烃类的催化裂化反应

裂化反应过程的主要危险及控制
裂化又称裂解，是指有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程。

而石油产品的裂化主要是以重油为原料，在加热、加压或催化荆作用下，分子量较高的烃类发生分解反应生成分子量较小的烃类，在经分馏而得到裂化气、汽油、煤油和残油等产品。

裂化可分为热裂化、催化裂化、加氢裂化3种类型。

裂化反应具有火灾和爆炸的危险性。

裂化反应过程的危险控制要点为：要严格遵守操作规程，严格控制温度和压力；热裂化的管式炉经常在高温下运转，要采用高镍铬合金钢制造；催化裂化反应中注意保持反应器与再生器压差的稳定；加氢裂化过程中要加强对设备的检查，定期更换管道、设备，防止氢脆造成事故。

置里，由于催化剂老化减活及重金
属污染，催化剂活性下降，为了维 持系统内平衡催化剂活性，需要补
充新催化剂。在置换催化剂及停工
时要从系统内卸出催化剂。

反应器作用：进行催化裂化反应的场所，为反 应提供一定反应温度、反应时间和空间，是催
化裂化装置的核心设备。

沉降器作用：使来自提升管的反应油气和催化
剂分离，回收催化剂。
化剂，烟 气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生
烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利 用其热量，不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟 气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设 有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压
力作功，驱动主风机以节约电能。
装置内设有催化剂储罐的原因：
在生产中催化剂会损失，为 了维持反应再生系统内催化剂藏量， 需要定期地或经常补充新鲜催化剂。 在一些催化剂损耗很低的装
分子筛催化剂不能在床层反再系统应用的原因
分子筛催化剂活性很高，如果在流化床层中进行裂化反应，则 由于油气在床层中停留时间过长、反混严重、必然会引起过 多二次反应，结果使轻质油产率降低，焦炭产率增大。使用 分子筛催化剂时裂化反应时间只需1~4秒。采用提升管反应 器可以严格控制反应时间，而且气固混合物在提升管中高速 流动，减少反混，也减少了二次反应，充分发挥分子筛催化 剂高活性和高选择性的优点。 分子筛催化剂的提升管裂化的优越性 使用分子筛催化剂的提升管裂化比无定形硅酸铝的床层裂 化反应有明显优越性：轻质油收率高、焦炭产率低，柴油十

旋风分离器：使气固分离并回收催化剂
再生器作用：是烧去结焦催化剂上的焦炭以恢
复催化剂的活性，同时也提供裂化所需的热量。

②分馏系统 分馏系统的作用：是将反应再生系统的产物进 行分离，得到部分产品和半成品。

及典型故障分析 ▪ 第六节 反应—再生系统主要工艺计算简介 ▪ 本章小结
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。

第三章催化裂化全第三章催化裂化第一节概述一. 催化裂化目的少图图3-5(a原油经过常减压蒸馏可以获得到汽油、煤油及柴油等轻质油品，但收率只有10～40%。

而且某些轻质油品的质量也不高，例如直馏汽油的马达法辛烷值一般只有40～60。

随着工业的发展，内燃机不断改进，对轻质油品的数量和质量提出了更高的要求。

这种供需矛盾促使炼油工业向原油二次加工方向发展，进一步提高原油的加工深度，获得更多的轻质油品并提高其质量。

而催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工过程，在炼油工业中占有重要的地位。

催化裂化过程是原料在催化剂存在时，在470～530℃和0.1～0.3MPa的条件下，发生以裂解反应为主的一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油、重质油（可循环作原料或出澄清油）及焦炭的工艺过程。

其主要目的是将重质油品转化成高质量的汽油和柴油等产品。

由于产品的收率和质量取决于原料性质和相应采用的工艺条件，因此生产过程中就需要对原料油的物化性质有一个全面的了解。

二. 催化裂化原料、产品及特点1. 原料油来源催化裂化原料范围很广。

有350～500℃直馏馏分油、常压渣油及减压渣油。

也有二次加工馏分如焦化蜡油、润滑油脱蜡的蜡膏、蜡下油、脱沥青油等。

1）直馏馏分油一般为常压重馏分和减压馏分。

不同原油的直馏馏分的性质不同，但直馏馏分含烷烃高，芳烃较少，易裂化。

我国几种原油减压馏分油性质及组成见表3.1.1。

表3.1.1 国内几种减压馏出油性质及组成根据我国原油的情况，由表3.1.1可知，直馏馏分催化原料油有以下几个特点：①原油中轻组分少，大都在30％以下，因此催化裂化原料充足；②含硫低，含重金属少，大部分催化裂化原料硫含量在0.1％～0.5％，镍含量一般为0.1～1.0μg/g，只有孤岛原油馏分油硫含量及重金属含量高；③主要原油的催化裂化原料，如大庆、任丘等，含蜡量高，因此特性因数K也高，一般为12.3～12.6。

以上说明，我国催化裂化原料量大、质优，轻质油收率和总转化率也较高。