催化裂化装置生产方法及基本原理

催化裂化装置生产方法及基本原理第一节主要控制方案一、主要控制方案1.重油提升管（R22101A）出口温度（TRCA22101A）是通过重油再生滑阀（TV22101A）调节催化剂循环量来控制的，接力管滑阀控制重油提升管起始温度；芳烃提升管（R22101B）出口温度是通过芳烃再生滑阀（TRCA22101B）调节催化剂循环量来控制的，循环立管滑阀调节轻燃油提升管起始温度。2.反应沉降器（R22101）的藏量（WRCA22101）是通过调节待生塞阀的开度来控制的。3.再生器温度（TRCA22102/1）通过串级调节外取热器的提升风的风量（FRCA22109）来调节。4.反应沉降器压力正常由气压机C22301转速调节；气压机停运或压力高时可通过压缩机入口大小放火炬阀的开度大小控制。5.再生压力是通过分程调节烟机入口蝶阀（PV22101C）和烟机旁路双动滑阀（PV22101A、PV22101B）、来控制的。6.分馏塔（T22201A、B）液位和温度选择器切换控制塔底循环泵上返塔流量调节阀来达到控制液位和温度的目的。7.重油分馏塔顶油气分离器(V22203A)的液位与粗轻燃油去吸收塔流量阀（FV22218）实行串级调节，保持粗轻燃油进提升管反应器流量的稳定；芳烃分馏塔顶油气分离器（V22203B）的液位与粗轻燃油去吸收塔流量阀（FV22221）实行串级调节。8.气压机出口油气分离器(V22302)的液位与脱吸塔(T22302)进料量实行串级调节。9.稳定塔(T22304)塔顶压力实行热旁路与卡脖子相结合的方法进行调节。10.余热锅炉实行三冲量调节。 第二节质量控制一、轻燃油质量的控制(一).轻燃油的质量标准轻燃油规格见表6-1。表6-1轻燃油规格分析项目单位GB17930-2006试验方法93号研究法辛烷值（RONC）---≥93GB/T5487馏程10％温度℃≤70GB/T653650％温度≤12090％温度≤190终馏点≤205残留量％（v/v）≤2GB/T6536蒸气压11月1日～4月30日kPa≤88GB/T80175月11日～10月30日≤74实际胶质mg/100ml≤5GB/T509硫含量％（m/m）≤0.05GB/T17040硫醇（满足一条即可）博士实验---通过SH/T0174硫醇硫含量％（m/m）≤0.001GB/T1792铜腐（50℃，3h）级≤1GB/T5096水溶性酸或碱---无GB/T259机械杂质---无观察后有异议按GB/T511、GB/T260测水分诱导期min≥480GB/T8018芳烃含量％（v/v）≤40GB/T11132烯烃含量％（v/v）≤35GB/T11132苯含量％（v/v）≤2.5ASTMD3606（二）.轻燃油质量的控制1.轻燃油烯烃含量的控制本装置使用双提升管技术，轻燃油进单独提升管回炼，在降低轻燃油烯烃含量和硫含量的同时增产丙烯。同时提高装置平衡催化剂活性和提高剂油比也可降低轻燃油烯烃含量。2.轻燃油干点的控制轻燃油干点控制以轻燃油分馏塔顶温度为主要控制指标，通过调整顶循环、冷回流来改变塔顶温度，以达到控制轻燃油干点的目的，由于粗轻燃油干点比稳定轻燃油高，调整粗轻燃油干点使控制来得更加及时，且同样能达到控制稳定轻燃油干点的目的，因此控制粗轻燃油干点而不是稳定轻燃油干点，本装置轻燃油干点控制为198℃。3.