热裂化与催化裂化

热裂化与催化裂化

1.热裂化与催化裂化简介

热裂化是石油裂化的一种方法，是在不使用催化剂的的情况下加热到一定的温度使重质油发生裂解反应，是通过自由基机理进行的，裂解成很小分子量的分子或者几个自由基结合形成其它分子。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油，或其他石油炼制过程副产的重质油。在400～600℃，大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃；环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃，其侧链较易断裂；芳烃的环很难分裂，主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多；

催化裂化是是在热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。是通过正碳离子机理进行的，催化剂表面上的酸性活性中心起着重要的作用原料采用原油蒸馏（或其他石油炼制过程）所得的重质馏分油或重质馏分油中混入少量渣油,经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油；或全部用常压渣油或减压渣油。在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上，缩合为焦炭，使催化剂活性下降，需要用空气烧去，以恢复催化活性，并提供裂化反应所需热量。催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。所产汽油辛烷值高（马达法80左右），安定性好，裂化气（一种炼厂气）含丙烯、丁烯、异构烃多。

目前催化裂变技术主要是指MGD技术催化裂化技术。我国的石油化工科研机构制定的MGD技术标准和冶炼工艺一般以常重石油为冶炼的原料，或者使用一些经过减压蒸馏的掺杂来减压油渣，这种方法配有专门的催化剂。正是这种技术的使用，才能保证液化石油和柴油的产量进一步增加。

MGD催化技术在操作的过程中，其进口端的上油大约为20t/h，其他的油料则进入出口一段的下油料出口，粗汽油的回流量约15t/h。这个过程中，催化裂化的加剧是随着油量的回流量增大的，发生化学反应的速度也随之加快；回炼油的油罐里面的油液面低，那么随之而变化的就是生成的气体体积变大，这个时候催化裂化反应的装置温度应该维持在496℃左右进行操作，过高或者过低都将影响轻质油的产量。

MGD催化裂变技术在其操作过程中，总的进料量和使用的催化剂的比例

应该为6.40，比在空白状态下的操作减少了0.13；而下进料口的催化剂和原料的比例为9.67，粗汽油和其质量比的比例应该为56.77。各个段的系统比值都在规定的比值范围之内，这就使的冶炼技术有了新的统一标准。

除了上述的MGD技术之外，在石油的催化裂化技术中，两段提升管催化裂化技术也是我国石油冶炼过程中比较常用的技术。它的主要技术原理是针对提升段的改造，在原来的催化剂管道的反应底端增加一段及二段的提升管反应器具，在提升管的出口端设置一个粗的螺旋状出口，同时采用密闭式的旋转分流技术系统，在反应进料的底部，采用高喷雾化技术，提升管的底部选用新型高效的预先提升的新的科学技术。

2.各自的优缺点

当前，催化裂化趋向采用高温、大剂油比的操作工艺，热裂化反应程度将会随工艺苛刻度的增加而增大，从而导致产物中干气和焦炭的增加，降低液体产品的产率和质量，增大了反应设备和管线内结焦的可能性。但是，在重油催化裂化中，由于较大的油气分子很难进入沸石中进行催化裂化,而通过热裂化的作用可将其打成碎片(或自由基)后进入沸石再催化裂化。因此在此意义上,热裂化反应是有一定好处的。

随着重油轻质化的不断发展，热裂化工艺近几年有了很快的发展，国外已采用高温段接触时间的固体流化床热裂化技术，处理高金属、高残碳的劣质渣油原料。石油裂化中减粘裂化和延迟焦化，由于其产品有特殊用途，因而目前仍为重油加工的重要手段。

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%，而原料初馏的轻质油收率仅为10%~40%。所说轻质油是指汽抽、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，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值。(4)催化裂化气体产品产率约为10%~20%左右，其中90%左右是C3，C4(称为液化石油气)。C3、C4组分中合大量烯烃。因此这部分产品是优良的石油化工原料及生产高辛烷值汽油组分的原料。