催化裂化课件.ppt

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1、第三章催化裂化第一节概述CatalyticCracking9/8/20211石油炼制工程燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品？重质油转化为轻质油从大分子分解为较小的分子主要依靠分解反应（热反应和催化反应）从低H/C的组成转化成较高H/C的组成脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）加氢（加氢裂化）9/8/20212石油炼制工程催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化的核心工艺催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段催化裂化于1936年实现工业化催化裂化原料：重质馏分油(减压馏

2、分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青渣油主要控制指标：金属含量和残碳值一、催化裂化的原料和产品9/8/20213石油炼制工程Ni+V：不大于20PPm残碳：不大于6%反应条件：温度为460～530℃，压力2～4atm，有催化剂存在产品分布及特点：气体:10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高汽油:产率在30～60%之间，ON高，RON可达90左右柴油:产率在0～40%，CN较低，需调和或精制油浆：产率在0～10%焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～19/8/20214石油炼制工程二、催化裂化的

3、发展过程催化裂化反应：吸热过程再生：放热过程催化裂化反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物缩合反应生成焦炭技术发展：反应-再生型式（工艺）和催化剂性能两个方面9/8/20215石油炼制工程催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：1．天然白土和固定床催化裂化2．合成硅铝催化剂和移动床催化裂化①移动床催化裂化②流化床催化裂化3．分子筛催化剂和提升管催化裂化9/8/20216石油炼制工程9/8/20217石油炼制工程催化裂化技术今后的发展方向：①加工重质原料②降低能耗③减少环境污染④适应多种生产需要的催化剂和工艺⑤过程模拟和计算机应用9/8/20218石油

4、炼制工程第二节石油烃类的催化裂化反应9/8/20219石油炼制工程石油馏分在固体催化剂上进行的催化反应是一个复杂的物理化学过程，这种复杂性表现在两个方面：石油馏分是由各族烃类组成，各种单体烃分别进行多种反应，并且互相影响；烃类在固体催化剂上的反应不仅与化学过程有关，而且还与原料分子与产物分子在催化剂上的吸附、扩散等传递过程有关。9/8/202110石油炼制工程一、单体烃的催化裂化反应1．各类单体烃的裂化反应(1).烷烃烷烃主要发生分解反应，例如：9/8/202111石油炼制工程烷烃的分解多从中间的C-C键断裂，而且分子量越大越易断裂，反应速度也越快

5、n-C7H16:n-C12H26:n-C16H34=1:6:11异构烷烃的反应速度比正构烷烃快烷烃分解时，分子中碳链两端的碳碳键很少发生分解烷烃的裂化可写成通式：9/8/202112石油炼制工程(2)烯烃烯烃是一次分解反应的产物，很活泼，反应速度快，在催化裂化过程中是一个重要的中间产物和最终产物①分解反应烯烃发生的主要反应烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多遵循以下规律：(与烷烃相似）大分子的烯烃分解反应速度比小分子快；异构烯烃的分解速度比正构烯烃快9/8/202113石油炼制工程②异构化反应Ⅰ.分子骨架结构改变，正构烯烃变成异构烯烃Ⅱ.分子中的

6、双键向中间方向移动Ⅲ.烯烃空间结构的变化9/8/202114石油炼制工程③氢转移反应氢转移反应是催化裂化反应所特有的反应，是造成催化裂化汽油饱和程度高的主要原因④环化反应和芳构化反应烯烃可环化成环烷烃并脱氢成为芳烃供氢剂受氢剂放热9/8/202115石油炼制工程(3)环烷烃①环烷烃的环可以断裂成烯烃，烯烃再继续上述的各反应环烷烃的结构中有叔碳原子，分解反应速度较快②环烷烃也可以通过氢转移反应转化成芳烃9/8/202116石油炼制工程(4）芳香烃连接在苯核上的烷基侧链易断裂成小分子的烯烃，而且断裂位置主要位于侧链同苯核连接的键上多环芳烃的裂化反应速度

7、很低，它们的主要反应是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭9/8/202117石油炼制工程说明三点：1)裂化反应最主要、最重要的反应，对整个反应的热力学和动力学起决定作用，催化裂化由此得名2)氢转移反应特征反应，反应速度不快，较低温度有利。氢转移反应的结果是使生成物中的一部分烯烃饱和，这是FCC产品饱和度较高的根本原因！9/8/202118石油炼制工程3)芳构化反应反应能力较弱，汽油ON的提高主要靠裂化和异构化反应辛烷值大小顺序：芳烃、异构烯烃>异构烷烃、烯烃>环烷烃>正构烷烃9/8/202119石油炼制工程二、石油馏分的催化裂化前面从单体烃角度，讨论了催

8、化裂化过程中发生的主要化学反应和反应机理，但这些研究还不能解决一些生产实际问题（如原料生焦）。因催化原料毕竟不是单体烃，而