轻燃油蒸汽压的控制轻燃油馏程中规定10％馏出温度不高于某一数值，目的是保证发动机的启动性能，但10％馏出温度过低时将导致供油系统中产生气阻现象，而此现象和轻燃油的饱和蒸汽压有密切关系，因此必须控制轻燃油的饱和蒸汽压。本装置通过调节稳定塔压力、回流比、进料位置(稳定塔有三处进料口)以及塔底重沸器返塔温度来控制轻燃油蒸汽压，同时还需考虑到液化气携带C5的可能。本装置轻燃油蒸汽压夏季控制为≯67KPa，冬季控制为≯80KPa，稳定塔顶压力控制为1.15MPa(绝)。4.轻燃油硫化物含量的控制轻燃油中含有硫化氢、硫醇等活性硫化物，会使轻燃油铜片腐蚀不合格，使用这种轻燃油会严重腐蚀机器和容器，所以必须进行碱洗精制。硫化氢和硫醇通过碱洗精制除掉，保证轻燃油硫含量合格，碱还能除掉一部分环烷酸和酚类物质。二、船燃油的质量控制(一).船燃油的质量标准船燃油的规格见表6-2。

表6-2船燃油规格项目单位企业标准检验方法指标密度(20℃)kg/m3实测GB/T1884或GB/T1885馏程：50％温度℃≤300GB/T653690％温度≤355干点温度≤365硫含量％（m/m）≤1.0GB/T17040水份％（v/v）≤痕迹GB/T260酸度mgKOH/100ml≤7GB/T25810％蒸余物残炭％（m/m）≤0.3SH/T0170灰分％（m/m）≤0.01GB/T508铜片腐蚀（50℃，3h）级≤1GB/T5096机械杂质---无GB/T511运动粘度（20℃）mm2/s3.0～8.0GB/T265凝点℃0GB/T510冷滤点℃≤－5SH/T0248闪点（闭口）℃≥55GB/T261十六烷值---≥45GB/T11139色度号≤3.5GB/T6540氧化安定性，总不溶物mg/100ml≤2.5SH/T0175（二）船燃油质量的控制1.船燃油凝固点的控制船燃油凝固点是由重油分馏塔和轻燃油分馏塔第十七塔层盘上气相温度控制的，本装置船燃油凝固点控制在0℃以下。2.船燃油的闪点控制船燃油的闪点通过船燃油汽提塔的液位与汽提蒸汽量来调节，高液位和大蒸汽量对控制闪点有利，蒸汽量过大，会增加汽提塔顶负荷且造成液面波动，影响操作，本装置船燃油闪点控制为≮55℃。3.船燃油的十六烷值控制本装置为重油催化裂化装置，原料性质较差，船燃油品质较低，主要表现在：胶质升高，油品安定性变差，颜色变深，十六烷值降低等几方面。催化裂化生产的船燃油含有较多的芳烃，十六烷值较直馏船燃油低得多，只有25个单位左右。三、液化气质量控制(一).液化气的质量标准：见表6-3。表6-3液化气规格分析项目单位GB11174-1997指标分析方法C5及C5以上含量％（v/v）≯3.0SH/T0230密度（15℃）kg/m3实测SH/T02211）蒸汽压（37.8℃）kPa≯1380GB/T66022）蒸发残留物ml/100ml≯0.05SY/T7509油渍观察---通过SY/T7509铜片腐蚀级≯1SH/T0232总硫含量mg/m3≯343SH/T0222游离水---无目测(二).液化气质量控制1.液化气C2含量控制影响因素：脱吸效果，液化气冷后温度，脱吸塔压力，压力高，稳定塔进料很容易带来C2组分。调节方法：根据液化气中C2含量多少，调节脱吸效果。2.液化气C5含量控制影响因素：（1）.稳定塔(T22304)顶温下降，稳定轻燃油气化少，液化气中C5含量低。（2）.T22304顶压升高，液化气中C5组分压到稳定轻燃油中，液化气中C5含量下降。（3）.塔底再沸器出口温度，当塔负荷小，适当提高温度，有利于汽液接触。