烃类的催化裂化反应学习教案

1、会计学1烃类的催化裂化烃类的催化裂化(cu hu li hu)反应反应第一页，共90页。2021-12-72第1页/共89页第二页，共90页。2021-12-73第2页/共89页第三页，共90页。2021-12-74第3页/共89页第四页，共90页。2021-12-75第4页/共89页第五页，共90页。2021-12-76第5页/共89页第六页，共90页。2021-12-77第6页/共89页第七页，共90页。2021-12-78第7页/共89页第八页，共90页。2021-12-79面给出氢的化合物转化为多烯烃及芳烃或缩合成深度更高的分子，直至缩合至焦碳。第8页/共89页第九页，共90页。202

2、1-12-710第9页/共89页第十页，共90页。2021-12-711第10页/共89页第十一页，共90页。2021-12-712第11页/共89页第十二页，共90页。2021-12-713第12页/共89页第十三页，共90页。2021-12-714第13页/共89页第十四页，共90页。2021-12-715第14页/共89页第十五页，共90页。2021-12-716第15页/共89页第十六页，共90页。2021-12-717第16页/共89页第十七页，共90页。2021-12-718使用氢转移活性高的催化剂加大催化剂的置换量 4、芳构化反应芳构化反应，可以提高产品中的芳烃，从中提高汽油的辛

3、烷值，但是对柴油的十六烷值有不利的影响。在催化裂化(cu hu li hu)条件下，芳构化的反应速度较低，高温有利于芳构化反应。第17页/共89页第十八页，共90页。2021-12-719第18页/共89页第十九页，共90页。2021-12-720电子的状态，因而带正电的H+表示，这里不把它叫离子，因为它存在于催化剂表面自由行动，当烯烃吸附在催化剂表面时，在一定的温度下就与质子化合形成正碳离子。第19页/共89页第二十页，共90页。2021-12-721第20页/共89页第二十一页，共90页。2021-12-722第21页/共89页第二十二页，共90页。2021-12-723第22页/共89页

4、第二十三页，共90页。2021-12-724第23页/共89页第二十四页，共90页。2021-12-725由于具有叔碳原子的烃类分子易于生成正碳离子，因此异构烷烃或烯烃、环烷烃和带侧链的芳烃反应速度高。第24页/共89页第二十五页，共90页。2021-12-726剂上建立的。经过二十多年的研究认为分子筛活性比硅酸铝催化剂高得多，仅就酸强度中心来比较还没有满意(mny)的解释。总的来说还要我们深入研究。第25页/共89页第二十六页，共90页。2021-12-727催化裂化催化裂化热裂化热裂化反应机理反应机理正碳离子正碳离子自由基自由基烷烃烷烃异构烃比正构高得多异构烃比正构高得多产物中的产物中的C

5、 C3 3、C C4 4多，大多，大于于C C4 4的分子中含的分子中含-烯烃烯烃少少异构烃比正构快得不多异构烃比正构快得不多产物中的产物中的C C1 1、C C2 2多，大于多，大于C C4 4的分的分子中含子中含-烯烃多烯烃多烯烃烯烃反应速度比烷烃快得多反应速度比烷烃快得多氢转移反应显著，产物中的氢转移反应显著，产物中的烯烃尤其是二烯烃较少烯烃尤其是二烯烃较少反应速度与烷烃相似反应速度与烷烃相似氢转移反应很少，产物中的不饱和度氢转移反应很少，产物中的不饱和度高高环烷烃环烷烃反应速度与异构烷烃相似反应速度与异构烷烃相似氢转移反应显著，同时生成氢转移反应显著，同时生成芳烃芳烃反应速度比正构烷烃

6、还低反应速度比正构烷烃还低氢转移反应不显著氢转移反应不显著带侧链的芳烃带侧链的芳烃反应速度比烷烃快得多反应速度比烷烃快得多在与芳环连接处断裂在与芳环连接处断裂反应速度比烷烃慢反应速度比烷烃慢烷基侧链断裂时，芳环上留有烷基侧链断裂时，芳环上留有1-21-2个个C C的短侧链的短侧链第26页/共89页第二十七页，共90页。2021-12-728第27页/共89页第二十八页，共90页。2021-12-729第28页/共89页第二十九页，共90页。2021-12-730第29页/共89页第三十页，共90页。2021-12-731以上的差别告诉我们当原料中含有较多的这类烃时，它们占据了催化剂表面，反应速

7、度很慢，且不易(b y)脱附，以至它脱氢生成焦炭，不离开催化剂表面，这就相当于减少了催化剂的活性中心数或表面积，从而降低了整个馏分的反应速度。以上结论告诉我们，在催化裂化原料中含有较多的芳烃和稠环芳烃时，它们很难裂化，例如：二次加工的产物，回炼油和回炼油浆等。第30页/共89页第三十一页，共90页。2021-12-732化反应是一个平行顺序反应。二次反应：通常我们把初次反应产物再继续进行的反应叫二次反应。它是一个抽象的定义(dngy)，无法界定那个是一次和二次反应。第31页/共89页第三十二页，共90页。2021-12-733第32页/共89页第三十三页，共90页。2021-12-734第33

8、页/共89页第三十四页，共90页。2021-12-735第34页/共89页第三十五页，共90页。2021-12-736第35页/共89页第三十六页，共90页。2021-12-737第36页/共89页第三十七页，共90页。2021-12-738第37页/共89页第三十八页，共90页。2021-12-739第38页/共89页第三十九页，共90页。2021-12-740第39页/共89页第四十页，共90页。2021-12-741第40页/共89页第四十一页，共90页。2021-12-742第41页/共89页第四十二页，共90页。2021-12-743第42页/共89页第四十三页，共90页。2021-

