催化裂化培训讲义-1反应、机理共116页文档
催化裂化1
几点说明： 几点说明：
裂化反应 最主要、最重要的反应， 最主要、最重要的反应，对整个反应的 热力学和动力学起决定作用
特征反应，反应速度不快，较低温有利。 特征反应，反应速度不快，较低温有利。氢 转移反应的结果是有一部分烯烃饱和， 氢转移反应 转移反应的结果是有一部分烯烃饱和，这是 FCC产品饱和度较高的根本原因 产品饱和度较高的根本原因！ FCC产品饱和度较高的根本原因！
+ RCH2CH2CH2
+ RCHCH2CH3
+ RCH2CHCH 3
+ RC CH3 CH3
（2）β－断裂反应
正碳离子能够裂解生成烯烃以及含碳数较少的正碳 离子，这种断裂发生在正电荷所在碳的β位的C 离子，这种断裂发生在正电荷所在碳的β位的C－C键 所形成的正碳离子进一步异构化和β断裂， 上。所形成的正碳离子进一步异构化和β断裂，这就 导致催化裂化气体中的C3、C4含量很高。 导致催化裂化气体中的C3、C4含量很高。 气体中的C3 含量很高
+ RCH2CH2CHCH3
+ RCH2CH2CCH3 CH3
+ RCH2 +CH2 CH 3 CH
+ RCH2 +CH2 CCH3 CH3
（3）氢转移反应
正碳离子还能夺取烃分子中的氢负离子而使 后者形成新的正碳离子。 后者形成新的正碳离子。
+ RCHCH3 + R'CH2CH3 + RCH2CH3+ R'CHCH3
• 60年代，分子筛催化剂，提升管反应器 年代，分子筛催化剂， 年代
活塞流反应克服返混，生产能力大幅度提高， 活塞流反应克服返混，生产能力大幅度提高， 产品质量和产率显著改善。 产品质量和产率显著改善。
催化裂化反再系统培训 资料
反应特点
1、各类烃之间的竞争吸附和对反应的阻滞作用 从以上分析看出，吸附能力强的烃分子将首先占据催化剂 活性中心进行反应。 但若吸附能力强，反应能力却差，则会阻碍其它烃分子反 应。 在一定反应条件下，各种烃类在催化剂上的吸附能力和反 应能力有很大差别 吸附能力：
稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链单芳>环烷烃>烷烃
催化裂化再生过程
催化裂化催化剂
催化剂：能够改变化学反应速度而本身 不发生化学反应的物质 催化剂能有选择性地促进某些反应 催化剂不仅对装置的生产能力、产品产 率及质量好坏、经济效益起主要影响， 而且对操作条件、工艺过程和设备型式 的选择有重要影响。
裂化催化剂的失活与再生
催化剂的失活 ：在反应过程中，裂化催化剂的活性和选择性不断 下降的现象称为催化剂的失活。失活原因主要有：高温或高温与 水蒸气的作用；裂化反应生焦；毒物的毒害。
反应沉降器在提升管反应器的上部，沉 降器分为两部分，上部为沉降段，下部 为汽提段。 沉降段内设有四组单级旋分器，顶部为 集气室。提升管反应器出来的反应油气 和催化剂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 催化剂随油气进入设在沉降器顶部的旋 风分离器进行继续进行分离，分离后油 气经集气室去分馏单元。
催化裂化反应
催化裂化进料
烃类在催化剂 表面发生反应
循环使用 烧焦 催化剂恢复活性 再生 催化剂活性下降 分解 缩合 气体和轻油 沉积在催化剂上
催化裂化特征
催化裂化反应类型
(1)裂化反应 催化裂化的主要反应是裂化反应，反应速度快。各
类烃的裂化反应规律：
烷烃：分子中间C-C键断裂，分子越大，越易断裂;碳 数相同的链状烃中，异构比正构易反应 烯烃：与烷烃类似，速度比烷烃高得多 环烷烃：断侧链和开环
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。
催化裂化工艺原理技术培训(PPT 115页)
硫含量多，转化率下降、汽油产率下降、气体 产率上升，产品选择性差，小于0.3％ 氮含量多，碱性氮化物能强烈吸附在催化剂表 面，中和酸性中心，造成活性降低，小于0.5 ％；中性氮化物对使油品安定性下降。 6）金属含量：钠、铁、镍、钒、铜
2.1、五十年代引进前苏联移动床催化裂化 （小球催化剂） 1965年五朵金花之一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