（4）.塔顶回流量增大，液化气中C5含量下降。（5）.进料位置对液化气C5含量影响。调节方法：（1）.塔顶温度(即调节重沸器出口温度)。（2）.塔顶压力。（3）.进料位置一般不作为正常调节手段。3.液化气中H2S含量由脱硫效果决定液化气中硫含量由脱硫塔的压力、温度、再生塔贫胺液含硫量、胺液循环量、富液脱气罐脱气效果控制。4.液化气中S含量由脱臭效果决定液化气中S含量由催化剂碱液循环量、催化剂碱液温度、碱液浓度、钴离子含量、氧化塔注风量等因素决定。四、干气质量控制1.干气中C3以上组分含量控制(C3≯3％)。影响因素：（1）.富气流量、性质及温度。（2）.吸收剂流量和温度。（3）.粗轻燃油流量和温度。（4）.贫吸收油流量。2，3，4项反映吸收能力的高低，气液两相温差大，蒸汽压大，推动力大，有利于C3的吸收。（5）.脱吸气流量大，将导致吸收塔(T22301)负荷增大，吸收效果差，不利于控制干气质量。（6）.吸收塔、再吸收塔压力高，有利于吸收C3以上的组分。（7）.吸收塔一、二中回流量大，温度下降，有利于吸收。调节方法：（1）.改变吸收剂量。（2）.改变贫吸收油量。2.干气中H2S及总硫量控制由脱硫效果决定干气含硫量主要由下列条件控制：脱硫塔的压力、温度、再生贫液含硫量、胺液循环量。第三节原料油的预处理一、原料油含盐含水的影响原料油在进入中间罐区后，仍然含有一定量的盐和水。所含盐类有一小部分是结晶水型乳化液。这些盐和水的存在，给催化装置的稳定操作，设备腐蚀，产品质量带来了严重的危害。（一）、含水的危害原料油中的水，随着原料油在加热过程中汽化，增加了塔的气相负荷，造成轻燃油分馏塔操作波动，严重时会造成冲塔事故。原料油中的水蒸发要消耗能量，同时还要多耗循环水将蒸汽冷凝。因此原料油中含有水，将增加催化装置的能耗。（二）、含盐的危害原料油中所含的无机盐主要有氯化钠、氯化钙、氯化镁等，其中以氯化钠的含量为最多，约占75％左右。这些物质受热后易水解，氯化镁和氯化钙一般在200℃开始水解，当浓度较高时，在120℃即开始水解。水解反应可以在水溶液中进行，也可以靠自身的结晶水完成。当温度在300℃时，氯化钠也将发生水解反应。水解反应生成的HCl溶于水中形成盐酸，具有很强的腐蚀作用，造成分馏塔顶部系统的腐蚀。当加工含硫原料油时，含硫化合物分解放出硫化氢，与金属反应生成硫化铁，可以附在金属表面上起保护作用，当同时有HCl存在时，HCl与FeS反应破坏保护层，放出H2S进一步加重腐蚀。另外，原料油中的盐主要集中在重质油中，金属钠对重油催化裂解的催化剂中的分子筛的晶格有破坏作用，因此，催化裂化进料要求含钠量小于1ppm。由上可知，原料油的充分脱盐脱水，对装置的平稳操作，减轻设备腐蚀，保证安全生产，延长开工周期和提高二次加工产品的质量等方面都是十分重要的。目前催化装置对原料油脱盐脱水的要求是：含盐量小于3毫克/升；含水量小于0.2％。二、原料油脱盐脱水（一）、基本原理原料油中含有水，同时也含有胶质、沥青质等天然乳化剂，它们都是表面活性物质。原料油在开采和输送过程中，由于剧烈扰动，使水以微滴状态分散在原料油中，原料油中的乳化剂靠吸附作用浓集在油水界面上，组成牢固的分子膜，形成稳定的乳化液。乳化液的稳定程度，取决于乳化剂性质、浓度、原料油本身性质、水分散程度、乳化液形成时间长短等因素。机械强烈的搅动，乳化剂浓度高，原料油粘度大，乳化液形成的时间长，将增加乳化液的稳定程度。