催化裂化-催化裂化反应原理（石油加工课件）

催化裂化反应操作的影响因素催化裂化反应操作的影响因素反应温度反应时间剂油比反应压力催化裂化反应操作的影响因素反应温度反应温度对反应速度、产品分布、产品质量都有极大的影响。一方面，反应温度高则反应速度增大。另一方面，反应温度可以通过对各类反应速率大小来影响产品的分布和质量。升高温度：分解反应芳构化反应氢转移反应结果：汽油中的烯烃和芳烃含量增加，所以汽油辛烷值得到提高。催化裂化反应操作的影响因素空速和反应时间空速：每小时进入反应器的原料油量与反应器藏量之比。空速越高就意味着反应时间越短，反之反应时间越长。提升管反应器的反应时间：是指油气在提升管内的停留时间。反应时间是由提升管的容积和进料总量决定的。生产中反应时间是变化的，进料量的变化及其他条件引起的转化率的变化，都会引起反应时间的变化。催化裂化反应操作的影响因素反应压力油气分压的影响当其条件不变时，提高反应器的油气分压，可提高转化率，但同时焦炭产率增加，汽油产率下降。系统压力的影响系统压力高可以提高烧焦速度，减少再生器藏量，提高烟气能量回收系统的效率。工业上，提升管催化裂化沉降器顶部常用的压力一般为0.12~0.2MPa。催化裂化反应操作的影响因素剂油比剂油比是单位时间内进入反应器的催化剂量（即催化剂循环量）与总进料量之比。提高剂油比，则催化剂上积炭少，催化剂活性下降小，转化率增加。工业上一般剂油比为5-10，改变剂油比最灵敏的方法是调节再生催化剂的温度和调节原料预热温度。思政小课堂不仅需要关注技术本身，学会自我情绪控制与管理也是合格职场人的必备素质人本身也是影响生产结果的重要因素之一。在优秀的企业管理案例中，为了保证安全生产，通常需要职工保持良好的情绪状态。有研究证明，良好的工作情绪不仅可以提升工作效率，还可以减少事故发生的概率。催化裂化反应原理一、单体烃催化裂化的化学反应（1）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。例如：C16H34→C8H16＋C8H18

一、单体烃催化裂化的化学反应（2）烯烃分解反应异构化反应氢转移反应芳构化反应一、单体烃催化裂化的化学反应（3）环烷烃环烷烃的环可断裂生成烯烃；环烷烃带有长侧链，则侧链本身会发生断裂生成环烷烃和烯烃；环烷烃可以通过氢转移反应转化为芳烃；带侧链的五员环烷烃可以异构化成六员环烷烃，并进一步脱氢生成芳烃。一、单体烃催化裂化的化学反应（4）芳香烃多环芳烃的裂化反应速度很低，它们的主要反应是缩合成稠环芳烃，进而转化为焦炭，同时放出氢使烯烃饱和。二、催化裂化的主要特征反应裂化反应：使大分子分解为小分子的烃类，这是催化裂化工艺成为重质油轻质化重要手段的根本依据；氢转移反应：使催化汽油饱和度提高、安定性好；异构化、芳构化反应：是催化汽油辛烷值高的重要原因；缩合反应：生焦、生碳的主要原因。三、催化裂化的热效应在催化裂化条件下，最主要的反应——裂解反应是吸热反应，其他一些反应，有的虽属放热反应，但是热效应较小，因此，就整个催化裂化过程而言是吸热过程。欲使反应在一定条件下进行下去，必须不断向反应系统提供足够的热量。四、石油馏分的催化裂化

1.各烃类之间的竞争吸附和反应的阻滞作用烷烃单环环烷烃单烷基单环芳烃烯烃稠环环烷烃稠环芳烃吸附能力的大小顺序化学反应速度的顺序

稠环芳烃正构烷烃小分子单烷基侧链的单环芳烃单烷基单环芳烃异构烷烃和环烷烃

大分子单烷基侧链的单环芳烃烯烃结论：环烷烃有一定的吸附能力，又具有适宜的反应速度，富含环烷烃的石油馏分是催化裂化的理想原料。四、石油馏分的催化裂化

2.石油馏分的催化裂化反应是复杂的平行—顺序反应催化裂化反应属于平行—顺序反应。二次反应：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。石油馏分的催化裂化反应（虚线表示不重要的反应）重要特点：反应深度对产品产率分布有重大影响。转化率＝气体、汽油、焦炭产率之和。思政小课堂外操岗位和内操岗位需要相互配合，服从统一指挥才能完成工艺的生产任务。在复杂的化学反应中有竞争协作关系，在人的工作关系中也是如此。课后问答催化裂化的主要特征反应有哪些，分别是什么作用？催化裂化催化剂一、裂化催化剂的种类、组成和结构（1）无定型硅酸铝催化剂主要成分氧化铝

氧化硅

种类低铝

（含Al2O310%~13%）

高铝

（含Al2O3约25%）

硅酸铝催化剂的组成

12

10

615℃灼烧减量0.03

0.01

Na2O

0.5

0.2

SO4=

25

13

Al2O3

0.05

0.05

Fe2O3

74

86

Si2O3

高铝低铝组分高铝低铝组分，质量%

其中Al2O3、Si2O3及少量水分是必要的活性组分。硅酸铝催化剂的表面具有酸性，并形成许多酸性中心，催化剂的活性就来源于这些酸性中心。分子筛又称为泡沸石。特点：多孔性物质、晶格结构排列整齐均匀、孔径大小一定。一、裂化催化剂的种类、组成和结构（2）结晶型硅酸铝（分子筛）催化剂组成及晶体结构

A型

X型

Y型丝光沸石常用分子筛

X型

Y型沸石

X型、Y型分子筛的结构二、催化剂的使用性能

活性、选择性、稳定性和抗重金属污染性以及密度，流化性能和抗磨性能，是评定催化剂性能的重要指标。使用性能活性

密度

选择性

稳定性

流化性能和抗磨性能

抗重金属污染性能

三、裂化催化剂的失活与再生（1）裂化催化剂失活的原因催化剂的失活：在反应——再生过程中，裂化催化剂的活性和选择性不断下降的过程。失活原因结焦失活水热失活毒物引起的失活三、裂化催化剂的失活与再生（2）裂化催化剂的再生催化剂再生反应：就是用空气中的氧烧去沉积的焦炭的反应。再生剂的含炭量：硅酸铝催化剂，要求含炭量小于0.5%;

分子筛催化剂，要求含炭量小于0.2%。催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力。请回答催化裂化催化剂失活的原因有哪些？催化剂再生过程的原理是什么？四、分子筛催化剂与无定形硅酸铝催化剂比较分子筛催化剂与无定形硅酸铝催化剂的性能比较低长差（焦炭产率高）较差较低（约600℃）较低较弱可在0.5%左右裂解和异构活性高短（约1～4秒）好（焦炭产率低）好高（约700℃）很高较强不大于0.2%

活性所需反应时间选择性对热稳定性再生温度氢转移反应活性抗重金属稳定性对再生催化剂含炭量的要求无定形硅酸铝分子筛催化剂