2.2、七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提 升管催化裂化技术的发展。 2.3、1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化 的工业运行，翻开了我国重油催化裂化的新 篇章。 2.4、九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油 全减压渣油催化裂化；1998年大庆全减渣在 燕化炼油厂实行了工业化。 2.5、九十年代，催化裂化家族技术生产低烯烃 成为催化裂化技术的又一新领域。
1、概述
1）催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺， 是最重要的重质油轻质化过程之一。 2）肩负着我国80%以上汽油与30%以上柴油的生
产任务。
3）这是由我国原油重质馏分多的特点决定的。
4）大于350℃馏分占 对轻质油品的需求。
60%-70%以上
5）必须有强大的二次加工工艺，满足国民经济
2、我国催化裂化（重油催化）发展简述
5~10
原料
LCO
coke
(slurry oil)
8.5~10 6~8
2.2.3 催化裂化产品富含烯烃，是宝贵的化工 原料和合成高辛烷值汽油的原料： 丁烯、异丁烷－－－高辛烷值汽油 异丁烯－－－高辛烷值组份MTBE 丙稀－－－聚丙烯、聚丙烯氰 丙烷、丁烷－－－裂解制乙烯 干气中的乙烯－－－乙苯、苯乙烯、制氢 C3/C4－－－民用液化气
催化裂化讲义
第一节 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
▪ （二）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， 主要反应有：
（二）三阀
▪ 1．单动滑阀
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。
▪ 2．双动滑阀
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（烟囱），其作用是调节再生器的压 力，使之与反应沉降器保持一定的压差。
径或筛分组成。工业用微球催化剂颗粒直径一般在20～80之间。 ▪ 我国用磨损指数来评价微球催化剂的机械强度 ▪ （六）密度 ▪ 1．真实密度：颗粒的质量与骨架实体所占体积之比 ▪ 2．颗粒密度：把微孔体积计算在内的单个颗粒的密度 ▪ 3．堆积密度 ：催化剂堆积时包括微孔体积和颗粒间的孔隙体积的密
度
三、裂化催化剂的失活与再生
▪ 综合上述两个排列顺序可知，芳烃虽然吸附能力强，但反应能力弱，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。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应是复杂的平 行—顺序反应
▪ 石油馏分进行催化裂化反应时，原料向几个方向进行反应， 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—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。平行—顺序反应的一个重要特点是反应深度对产 品产率分布有重大影响。
催化裂化基础知识Word版
2工艺原理蜡油（或渣汕）等大分子坯类，在髙温低压操作条件下，通过催化裂化催化剂表而强酸中心的催化作用，使坯类分子发生以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应，使大分子炷类转化为各种小分子炷类的混合物，并通过后续分馅稳左系统分离岀干气、液化气（英中的C,、C：烯炷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（或烧族组成）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。
正碳离子是炷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而上进行反应而不能脫离催化剂自由移动。
催化裂化中的各类主要反应一般都经过原料烧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炷反应，炷接受质子而形成正碳离子；二是烷炷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炷反应时，发生类似于负氢离子转移生成一个新的正碳离子；四是稳左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：C16H3：+H* --------------- G B HJ催化裂化裂化反应过程中的氢离子来源于催化剂表而上的酸性活性中心。