原料油电脱盐，主要是加入破乳化剂，破坏其乳化状态，在电场的作用下，使微小水滴聚结成大水滴，使油水分离。由于原料油中的大部分盐类是溶解在水中，因此脱水与脱盐是同时进行的。破乳剂比乳化剂具有更小的表面张力，更高的表面活性，但是它的性质与乳化剂相反，是水包油型的表面活性剂。原料油中加入破乳剂后，首先分散在原料油乳化液中，而后逐渐到达油水界面，由于它具有比天然乳化剂更高的表面活性，因此破乳剂将替代乳化剂吸附在油水界面，并浓集在油水界面，改变了原来界面的性质，破坏了原来较为牢固的吸附膜，形成一个较弱的吸附膜，并容易受到破坏。在高压电场中，原料油乳化液中的微小水滴由于静电感应使之产生诱导偶极。诱导偶极使水滴与水滴间产生相互吸引的静电结力，即水滴聚结力F。水滴受聚增加，一方面可以克服乳化膜的引力，另一方面增加了水滴间互相碰撞的机会，使微小水滴聚结成大水滴。同样大小水滴间的聚结力可用下式表达：F=6KE2r2(r/L)4式中：F—水滴间的聚结力K—常数E—电场强度r—水滴半径L—两滴间的中心距离从上式可看出，r/L是影响聚结力F的重要因素，当水滴增大或水滴间距离缩小时，聚结力将急剧增大。聚结力F还与电场强度E的平方成正比。原料油经过破乳，并在电场的作用下，微小水滴聚结为大水滴。原料油和水的分离则是靠油水两种互不相溶液体密度的不同进行沉降分离，它们的分离，基本符合球形粒子在静止流体中自由沉降的斯托克斯定律：U=式中：U—水滴沉降速度d--水滴直径m/sρ1--水的密度kg/m3ρ2--油的密度kg/m3μ--油的运动粘度m2/sg--重力加速度m/s2从上式可看出，降低油相的粘度，增加油水的密度差，增大水滴直径，可加快水的沉降速度。综上所述，原料油电脱盐原理可归纳如下：1、注水原料油脱盐需注入一定量的水与原料油混合、使原料油中的盐份充分溶解在水中，使之与水一并被脱除。2、注破乳剂由于原料油中含有胶质、沥青质等天然乳化剂，这些乳化剂靠吸附作用浓集在油水界面上，构成牢固的界面膜，形成稳定的乳化液，原料油脱盐时加入一定量的破乳剂，可以改变乳化液的性质，降低界面膜的强度，破坏乳化液的稳定，这样有利于脱盐脱水。3、高压电场的作用原料油中注入一定量的水和破乳剂后，经混合进入高压电场区，在高压电场中小水滴被极化产生诱导偶极，由于偶极凝聚力促使小水滴相互碰撞聚集成大水滴，大水滴因油水密度差沉降至罐底被脱除。（二）、影响因素从电脱盐的原理可以看出，原料油电脱盐脱水是一个乳化液的破乳化沉降分离过程，它是通过加热、加化学药剂和高压电场等三种措施使乳化液破乳，再经沉降分离。因此适当提高电脱盐效率也主要是这些方面。1、温度温度是原料油脱盐过程中一个重要操作条件。提高温度，使原料油粘度降低，减少水滴运动阻力，有利于水滴运动。温度升高还使油水界面的张力降低，水滴受热膨胀，使乳化液膜减弱，有利破乳和聚结。另外温度升高增大了布朗运动速度，也增强了聚结力。因此适当提高温度有利于破乳。表6-4油水密度随温度的变化温度℃水相对密度油相对密度相对密度差1000.9580.810.1481100.9500.800.1501200.9420.790.1521300.9350.780.1551500.9150.7750.141表6-5沉降速度与温度的关系温度℃相对沉降速度93V1212V1493.1V

