方面的深入探讨，本文旨在展示我国催化裂化工艺技术在提高石油资源利用效率、促进石油工业可持续发展以及减少环境污染等方面的积极贡献。
本文还将对催化裂化工艺技术的发展趋势进行展望，以期为相关领域的科研人员和企业提供有益的参考和借鉴。
二、催化裂化工艺技术的基本原理催化裂化（Catalytic Cracking）是一种重要的石油加工过程，主要目的是将重质烃类转化为更有价值的轻质产品，如汽油、煤油和柴油等。
其基本原理是利用催化剂加速烃类分子在高温高压环境下的热裂解反应，使长链烃类断裂成较短的链烃，从而改善产品的品质和产量。
催化裂化工艺主要包括热裂化和催化裂化两个阶段。
热裂化是在没有催化剂的情况下，通过高温使烃类分子发生热裂解，生成较小的烃分子。
然而，这个过程的选择性较差，会产生大量的裂化气和焦炭，导致产品收率较低。
催化裂化则是在热裂化的基础上引入催化剂，通过催化剂的选择性吸附和表面酸性，使得烃类分子在较低的温度下就能发生裂解，同时提高裂解的选择性和产品的收率。
催化剂的活性、选择性和稳定性对催化裂化过程的影响至关重要。
在催化裂化过程中，烃类分子首先被催化剂表面的酸性位点吸附，然后在催化剂的作用下发生裂解反应。
生成的较小烃分子随后从催化剂表面脱附，进入气相，最后通过冷凝和分离得到所需的产品。
随着科技的不断进步，我国的催化裂化工艺技术也在不断发展。
新型的催化剂、反应器和工艺条件的优化等技术的发展，使得催化裂化过程的效率和选择性得到了显著提高，为我国石油工业的发展做出了重要贡献。
三、我国催化裂化工艺技术的现状我国催化裂化工艺技术自上世纪五十年代引进至今，经历了从引进消化到自主创新的发展历程，目前已经形成了具有自主知识产权的催化裂化工艺技术体系。
催化裂化催化剂的发展历程及研究进展
及研究进展2023-10-28CATALOGUE 目录•催化裂化催化剂概述•催化裂化催化剂的发展历程•催化裂化催化剂的研究进展•催化裂化催化剂的未来发展及挑战•结论与展望01催化裂化催化剂概述催化裂化催化剂是一种固体酸催化剂，用于促进石油烃类的大分子裂解成小分子，同时增加低沸点、高价值产品的产率。
催化裂化催化剂定义催化裂化催化剂可以提供活性位点，促进烃类分子的裂解、异构化和氢转移等反应，同时具有高选择性和高转化率的特点。
催化裂化催化剂作用催化裂化催化剂的定义与作用不同类型催化裂化催化剂酸性催化剂（如Y型、X型、ZSM-5等）、基性催化剂（如钙型、钠型等）、金属氧化物催化剂（如V2O5-WO3/TiO2等）。
不同类型催化裂化催化剂特点不同类型的催化裂化催化剂具有不同的酸性和活性特点，可以根据不同原料和产品需求进行选择。
催化裂化催化剂的种类与特点催化裂化催化剂发展历程从20世纪50年代开始，催化裂化技术逐渐发展并应用于工业生产，随着技术的进步，新型的催化裂化催化剂不断涌现。
催化裂化催化剂现状目前的催化裂化催化剂已经实现了高度专业化和精细化，不仅提高了产品的质量和产量，还降低了能耗和环境污染。
催化裂化催化剂的历史与现状02催化裂化催化剂的发展历程总结词第一代催化裂化催化剂主要基于氧化铝和氧化硅为载体，使用稀土元素和碱金属作为活性组分，具有较高的裂化活性和稳定性。
详细描述第一代催化裂化催化剂在上世纪60年代开始商业应用，主要基于氧化铝和氧化硅为载体，通过添加稀土元素和碱金属进行改性，提高了催化剂的活性和稳定性。
该催化剂在当时具有较高的裂化选择性，能够有效地将大分子烃类裂解成小分子烃类。
总结词第二代催化裂化催化剂在第一代催化剂的基础上，使用了新型载体材料和活性组分，进一步提高了裂化活性和选择性，同时降低了压力和温度要求。
详细描述第二代催化裂化催化剂在上世纪80年代开始商业应用，在第一代催化剂的基础上，使用了新型载体材料如分子筛等，并优化了活性组分的组成，进一步提高了催化剂的活化和选择性。
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催化裂化过程反应化学的进展