正碳离子反应过程复杂，主要特点如下：（1）大的正碳离子不稳泄，容易在B位置上断裂，生成一个烯•泾和一个小正碳离子，如:C—C'—€p—C—C—C --------------------- C二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Cl、C2含量较少。
催化裂化技师培训资料
催化剂的装卸和储存过程中，需要注意安全防护，防止催化剂中毒、燃烧和爆炸等事故发 生。
废气、废水和废渣处理
催化裂化过程中产生的废气、废水和废渣，需要进行处理，严禁直接排放，避免对环境造 成污染。
催化裂化装置的环保设施与排放控制
装置密封与泄漏检测
废气处理
催化裂化装置的所有密封点都需要进行泄漏 检测，确保无有毒有害物质泄漏。
催化裂化的工业应用
生产汽油
催化裂化是生产汽油的主要途径之一，约占国内 汽油供应量的30%。
生产柴油
催化裂化也可以生产柴油，约占国内柴油供应量 的20%。
生产烯烃和芳烃
催化裂化还可以生产烯烃和芳烃，这些产品是化 工行业的重要原料。
02
催化裂化装置操作与维护
催化裂化装置的构成和功能
反应-再生系统
包括反应器、再生器、催化剂 输送系统、热量回收系统等。
催化裂化重要性
催化裂化是石油化工的重要组成部分，为我国能源供应和经 济发展做出了重要贡献。
催化裂化的反应原理
1 2
裂化反应
在催化剂作用下，重质油分子发生裂解，生成 轻质油和气体。
异构化反应
重质油中的烷烃在催化剂作用下发生异构化， 生成更轻的烷烃和烯烃。
3
氢转移反应
重质油中的芳烃在催化剂作用下发生氢转移， 生成更简单的芳烃。
多金属催化剂具有高稳定性和抗中毒性能，活性较高 ，寿命较长，但制备成本较高。
单铂催化剂具有高活性和选择性，适用于多种反应， 但稳定性较差。
助催化剂可以增强主催化剂的活性和稳定性，提高产 品质量。
催化裂化催化剂的制备和再生
1
催化裂化催化剂的制备主要包括载体选择、活 性组分浸渍、焙烧、还原等步骤。
第六章.第一节催化裂化
7
5.2 催化裂化的原料和产品
三、衡量原料性质的指标
馏程，原料沸程高，分子易吸附，裂化速度较快，但沸程过高，分子扩散慢，
易气化、易积碳。
特性因数，特性因数越大易裂化，生焦倾向小。 族组成，生焦能力：芳烃>烯烃>环烷烃>烷烃 含环烷烃和异构烷烃最易转化成C4，多环芳烃的焦炭产率明显，相同裂化强
环烷烃 带烷基侧链 的芳烃
5.3 烃类的催化裂化反应
思考1：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。 思考2：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。
思考3：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。
辽宁石油化工大学 石油化工学院
1
本章主要内容
概述
催化裂化的原料和产品 烃类的催化裂化反应 催化裂化反应机理 催化裂化反应特点
渣油的催化裂化
2
5.1 概述
原油一次加工
常减压蒸馏：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。
原油二次加工
催化裂化：以重质馏分油或将其掺入重质油为原料，在催化剂作
C5-C11 C10-C20
燃料气或化工
RON=80-90，安定性好 含较多芳烃，十六烷值低，掺炼渣 油后，硫、氮含量增加，安定性较 差。 可回炼，可与柴油产品混合，也可 抽提芳烃 可回炼，可与重燃料油混合，也可 制备炭黑、针状焦和电极 不作为产品
回炼油（重循环油）
含大量芳烃
油浆（澄清油） 焦炭
以稠环芳烃为主 缩合产物
C
+ C C C C
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
催化裂化反应机理
催化裂化反应机理一、催化裂化反应机理(一)、催化裂化反应机理催化裂化反应机理常用碳离子学说来说明。
碳离子又称正碳离子，是烃分子中有一个碳原子外围缺少一对电子而形成的带正电的离子，例如这种离子不能在溶液中离解出来自由存在，只能吸附在催化剂表面上参加化学反应，不能脱离催化剂自由存在。