从这两组数据可看出温度在一定的范围内对水沉降分离的影响。由于温度升至一定值时CaCl2、MgCl2都开始水解，同时随着温度的升高，原料油的电导率也随之增大，电耗随之增高。因此对不同的原料油应该有不同的脱盐温度，并且要综合考虑进行优选，找出最佳操作温度，脱盐温度一般控制在120~140℃左右。2、破乳剂破乳剂通过破坏原料油乳化液中油与水间的液膜降低油水界面表面张力改善油水分离效果，达到其破乳作用，目前生产的破乳剂都有一定的选择性，因此对每一种原料油必须进行破乳剂评选。破乳剂不仅影响脱盐率，而且还影响脱盐排水中的含油量。由于破乳剂是通过到达油水乳液的界面，破坏其乳化膜而达到破乳作用的，因此破乳剂的浓度、注入量、注入点、破乳剂与原料油珠混合等都直接影响着脱盐效果的好坏。3、电场电场强度（电位梯度）是影响电脱盐效率的一个重要工艺参数。从前面提到的水滴聚结力公式中得知两小水滴间的聚结力F与电场强度的平方成正比，提高电场强度，可提高小水滴的聚结力，有利电脱盐。提高电场强度，可以促进小水滴的聚结，同时也促进电分散。dOA=式中：dOA--分散的临界直径C--常数E--电场强度从上式可看出水滴开始分散的临界直径与电场强度E的平方成反比。从图中看到电场强度E的提高，脱盐率则随之提高，超过了一定范围，再提高电场强度对提高脱盐率效果不大。4、原料油在电场中停留时间原料油天电场中停留时间，影响水滴的聚结，有关资料介绍，在工业装置上，若达到一定的脱盐效果需要的时间可用下式表达：τ=AoE-2/3式中：τ—停留时间；Ao—系数；E—电场强度式中，Ao与粘度、介电常数、温度、水滴特性、体积等有关。从图中可看到停留时间小于2分钟时，增加停留时间对提高脱盐效率比较明显，当停留时间大于2分钟以上时，增加停留时间，脱盐效果变化不大，过长的停留时间还增加电耗。综上所述，从我国各炼厂的实践经验认为，停留时间为2分钟左右较为合适。5、注水原料油脱盐，注入一定量的洗涤水与原料油混合，增加水滴的密度使水滴更易聚结。注水还可以溶解悬浮在原料油中的盐，使之与水脱除，另外，注水的水质，对脱盐都有一定的影响，注水量由4％增到6％脱盐率是增加，注入的洗涤水含盐量增加，脱盐率下降。除此之外，注水的PH值，也影响着脱盐效果，PH值高时产生乳化液，不仅影响脱盐率，还造成电脱盐排水带油。除注水量、水质条件外，注水与原料油的混合也同样影响脱盐效果。油和水混合的程度，是用油和水通过混合设备的压降（ΔP）即油和水这一流体静压能的减少来衡量的，ΔP越大，注入的水分散的就越细，在电场中聚结作用就越充分，脱盐率就越高。但如果压降过高，有可能造成过乳化，使油和水形成一种稳定的乳化液，会降低脱盐效果。因此对每一个电脱盐设施，都应进行试验总结，找出较合适的混合强度。一般经验，ΔP值在0.1~0.15MPa较为适宜，对于比重、粘度较大的原料油取较大值。以上提到的是电脱盐在操作中影响其效果的一些主要因素。此外如油水界面的控制，原料油在罐中的上升速度与水的沉降速度，还有设备结构，如原料油在罐中的分配器、电极板的形式等，这些都将影响电脱盐效率。（三）、工艺流程图6-1是原料油二级电脱盐脱水的工艺流程。原料油自罐抽出，与破乳剂、洗涤水按比例混合，经换热器与装置中某热流换热达到一定的温度，再经过一个混合阀（或混合器）将原料油、破乳剂和水充分混合后，送入一级电脱盐罐进行第一次脱盐、脱水。在电脱盐罐内，在破乳剂和高压电场（强电场梯度为500~1000伏/厘米，弱电场梯度为150~300伏/厘米）的共同作用下，乳化液被破坏，小水滴聚结成大水滴，通过沉降分离，排出污水（主要是水及溶解在其中的盐，还有少量的油）。