9、12-744第43页/共89页第四十四页，共90页。2021-12-745第44页/共89页第四十五页，共90页。2021-12-746第45页/共89页第四十六页，共90页。2021-12-747第46页/共89页第四十七页，共90页。2021-12-748第47页/共89页第四十八页，共90页。2021-12-749第48页/共89页第四十九页，共90页。2021-12-750第49页/共89页第五十页，共90页。2021-12-751件下，分解反应是催化裂化最主要的反应，而且它的热效应比较大，所以催化裂化反应总是表现为吸热(x r)反应。随着反应深度的加深，某些放热的二次反应，如氢转移、

10、缩合的加剧，于是总的热效率降低。第50页/共89页第五十一页，共90页。2021-12-752第51页/共89页第五十二页，共90页。2021-12-753转化率36.647.451.861.866.370.081.5反应温度457457483457483457457反应热695603569473314337107第52页/共89页第五十三页，共90页。2021-12-754催化剂催化剂低铝无定型低铝无定型高铝无定型高铝无定型早期沸石早期沸石AYAY型沸石型沸石稀土稀土y y型沸石型沸石反应热反应热630630560560465465370370185185催化剂催化剂部分稀土部分稀土Y Y型

11、沸石型沸石超稳沸石超稳沸石反应热反应热325325420420第53页/共89页第五十四页，共90页。2021-12-755附加碳由于原料的残碳造成的焦中的碳，它不是由于催化裂化(cu hu li hu)反应造成的。附加碳=新鲜原料新鲜原料的残碳第54页/共89页第五十五页，共90页。2021-12-756第55页/共89页第五十六页，共90页。2021-12-757第56页/共89页第五十七页，共90页。2021-12-758第57页/共89页第五十八页，共90页。2021-12-759第58页/共89页第五十九页，共90页。2021-12-760原料为基准计算的转化率。总转化率=(气体+汽

12、油+焦炭)/新鲜原料100%在以重质优为原料时，有时在等式的右边还加入柴油。单程转化率是反应速度和反应时间的直接反映，因此在考察动力学问题时，总是使用单程转化率。第59页/共89页第六十页，共90页。2021-12-761第60页/共89页第六十一页，共90页。2021-12-762显然反应时间(shjin)与空速成反比。由于非均相反应过程，VR通常以催化剂所占有的体积来表示，所以考查催化裂化的过程时，人们常用空速的倒数来相对的表十番乐时间(shjin)的长短。W=1/第61页/共89页第六十二页，共90页。2021-12-763提升管入口和出口处的体积流量的对数平均值。第62页/共89页第六

13、十三页，共90页。2021-12-764第63页/共89页第六十四页，共90页。2021-12-765第64页/共89页第六十五页，共90页。2021-12-766第65页/共89页第六十六页，共90页。2021-12-767第66页/共89页第六十七页，共90页。2021-12-768第67页/共89页第六十八页，共90页。2021-12-769第68页/共89页第六十九页，共90页。2021-12-770第69页/共89页第七十页，共90页。2021-12-771第70页/共89页第七十一页，共90页。2021-12-772如图为反应(fnyng)温度对反应(fnyng)速度的影响。第71

14、页/共89页第七十二页，共90页。2021-12-773的产物特征。例如：C1、C2增多，产品的不饱和度加大等。注意应当指出：即使在这样的条件(tiojin)下，主要反应仍然是催化裂化据阿反应，而不是热裂化反应。第72页/共89页第七十三页，共90页。2021-12-774第73页/共89页第七十四页，共90页。2021-12-775第74页/共89页第七十五页，共90页。2021-12-776第75页/共89页第七十六页，共90页。2021-12-777第76页/共89页第七十七页，共90页。2021-12-778第77页/共89页第七十八页，共90页。2021-12-779 从上面图可以看

15、出(kn ch)，反应温度的增加气体产率增加，随着转化率的增加，气体产率增加。第78页/共89页第七十九页，共90页。2021-12-780 随着温度随着温度(wnd)的增加，焦炭产率增加，随着转化率的增加，焦炭产率增加。的增加，焦炭产率增加，随着转化率的增加，焦炭产率增加。 第79页/共89页第八十页，共90页。2021-12-781什么是油浆？它是从分馏塔底抽出，一方面它比回炼油重，相当于原料的馏分，另一方面它带有催化剂的粉末，一般也进行回炼。第80页/共89页第八十一页，共90页。2021-12-782第81页/共89页第八十二页，共90页。2021-12-783第82页/共89页第八十

16、三页，共90页。2021-12-784第83页/共89页第八十四页，共90页。2021-12-785油气分压油气分压MpaMpa6969176176265265转化率转化率69.369.370.470.475.775.7丁烯相对产率丁烯相对产率1.01.00.860.860.720.72汽油产率汽油产率53.153.152.652.651.251.2焦碳产率焦碳产率7.47.49.69.612.412.4 由表中数据可以看出，随着(su zhe)油气分压的增加，在其他条件不变的况下，转化率。 烯烃相对产率减小，而焦炭产率增加。表表-反应压力对产品分布反应压力对产品分布(fnb)及转化率的影响及转化率的影响第84页/共89页第八十五页，共90页。2021-12-786第85页/共89页第八十六页，共90页。2021-12-787第86页/共89页第八十七页，共90页。2021-12-788第87页/共89页第八十八页，共90页。2021-12-789式中：式中：XX催化剂相对活性，催化剂相对活性，BB剂油比和空速因数剂油比和空速因数 P P反应压力因数，反应压力因数，TT反应温度因数反应温度因数 H H催化剂水合因数，催化剂水合因数，FF进料物理性质因数进料物理性质因数 S S油浆因数，油浆因数，VV反应器效率因数反应器效率因数 R R再生再生(zishng)(zishng)