中性分子最初形成碳离子，首先要有烯烃，烯烃来自于催化裂化的原料油或一次产物中，其中要有质子，质子由催化剂的活性部分提供，可以是由于失去电子后带正电的氢质子，用〔H+〕表示。
烯烃双键断开其中一个键，并与质子(H)结合，就形成碳离子，如：碳离子外层电子缺少一对电子，是不完全的外层电子结构，所以很不稳定，不能单独存在，总想索取个别碳原子中的电子对，转化成稳定的有完全外层结构的碳原子，与此同时又生成别的碳离子，所以碳离子又很不稳定，也要继续反应下去，实现这种转化需要活化能很低，从而加快了整个反应速度，直到碳离子放出一个质子还原成中性分子为止，才能使反应中断。
今以十六烯-6的催化裂化反应为例，说明碳离子的若干规则。
第一步：十六烯-6从催化剂表面获得质子，生成碳离子：第二步：十六烯-6遇见已经存在的碳离子，又再生成别的碳离子：别的碳离子又要索取其他稀烃的电子对，使反应链锁下去。
第三步：大分子的碳离子，还可以夺取自身分子相隔位置(β位)上的碳原子发生所谓β裂解。
第四步：各种碳离子中以伯碳离子 最不稳定，容易异构化为仲碳离子 ，甚至叔碳离子2如果这些异构碳离子中碳原子数还在五以上，则可继续进行β裂解：或者转化成叔碳离子或者转化为叔碳离子最后一步，各种反应最后都是碳离子放出一个质子，还给催化剂，使自己变成中性分子，使链锁反应中断：对于带叔碳烷基的芳香烃按上述碳离子反应规则，其裂化步骤可表如下：综上可见催化裂化反应易异构化，容易生成＞C3、C4的烯烃，正是按碳离子的反应规则进行反应的结果。
碳离子反应还可说明烯烃迭合，氢转移的机理，目前凡是能够提供质子的酸性催化剂的催化作用，都用碳离子学说来说明，但是碳离子学说也不能说明相同的反应物用不同催化剂为什么会得到不同的产物，某个反应为什么只能用某一种酸或催化剂才能起催化作用等问题。
催化裂化技师培训资料
催化裂化技师培训资料xx年xx月xx日CATALOGUE目录•催化裂化基础知识•催化裂化装置操作与维护•催化裂化生产安全管理•催化裂化工艺流程优化•催化裂化节能减排技术•催化裂化技师培训计划与实施01催化裂化基础知识催化裂化是一种石油加工技术，通过催化剂的作用，将重质油转化为轻质油的过程。
催化裂化定义具有较高的转化率和良好的产品质量，同时能够实现重质油的轻质化，提高石油资源的利用率。
催化裂化特点催化裂化的定义与特点裂化反应在热和催化剂的作用下，重质油发生裂化反应，分解成更小的分子，如烷烃、烯烃等。
异构化反应在催化剂的作用下，小分子发生异构化反应，转化为更优质的石油产品。
催化裂化的反应原理催化裂化的工业应用生产高质量汽油催化裂化是生产高质量汽油的重要手段之一，具有较高的辛烷值和良好的燃烧性能。
提高石油资源利用率催化裂化技术能够将重质油转化为轻质油，提高石油资源的利用率，降低能源消耗。
生产柴油和燃料油催化裂化技术也能够生产柴油和燃料油等重油产品，满足工业和交通运输的需求。
02催化裂化装置操作与维护催化裂化装置的构成与功能催化裂化反应在反应器中进行，包括提升管、沉降器等主要部件。
反应器再生器分馏塔其他辅助设备烧焦催化剂以恢复其活性，包括燃烧室、再生器等主要部件。
将反应产物分离成不同沸点的产品，包括分馏塔、回流罐等主要部件。
如输送泵、压缩机、阀门等，控制和调节装置的运行。
催化裂化装置的操作规程检查设备状况、催化剂准备、工艺流程等，确保装置满足开车条件。
开车前准备按照规定的步骤和顺序启动装置，确保各部位运行正常。
开车操作控制适宜的反应温度、压力等参数，保持装置稳定运行。
正常操作按照规定的步骤和顺序停车装置，确保安全、环保。
停车操作定期对装置进行巡检，发现异常及时处理。
巡检维护检查设备部件、管道、阀门等是否正常，及时更换损坏部件。
定期检查根据催化剂活性情况，及时补充或更换催化剂。
催化剂补充根据产品需求和市场变化，优化工艺流程，提高装置效率。
催化裂化讲义
催化裂化讲义单位：姓名：目录1.催化裂化基本知识 (1)1.1基本催化裂化工艺 (1)1.2装置主要指标 (1)1.3产品质量控制 (3)1.4各种基本计算 (5)2.中油催化装置基本情况 (6)2.1平面布置 (6)2.2主要设备型号 (9)2.3主要控制回路 (11)2.4三大平衡 (14)3.自动保护系统（ESD） (15)4.基本开停工过程 (19)4.1开工步骤 (19)4.2停工步骤 (19)5.基本事故处理 (19)5.1紧急停工的条件： (19)5.2紧急停电 (20)5.3全厂性停电： (21)5.4仪表电全停时装置应急处理方案 (22)5.5火灾事故 (22)5.6增压机自停事故处理预案 (22)1.催化裂化基本知识1.1基本催化裂化工艺FCC（流化催化裂化）的各种工艺，基本上没有多大的区别，较大的区别在产品分布，从而对各部分的设计产生影响。