一级电脱盐的脱盐率约为90~95％。一级脱后的原料油再与破乳剂及洗涤水混合后送入二级电脱盐罐进行第二次脱盐、脱水。通常二级电脱盐罐排出的水含盐量不高，可将它回注到一级混合阀前，这样既节省用水又减少含盐污水的排量。图6-1二级电脱盐工艺流程图原料油经过二级电脱盐脱水，其含盐含水量一般都能达到规定指标，然后送往后面的装置。（四）、主要设备原料油电脱盐的主要设备是电脱盐罐，其它还有变压器、混合设施等。1、电脱盐罐电脱盐罐有卧式、立式和球形等几种形式，一般都采用卧式罐。卧式电脱盐罐主要由外壳、电极板、原油分配器等组成。外壳直径一般为3~4米，其长度视处理量而定，有的长达20~30米，电极板一般是格栅状的，有水平和垂直的两类，采用水平的较多。电极板一般是两层，下极板通电，在两层电极板之间形成一个强电场区，该区是脱盐脱水的关键区。在下层电极板与下面的水面之间又形成一个弱电场区，这个弱电场促使下沉水滴进一步聚结，提高脱盐脱水效率。原料油分配器的作用是使原料油从罐底进入后能均匀垂直地向上流动，从而提高脱盐脱水效果。有两种类型的分配器，一种是带小孔的分配管，这种分配器在原料油处理变化较大时，喷出原料油不均匀，并且存在孔小易堵塞的缺点；另一种是低速倒槽型分配器，它能使原料油以低速均匀地从小孔进入罐内，大滴水和部分杂质可直接下沉，不会堵塞。2、变压器变压器是电脱盐设施中最关键的设备，与电脱盐的正常操作和保证脱盐效果有直接关系。根据电脱盐的特点，采用的是防爆高阻抗变压器。3、混合设施油水和破乳剂在进脱盐罐前需借混合设施充分混合，使水和破乳剂在原料油中尽量分散。分散得细，脱盐率高。但有一定限度。如分散过细，形成稳定乳化液，脱盐率反而下降，且能耗增大。故混合强度要适度。新建电脱盐设施多采用可调差压的混合阀，利用它可根据脱盐脱水情况来调节混合强度。有的厂混合设施采用静态混合器。静态混合强度虽好，但不能调节，故如用在电脱盐最好与可调差压混合阀串联使用。第四节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：22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。(二)、催化裂化的化学反应类型催化裂化原料油的组成非常复杂，含有各种烃类。因此化学反应也是多种多样，且反应速度也各异。1.裂化反应它是催化裂化的主要反应，几乎几种烃类都能进行，特别是烷烃和烯烃。裂化反应是烃分子中C-C键断裂的反应，烷烃分解时多从中间的C-C键处断裂，且分子越大越易断裂，碳原子数相同的链状烃中，异构烃比正构烃容易分解。烯烃的裂化反应规律与烷烃相似，而且烯烃裂化速度比烷烃高得多，虽然直馏原料不含烯烃，但其它烃类一次分解都产生烯烃，所以在催化裂化过程中，烯烃的分解反应占有重要地位。环烷烃的分解反应，可以自环上断开生成异构烯烃，如：如果环烷烃所带侧链较长时，则可能断侧链，如：芳烃的环很稳定不易打开，但烷基芳烃很容易断侧链。且有断链是发生在芳烃与侧链相连的C-C键上，生成较小的芳烃和烯烃，如：这种裂化反应又称为脱烷基反应。侧链越长，异构程度越大时，越易脱落。而且至少要有3个碳的侧链才易脱落，脱乙基比较困难，单环芳烃不能脱甲基，而只能进行甲基转移反应，只有稠环芳烃才能脱掉一部分甲基。2.异构化反应在催化裂化过程中异构化反应较多，其反应方式有3种。