0708010103 贺竹
1前言
自我国第一套流化催化裂化装置于1965年实现工业化以来,催化裂化工艺作为炼油的主要转化技术,发展极为迅速【1】。
到21世纪初,全国催化裂化装置总加工能力接近100Mt/a,其中渣油占催化裂化总进料约40%,成为我国加工渣油的主要手段之一。
我国催化裂化装置所生产的汽油和柴油组分分别占成品汽、柴油总量的75%和30%左右,所生产的丙烯量约占丙烯总产量的40%。
同时,催化裂化装置还可以为烷基化装置和醚化装置提供原料。
因此,催化裂化工艺对炼油行业提高轻质油收率和改善产品质量、提高经济效益起着举足轻重的作用【2】。
发展重油深度转化,增加轻质油品仍将是21世纪我国炼油行业的重大发展战略。
流化催化裂化工艺仍将发挥不可取代的作用,这是因为流化催化裂化工艺经过几十年的发展,技术成熟,生产方案灵活,既可以最大量地生产高辛烷值汽油组分,又可以最大量地生产高辛烷值汽油组分和丙烯或最大量地生产轻质油组分，原料适应性广,从馏分油到重质原料油均可加工，装置压力等级低,操作条件相对缓和,投资省等特点。
由此可见,流化催化裂化装置仍将作为21世纪我国炼油行业的核心工艺装置【3】,主要在生产汽油、柴油、液化气和丙烯以及加工重质原料油等方面发挥着重要作用。
重油催化裂化工艺随着石油资源减少而面临着原料劣质化的巨大难题,同时节能降耗也是催化裂化技术所面临的重要问题【4】。
化解这些问题需要开发新的工艺和技术,这就需要总结前人的研究成果,对传统的催化裂化工艺过程反应化学的认识进行分析和总结,发现不足之处,进行有目的地设计烃类反应的探索试验,以便更深刻地认识催化裂化过程反应化学规律,并进行知识创新。
2催化裂化过程反应化学发展历程
催化裂化工艺发展史可追溯到19世纪90年代,至今已超过一百年。
在百年期间,催化裂化工艺经过几个阶段的快速发展：一是催化剂依次从无定型硅铝催化剂、X型分子筛、Y型分子筛、超稳分子筛到中孔分子筛的发展；二是反应器从固定床、移动床、密相流化床到提升管反应器的进步;三是其他各种新技术在反应再生系统中得到广泛应用,如两段再生、烧焦罐等催化剂再生技术,快速汽化、快速反应和快速分离的“三快”技术,以及催化剂预提升技术等【1】。
这些技术的发展促使催化裂化工艺达到一个崭新的水平。
2.1热裂化工艺
热裂化过程是一种单纯依靠加热使原料达到一定温度而发生较大分子裂化成较小分子, 重质馏分油部分转化为汽油和柴油的方法。
1913年釜式热裂化装置建成,随后管式加热炉和热油泵等新技术相继应用,热裂化装置从原始的间歇操作跃升为现代的连续操作模式。
在1920年至1940年间,随着汽车工业的发展,汽油需求量激增,此工艺得到了较大的发展。
热裂化工艺的技术特点是低温高压,其反应温度为470～480℃,反应压力为2.0～5.0MPa,所生产的汽油辛烷值较低(RON为60～70)且安定性差,难以满足发动机技术不断进步的要求。
至20世纪40年代,热裂化工艺逐渐被催化裂化工艺所取代【5】。
2.2催化裂化工艺
催化裂化反应与热裂化反应在反应历程上有着本质的差异。
石油烃类在酸性催化剂的作用下,裂化反应的活化能显著降低,在相同的反应温度下,其反应速度比热裂化反应高出若干个数量级,同时目的产物的选择性更高【6】。
催化裂化催化剂均为固体酸型催化剂。
最早使用的催化剂是天然白土,其主要成分是硅和铝，例如蒙脱石等。
它们经过酸处理和焙烧后即有一定的催化活性。
但天然白土催化剂的稳定性差,汽油质量产率只有20%～30%。
至20世纪40年代,人工合成的无定型硅酸铝催化剂取
代了天然白土。
由于合成硅酸铝催化剂的活性和稳定性均高于天然白土,且汽油质量产率可达35%左右。
因此,在工业装置上得到了广泛应用。
至20世纪60年代初, 又开发了以沸石分子筛为活性组分的裂化催化剂, 其性能比合成硅酸铝催化剂更优越【6】。