以重质油为原料多产丙烯的催化裂解技术(DCC)、多产液化气和汽油的催化裂化技术(MGG和ARGG)、多产异构烯烃的催化裂化技术(MIO)、多产丙烯和乙烯的催化热裂解技术(CPP)，全大庆减压渣油催化裂化工艺(VRFCC)，焦化蜡油吸附转化DNCC催化裂化技术。
MIP 多产异构烷烃DCC 深度催化裂化MGD 最大量生产液化气和柴油工艺FDFCC 灵活双效催化裂化MSR（Multi Stage Reaction）多段提升管MSR-PL 最大量丙稀、液化气MSR-LG 最大量液化气、汽油MSR-DG 最大量柴油、汽油MSR-OLD 最大量降低汽油稀烃催化裂化装置主要任务是将常压重油（渣油、蜡油）等经过反应生成高辛烷值汽油、轻柴油、液化石油气、干气、油浆，并将生成的焦炭在再生器燃烧，产生蒸汽，另外还提供近100℃的低温热源。
1.2装置主要指标1.加工能力同类装置，相同条件下（装置类型、原料和催化剂性质、加工工艺、生产方案等）一般加工量越大，综合能耗越低。
催化裂化化学反应原理教学课件PPT
① 反应速度与异构烷烃相似； 环烷烃 ② 氢转移显著，同时生成芳烃。
① 反应速度比正构烷烃还要低； ② 氢转移反应不显著。
带烷基侧
链(≥C3) 的芳烃
① 反应速度比烷烃快得多；
① 反应速度比烷烃慢；
② 在烷基侧链与苯环连接的键上断 ② 烷基侧链断裂时，苯环上留有1～2
催化裂化 5 12 97 102 64 50 8 8 3
返12回 本节
为什么裂化气体中为什么 C3、C4烃比较多？
正碳离子学说被公认为是解 释催化裂化反应机理的比较 好正碳离子学说
所谓正碳离子是指缺少一对 价电子的碳所形成的烃离子
Cn H 2n
H
Cn
H
2n
1
正碳离子是由烃分子上的CH键异裂而生成的，或者说 是由一个烯烃分子获得一个 氢离子H+而生成的
裂。
个碳的短侧链。
19
从单体烃角度，讨论了催化裂 化过程中发生的主要化学反应 和反应机理，但这些研究还不 能解决一些生产实际问题（如 原料生焦）。
在FCC反应过程中，石油馏 分中的各种烃类相互之间究 竟会发生什么影响？影响的 结果又如何？
20
三、石油馏分催化裂化反应特点
▪ （一）各烃类之间的竞争吸附和反应的阻 滞作用
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
4
（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）
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液体产率80％左右，汽油40－50％，柴油30－45 ％，油浆5－10％。
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
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
目录
CH1 催化裂化概述 CH2 原料和产品 CH3 催化裂化的反应种类 CH4 反应机理 与方程式 CH5 流态化的基本原理与催化剂输送 CH6 反应－再生工艺技术 CH7 催化裂化的三大平衡 CH8 催化裂化的一些基本概念 CH9 催化裂化工艺流程
CH1 催化裂化概述
1、概述
1）催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺， 是最重要的重质油轻质化过程之一。
oil
轻<5循环油19，~2即3 催化柴油
C3~C4
10~16 14.9~15.5
HCO RON=88~93 30~60 13.2~14.0
HCeNav=y~4c0ycle o2il0重~40循环1油0，~1即2.5回炼油
(slurry oil) 稠环芳烃多
8.5~10
coke
只利用烧焦热 5~10 6~8
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
2.2、七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提 升管催化裂化技术的发展。
2.3、1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化 的工业运行，翻开了我国重油催化裂化的新 篇章。