(1)骨架异构：分子中碳链重新排列，包括直链变为支链，支链位置发生变化，五元环变为六元环，都属于骨架异构。如：(2)双键移位异构：烯烃的双键位置由两端移向中间，如：C-C-C-C=C-C－→C-C-C=C-C-C2-己烯3-已烯(3)几何异构：烯烃分子空间结构的改变，如顺烯变为反烯，称为几何异构，如：3.氢转移反应某烃分子上的氢脱下来立即加到另一烯烃分子上使之饱和的反应称为氢转移反应。氢转移是催化裂化特有的反应，反应速度也比较快，它不同于一般的氢分子参加的脱氢和加氢反应，而是活泼的氢原子的转移过程，在氢转移过程中，供氢的如果是烷烃则会变成烯烃，是环烷烃则变成环烯烃，进一步成为芳烃，而烯烃接受氢又会转成烷烃，二烯烃变成单烯烃。如：若是分子较大的烯烃或芳烃则将会在环化与缩合的同时放出氢原子，使烯烃和二烯烃得到饱和，而其本身最后变成焦碳。所有可能供氢的烃分子中，带侧链的环烷烃上的脱氢是主要的氢来源，而烯烃最易接受氢转化为单烯烃。催化裂化产品中二烯烃很少，就是因为氢转移反应所造成的。温度和催化剂活性对氢转移反应影响很大，如果要生产碳值低的轻燃油，则可采用较低的反应温度和活性较高的催化剂，以便促进氢转移反应，降低轻燃油中的烯烃含量，若要提高轻燃油辛烷值，则应采用高反应温度，以加速分解反应，抑制氢转移反应，使轻燃油中烯烃含量增加。

4.芳构化反应所有能生成芳烃的反应都属于芳构化反应，它也是催化裂化的主要反应。如：六元环烷烃脱氢可生成芳烃，五元环烷烃先异构化成六元环再脱氢，烷烃裂化生成烯烃，烯烃环化再脱氢，最后都能生成芳烃，例如：5.叠合反应它是烯烃与烯烃合成大分子烯烃的反应，随叠合深度的不同可能生成一部分异构烃，但继续深度叠合最终将生成焦碳，不过由于与叠合相反的分解反应占优势，所以催化裂化过程叠合反应并不显著。6.烷基化反应烯烃与芳烃或烷烃的加成反应都称为烷基化反应，在催化裂化过程中烯烃主要加到双环和稠环芳烃上，又进一步脱氢，生成焦碳，但这一反应所占比例也并不大，例如：综上所述看出原料中各类烃进行着复杂交错的反应，其结果是一面使大分子裂化成较小的分子得到气体、液化气及轻燃油、船燃油，同时也使小分子叠合、脱氢缩合成大分子直至焦碳。催化裂化产品所具有的各种特点，也正是由于这些反应所至。(三)、催化裂化反应特点1.烃类催化裂化是个气-固非均相反应原料进入反应器首先汽化成气态，然后在催化剂表面上进行反应，其反应过程包括7个步骤：(1)原料分子自主气流中向催化剂扩散。(2)接近催化剂的原料分子向微孔内表面扩散。(3)靠近催化剂表面的原料分子被催化剂吸附。(4)被吸附的分子在催化剂的作用下进行化学反应。(5)生成的产品分子从催化剂上脱附下来。(6)脱附下来的产品分子从微孔内向外扩散。(7)产品分子及催化剂外表面再扩散到气流中。对于碳原子数相同的各类烃，它们被吸附的顺序为：稠环芳烃＞稠环环烷烃＞烯烃＞单烷基侧链的单环芳烃＞环烷烃＞烷烃同类烃的分子量越大越容易被吸附。化学反应速度大小顺序为：烯烃＞大分子单烷基侧链的单环芳烃＞异构烷烃与烷基环烷烃＞小分子单烷基侧链的单环芳烃＞正构烷烃＞稠环芳烃从上面的吸附顺序和反应速度的顺序来看并不一致，反应速度较快的烃类，由于不易被吸附也会影响它反应的进行。不过催化剂表面上各类烃被吸附的数量除与它被吸附的难易有关外，还与它在原料中的含量有关。原料中的稠环芳烃，由于它最容易被吸附而反应速度又最慢。因此吸附后牢牢地占据了催化剂表面，阻止其它烃类的吸附和反应，并且由于长时间停留在催化剂上，进行缩合生焦不再脱附，所以原料中含稠环芳烃较多时，会使催化剂很快失去活性。