催化裂化和石油炼制.doc

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1、催化科学与技术的里程碑--催化裂化和石油炼制石油与“行”人类生存在社会中除了衣、食、住还要行。随着科技的进步，汽车、火车、轮船和飞机已经成为我们日常生活中重要的交通工具。尤其是汽车更是我们必不可少的代步工具，我们每天都要依靠它。不知你注意了吗？这些交通工具都有一个共同的特点，那就是需要依靠燃料来使它运转，而这个神奇的物质就是——石油。石油也被称为“工业的血液”，是我们现代生活方式的基础。可以说石油与我们的“行”密切相关。石油为什么要炼制石油又称原油，是从地下深处开采的一种流动或半流动状的粘稠液体。它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烃类，此外石油中还含硫、

2、氧、氮、磷、钒等元素。世界各地所产的石油在外观性质上有不同程度的差别。从颜色看，大部分石油是黑色，也有暗绿或暗褐色，少数显赤褐、浅黄色，甚至无色。石油的颜色是由它本身所含胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）的含量来决定，含量越高颜色越深。颜色越浅其油质越好，透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油。新开采出来的石油由于其含有较多的胶质和沥青质，燃烧不充分且对环境污染较大，不能直接作为产品使用，需要经过不同的加工处理。首先需要对石油进行蒸馏(分馏)，利用分子大小和沸点不同的原理，将石油中的碳氢化合物分离为不同的蒸馏产物。经过常、减压蒸馏后的产

3、物将近一半是汽油、柴油等轻质油，剩下的便是重质油和渣油。如果不进行二次再加工的话，就不能完全发挥其应有的作用，只能用作润滑油、重质燃料油和沥青，大大的降低了石油的价值，而工业生产和我们生活中对它们的需求量却很小。汽油是消耗量最大的产品，随着内燃机压缩比的提高，对汽油的辛烷值的应用标准提出了更高的要求，我国的汽油牌号用研究法辛烷值高低划分，辛烷值俗称汽油标号，标记为70、80、90或更高。标号越大其性能越好，汽油燃烧越充分，动力越足。随着时代的发展，石油炼制工业迫切要求提高汽油辛烷值。单纯靠蒸馏是无法满足市场对轻质油品在数量和质量上的要求的。这种供需矛盾需要炼油工业进

4、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，这便就促使了催化裂化工艺的产生与发展。催化裂化（FCC）工艺是将重质油轻质化，需要产物是液化气、汽油和柴油。由于其转化率较高，产品质量好，近几十年以来，FCC工艺技术有了很大的提升与改进，生产规模也得到了很大的提高。催化裂化工艺技术已经成为我国石油炼制工业当中的核心和经济效益的重要支柱。其原理是在催化剂的作用下，将相对分子质量较大，沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小，沸点较低的烃的过程。由于我国大部分原油中渣油含量高而轻质油含量低，重质原油的产量不断增长，且随我国经济的快速发展，市场对轻质油的需求量又上升很快，

5、这就要求我国的炼油工业把更多的重油，特别是渣油进行深度加工。作为重油轻质化的主要手段之一，重油催化裂化得到广泛的重视。渣油中富集了大量硫化物、氮化物、沥青质大分子及金属化台物，使催化剂的作用大大降低且加工难度大，致使渣油的利用率偏低，对环境污染也较大。渣油加氢裂化是在高温、高压和催化剂存在的条件下，使渣油和氢气在催化剂表面进行催化反应，渣油分子中硫、氮和金属等有害杂质，分别与氢和硫化氢发生反应，生成硫化氢、氨和金属硫化物，同时，渣油中部分较大的分子裂解并加氢，变成分子较小的理想组份，反应生成金属的硫化物沉积在催化剂上，硫化氢和氨可回收利用，而不排放到大气中，对环境不

6、造成污染。加氢精制工艺是在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，改善油品的使用性能。加氢精制处理的油品很多，如一次加工或二次加工得到的汽油、喷气燃料、柴油等，也可处理催化裂化原料、重油或渣油等。加氢精制还具有产品质量好、液体收率高等优点。因此，加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程。催化剂技术被视为现代炼油工业的核心，简单地说就是在一定条件下，石油的成分通过催化剂转化成不同的产品。也可以说现代催化剂技术决定了石油化工业的发展。因此多年来各国都对催化剂的技术高度保密。这里值得一提的是，有这么一位科学家，

7、闵恩泽院士。他是我国炼油催化应用科学奠基人，被誉为“中国的催化剂之父”。1936年，美国人率先用催化剂加工石油，从此决定了全世界炼油技术的方向。50年代时期，中国完全没有研制催化剂的能力，当时炼油所用的催化剂依靠从前苏联进口。到了60年代初期，闫恩泽院士攻克难关研制出了我国炼油工业急需的移动床微球硅铝裂化催化剂、流化床磷酸硅藻土叠合催化剂、铂重整催化剂等一系列新型炼油催化剂，打破了国外的技术封锁，及时保证了我国航空汽油的生产。根据所用原料，催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体上，气体产率为10%~20%，汽油产率为30%~50%，由于