2.4、九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油 全减压渣油催化裂化；2019年大庆全减渣在 燕化炼油厂实行了工业化。
3.催化裂化的技术特点
（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）
（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）金属含量：钠、铁、镍、钒、铜 要严格限制重金属含量，对催化剂产生毒素作
用，活性下降，选择性差，生焦大。
钠通过电脱盐控制小于1ug/g。 镍小于10 ug/g ，钒小于1 ug/g 。
2.2 产品：
2.2.1 三大产品 1 ） 气体 气体产率10－20％——H2,H2S
——C1-C2 干气 10-20% ——C3-C4 液态烃 2 ）液体：包括汽油、柴油、重柴油、油浆
流程范围300－500℃ ， 密度小于0.92g/cm3。 2）烃类族组成： 环烷烃多的原料，易裂化LPG 、GAS多，RON高，催化理
想原料。
烷烃多的原料，易裂化，产气体高，gas少， RON低。
芳烃多，难裂化，LPG、GAS少，生焦量多。 烃类的生焦能力排序： 芳烃>烯烃>环烷烃>烷烃 3）特性因数K标明原料的裂化性能和生焦倾向，
馏程，含水，密度，残碳 分析报告
2 产品质量指标控制
3 汽油：10％不大于70℃
4
干点不大于210℃
5 液化气：C5含量(v/v)不大于3％
6 柴油： 闪点不小于55℃
凝固点 －10℃，0℃，＋5℃ 干气：C3以上含量(v/v)不大于3％ 油浆：固体含量不大于2g/L
2.2.3 催化裂化产品富含烯烃，是宝贵的化工 原料和合成高辛烷值汽油的原料： 丁烯、异丁烷－－－高辛烷值汽油 异丁烯－－－高辛烷值组份MTBE 丙稀－－－聚丙烯、聚丙烯氰
丙烷、丁烷－－－裂解制乙烯 干气中的乙烯－－－乙苯、苯乙烯、制氢 C3/C4－－－民用液化气
2.3原料与产品分析指标
1 原料指标
2）肩负着我国80%以上汽油与30%以上柴油的生 产任务。
3）这是由我国原油重质馏分多的特点决定的。
4）大于350℃馏分占
60%-70%以上
5）必须有强大的二次加工工艺，满足国民经济 对轻质油品的需求。
2、我国催化裂化（重油催化）发展简述
2.1、五65年五朵金花之一流化催化裂化在抚顺 石油二厂建成投产
（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
4 催化裂化的发展方向
1）继续改进工艺、设备、催化剂技术，提高轻 收，多吃重劣油，长周期运行。
2）清洁燃料生产。 3）开发新的催化裂化工艺和催化剂。 4）环保生产，减少污染物排放。 5）催化裂化与其它工艺相结合。 6）过程模拟与计算机过程自控研究应用。 7）新型的催化裂化材料的开发。
CH2 催化裂化原料和产品
主要分馏分油和渣油两大类。 最初催化裂化所用原料有直馏减压馏分 油VGO 、焦化重馏分油CGO。 后来掺炼更重的油品做为催化裂化原料， 减压渣油、脱沥青减压渣油、加氢处理 重油等掺入减压馏分油中混合进料。 掺入量：受金属含量和残碳量限制。
2.1原料
2.1.1催化裂化原料：VGO、VR、 AR
CGO coker oil
DAO deasphalted oil
比重：0.86-0.93
残碳：0.3-10
Ni+V：3-10PPm
H含量：11.8-13%
氢平衡是制约催化裂化产品分布的关键。
2.1.2评价催化裂化原料的指标： 馏分组成、特性因数K值、相对密度、苯胺点、残碳、
含硫量、含氮量、金属含量。 1）馏分组成：
K值越大，易裂化，生焦倾向小。
4）残碳 反映了原料中生焦物质的多少。
馏分油0.4％， 渣油4－8％，生焦大，热量过剩，因此现在 的催化裂化要解决生焦量大的问题，解决剩 余热的问题。 5）含硫、含氮
硫含量多，转化率下降、汽油产率下降、气体 产率上升，产品选择性差，小于0.3％
氮含量多，碱性氮化物能强烈吸附在催化剂表 面，中和酸性中心，造成活性降低，小于0.5 ％；中性氮化物对使油品安定性下降。
2.5、九十年代，催化裂化家族技术生产低烯烃 成为催化裂化技术的又一新领域。
2.6、新世纪初，两段提升管催化裂化技 术工业化，是提升管催化裂化技术的又 一新里程碑
2.7、多种汽油降烯烃技术与催化剂的开 发，提高了产品质量，满足环保法规要 求。
MGD、MIP、FDFCC、ARFCC(辅助提升管)
DOCO、LBO等系列降烯烃催化剂