催化裂化工艺学习总结
一、催化裂化工艺自我认识
1.催化裂化工艺简介
催化裂化工艺是属于原油二次加工的一个分支，是以减压馏分油、焦化蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在较低压力和450℃～510℃条件下，在催化剂的存在下，转化生产气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭，即重质油轻质化的一个过程，从而得到更多的汽油收率。自1936年6月6日，世界第一座半商业化的催化裂化装置在波尔斯波罗投产实现工业化以来，催化裂化工艺至今共经历了四个阶段：固定床、移动床、流化床和提升管技术。
2.催化裂化的化学反应
2.1分解反应
1）烷烃
CCCCCCCCCCC + CCC
规律：分子越大越易断裂；C原子数相同时，异构烃比正构烃容易分解。
2）烯烃
烯烃分解反应规律与烷烃相似，分解速度比烷烃快。
3）环烷烃
开环生成异构烯烃；带侧链时，可能断侧链反应。
β断 裂 CCCCCCCCC
4）芳烃
烷基芳烃容易断侧链，生成较小的芳烃和烯烃。 CCCC+ CCCC
规律：至少3个C的侧链才易脱落，脱乙基较困难；侧链越长、异构程度越大，越容易脱落。
2.2异构化反应
分子量不变只改变分子结构的反应。
2.3氢转移反应
某烃分子上的氢脱下来加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。氢转移是催化裂化特有的反应。其中二烯烃最易接受氢转化为单烯烃，故产品中二烯烃很少。
2.4芳构化反应
所有能生成芳烃的反应。也是催化裂化的主要反应。
2.5叠合反应
烯烃与烯烃合成大分子烯烃的反应。随叠合深度不断加深，最终将生成焦炭。与叠合相反的分解反应占优势，故催化裂化过程叠合反应不显著。
2.6烷基化反应
烯烃与芳烃或烷烃的加合反应。
3.催化裂化工艺流程
催化裂化装置一般由3个部分组成：
1）反应－再生系统 由提升管反应器和再生器构成：反应器内发生催化裂化反应；再生器内进行催化剂再生。
反应沉降器在反应器的上部，反应器出来的反应油气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进入设在沉降器顶部的旋风分离器进行继续进行分离。
催化裂化的原料和产品及催化剂
一、 催化裂化的原料
催化裂化的原料范围广泛，可分为馏分油和渣油两大类.馏分油主要是直流减压馏分油(VGO）,馏程350~500℃,也包括少量的二次加工馏分油如焦化蜡油等;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，其掺入的比例主要是受制于原料的金属含量和残炭值.对于一些金属含量很低的石蜡基原油也可以直接用常压重油作为原料。
通常评价催化裂化原料的指标有馏分组成、特性因数K值、相对密度、苯胺点、残炭、含硫量、含氮量、金属含量等。
（一） 馏分组成
对于饱和烃类为主要成分的直流馏分油来说，馏分越重越容易分裂所需条件越缓和，且残炭产率也越高，对于芳烃含量较高的渣油并不服从此规律。对于重质原料，密度只要小于0。92g/cm3 ，对馏程无限制.
（二） 烃类族组成
含环烷烃多的原料容易裂解，液化气和汽油产率高，汽油辛烷值也高是理想的催化裂化原料。含烷烃多的原料也容易裂化，但气体产率高,汽油产率和辛烷值较低含芳烃多的原料,难裂化，汽油产率更低，液化气产率也低,且生焦多,生焦量与进料的化学组成有关。烃的生焦能力：芳烃＞烯烃＞环烷烃＞烷烃。
（三） 残炭
残炭值反映了原料中生焦物质的多少。残炭值越大，焦产率就越高。馏分油原料的残炭值一般不大于0.4﹪，而渣油的残炭值较高，一般都在0。4﹪以上,致使焦炭产率高达10﹪（质）左右，热量过剩,因此解决取热问题是实现渣油催化裂化的关键之一。目前我国已有装置能处理残炭量高达7％~8％的劣质原料。
（四） 含硫、含氮化合物 含硫量会影响裂化的转化率、产品选择性和产品质量.硫含量增加，转化率下降,汽油产率下降,气体产率产率增加。
原料中的含氮化合物，特别是碱性含氮化合物能强烈的吸附在催化剂表面，中和酸性中心，是催化剂活性下降;中性氮化物进入裂化产物会使油品安定性下降。
（五） 金属
金属包括碱性金属钠和铁、镍、钒、铜等重金属。它们大都以有机化合物的形式存在,分为挥发和不挥发两种.前者相当于一个平均沸点约620℃的化合物,在碱性蒸馏时可能被携带进入作为催化裂化原料的减压馏分油中。不可挥发的重金属化合物作为一种胶体存在于渣油中。所以渣油以及来自焦化、减粘裂化和脱沥青等装置的油料中重金属含量都比较高,比馏分油高几十倍，甚至几百倍。
职业技能鉴定国家题库
催化重整装置操作工(连续重整再生模块)技师理论知识试卷
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4、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关的内容。
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一
二 三 四 五 总 分
得 分
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得 分
评分人
一、单项选择(第1题～第40题。选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题1分，满分40分。)
1. 设备布置图中，非定型设备被遮盖的设备轮廓一般不画，如必须表示时，则用( )线表示。
A、细实 B、粗实 C、细虚 D、粗虚
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2. 下列选项中，属于技术改造的是( )。
A、原设计系统的恢复的项目 B、旧设备更新的项目
C、工艺系统流程变化的项目 D、新设备的更新项目
3. 在技术改造方案中不应该包括( )。
A、验收标准 B、改造的主要内容
C、预计改造的效果及经济效益 D、计划进度安排
4. 企业培训的成功有赖于培训( )的指导与规范。
*
A、制度 B、内容 C、计划 D、措施
5. 一般当压力大于( )以后时，石油馏分的焓值不能查有关的图表资料求得。
A、 B、1MPa C、7MPa D、10MPa
6. 消除误差源是在( )将产生系统误差的因素和根源加以消除。
A、测量进行之前 B、测量过程中 C、测量后 D、最后计算时 考
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。对于沸石分子筛型裂解催化剂，分子筛的孔结构、酸性及晶粒大小是影响催化作用的三个最重要因素；而对于金属氧化物型裂解催化剂，催化剂的活性组分、载体和助剂是影响催化作用的最重要因素。