20世纪60年代后期,为适应高活性高选择性沸石催化剂而开发出提升管催化裂化工艺。
与流化床反应器相比,提升管反应器主要特点为:a.裂化反应具有更好的选择性,干气和焦炭产率明显地减少,更适合处理重质原料油;b.裂化反应效率更高,裂化反应可在很短时间内完成,并可以大幅度提高处理能力;c.裂化反应具有较好的灵活性,可以通过反应温度、催化剂性质等条件的变化,实现不同的生产方案。
提升管催化裂化工艺将流化催化裂化技术提高到一个新的水平【7】。
20世纪70年代以前,由于环境控制允许汽油加铅,所以当时追求的是高汽油产率,而辛烷值靠加铅来弥补。
20世纪年80代以来,汽油加铅量受到限制并逐步无铅化,造成汽油辛烷值难以满足车用汽油要求。
因而只追求高汽油收率而忽视辛烷值的提高已不能适应要求,两者兼顾或以提高汽油辛烷值为主成为催化裂化工艺技术发展不得不面临的选择。
为了应对汽油无铅化的目标,催化裂化工艺由最大量生产汽油向生产高辛烷值桶汽油或高辛烷值汽油方向发展。
由于汽油中烯烃的辛烷值较高,提高汽油中烯烃含量一直被作为催化裂化工艺技术发展的主要方向,主要表现在工艺参数和催化剂类型变化上。
虽然现有的催化裂化技术可以生成高辛烷值汽油,满足汽油无铅化的要求。
但无论是工艺条件的改变,还是新型分子筛催化剂的使用,都是以提高汽油组分中的烯烃含量来增加汽油辛烷值,其中烯烃质量分数大约为36%～60%。
20世纪70年代,由于能源危机改变了石油产品需求的结构,对重质燃料油或渣油的需要量稳步下降,而对汽油、柴油等轻馏分油则在增加。
重油催化裂化工艺是将重质原料油转化为轻馏分油的最有效方法之一,它作为一项炼油新工艺,已为很多国家所重视,而且得到了迅速发展【9】。
渣油催化裂化工艺目标是提高重油转化率和轻质油产率,降低焦炭产率,增强催化剂抗重金属能力和提高汽油的辛烷值桶。
渣油的馏程范围从初馏点小于300℃到终馏点大于750℃,分子体积大且范围较宽,在正常催化裂化条件下难以气化。
在重油中还含有较多的重金属和碱土金属元素，这些杂质会污染催化剂,使其活性下降或选择性变差。
此外,重油还含有杂环化合物、胶质和沥青质,硫和氮含量高,残炭高,氢碳比低等特点。
重油催化裂化装置的工艺参数设计和选用水热稳定性更好的超稳Y型分子筛的催化剂, 旨在强化裂化反应,抑制氢转移反应,从而造成重油催化裂化生产的汽油中烯烃含量高,汽油产率低,干气产率和液化气产率高。
但从氢利用角度来看,干气富含氢气,而焦炭贫氢,干气产率的增加,造成氢利用不够合理。
2.3催化裂解工艺
我国自1987年开始, 在世界上首先开发了以重油为原料, 以催化裂化工艺为基础的催化裂解工艺来生产低碳烯烃, 特别是丙烯【10】。
第一套工业示范装置于1990年开车成功【11】。
催化裂解工艺过程反应化学主要是在酸性催化剂上以正碳离子机理主要是五配位正碳离子进行的单分子裂化反应。
为了多产丙烯,需要强化单分子裂化反应，因此,在专用催化剂开发上,主要使用经过改性的、具有良好水热稳定性的五员环结构的中孔沸石。
该沸石酸强度高,但密度低,从而裂化反应活性高,氢转移反应活性低。
在工艺条件设计上,采用高出常规催化裂化30～80℃的反应温度,通过加大水蒸气注人量来降低油气分压,从而提高裂化反应活性,降低氢转移反应活性。
催化裂解工艺过程中烃类在酸性催化剂上的反应以单分子裂化反应为主,尽管多产丙烯, 但同时存在干气产率大幅度增加,汽油烯烃体积分数高达60%以上,原料仅限于质量较好的蜡油等问题【8,12】。
3．结论
回顾历史可以看出,满足市场需求和追求利润最大化是催化裂化工艺存在的基础和追求的目标。
在市场需求和追求利润最大化的驱动下,催化裂化工艺进行了许多重大的变革,催化裂化工艺每次重大的变革都是来自对催化裂化过程反应化学方面的知识创新。
参考文献
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