2.烃类催化裂化耳是个复杂的平行-顺序反应当原料在裂化时，同时朝着几个方向进行反应，这种反应叫平行反应。同时随着反应深度的增加，中间产物又会继续反应，这种反应叫顺序反应。重质原料油的催化裂化反应情况如下：平行顺序反应的一个重要特点，是反应深度对产品产率的分配有着重要影响，即随着反应时间的加长，转化深度的增加，最终产物气体和焦碳的产率会一直增加，而轻燃油、船燃油等中间产物的产率会在开始增加，经过一个最高阶段而又下降。这是因为达到一定反应深度后，再加深反应，中间产物将会进一步分解成更轻的馏点(如轻燃油分解为气体，船燃油分解为轻燃油)，其分解速度高于生成速度。习惯上称初次反应产物再继续进行的反应为二次反应。催化裂化的二次反应是多种多样的，其中有些反应对产品的产率和质量是有利的，有些则是不利的，如：反应生成的烯烃再经异钩化生成辛烷值更高的异构烃或与环烷烃进行氢转移反应生成稳定的烷烃和芳烃等这些反应都是所希望的，而烯烃进一步裂化为干气或小分子烯烃(如丙烯、丁烯)经氢转移饱和，以及烯烃及高分子芳烃缩合生成焦碳等反应则是不希望的，因此，在催化裂化生产中适当控制二次反应的发生。(四)、影响催化裂化的主要因素通常对催化裂化生产的要求是希望转化率比较高，这样可以提高装置的处理能力，对产品分布希望干气、焦碳的产率低些，液化气，轻燃油、船燃油的产率高些，产品质量则希望轻燃油辛烷值高，安定性好，船燃油十六烷值高，但这些要求往往是相互矛盾的，若提高转化率，干气及焦碳的产率就会随之提高，多产船燃油必然减少轻燃油和液化气产率，提高辛烷值，就会降低船燃油十六烷值。影响催化裂化反应的主要因素有：反应温度、反应时间、剂油比、反应压力。1、反应温度对反应速度、产品分布、产品质量都有极大的影响。温度高则反应速度加快，能提高转化率，但是，温度对热裂化反应速度的影响比对催化裂化反应速度的影响大得多。当温度提高到500℃以上时，热裂化反应的比重逐渐增大，至使气体中C1、C2增多，产品的不饱和度增大，不过即使如此仍以催化裂化反应为主。由于催化裂化的平行-顺序反应，而反应温度对各类反应的反应速度有不同的影响，因而改变反应温度会影响产品分布和产品质量。如转化率不变，提高反应温度，轻燃油及焦碳降低，而气体产率增加。而且由于提高温度对促进分解反应(生成烯烃)和芳构反应速度提高的程度高于氢转移反应，本装置反应温度根据生产方案采用500～530℃（重油提升管），500～550℃（轻燃油提升管）。2、反应时间在床层反应中，用空间速度(简述空速)来表明原料与催化剂接触时间的长短，由于催化裂化反应是在催化剂表面上进行，所以空速越高就意味反应时间越短，反之反应时间越长，在流化催化裂化中用重量空速。即：空速=总进料t/h/反应器内催化剂藏量t在提升管反应器内，催化剂密度很低，几乎呈活塞或流动通过反应器，空速很高且不易测定，所以提升管催化裂化的反应时间是以油气在提升管内的停留时间表示。由于提升管催化裂化采用了高活性的分子筛催化剂，故所需反应时间很短，一般只有1～4秒即可使进料中的非芳烃全部转化，特别是在反应开始时速度最快，1秒以后转化率增大后趋于缓和，反应时间过长会引起轻燃油、船燃油的再次分解，导致轻燃油收率降低。因此为了避免二次反应，通常在提升管出口处设有快速分离装置，以便使油剂迅速分开终止反应，本装置反应时间控制为2～3秒。3、剂油比催化剂循环量与总进料量之比称为剂油