石油化学催化裂化课件.ppt

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1、第三节石油催化裂化CatalyticCracking石油化学1概述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轻质化石油炼制工艺①提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品；增加品种，提高产品质量。目的②石油炼制工艺3原油一次加工常减压蒸馏：只可得10～40%的汽油、煤油、柴油等轻质油品，其余为重质馏分和渣油。原油二次加工催化裂化：重质油轻质化的过程。催化重整：生产高辛烷值汽油及轻芳烃。催化加氢：石油馏分在氢气存在下催化加工的过程。产品精制：提高产品质量，满足产品规格要求。原油一次加工常减压蒸馏：只可得10～40%的汽油、煤油、柴油等轻质

2、油品，其余为重质馏分和渣油。原油二次加工催化裂化：重质油轻质化的过程。催化重整：生产高辛烷值汽油及轻芳烃。催化加氢：石油馏分在氢气存在下催化加工的过程。产品精制：提高产品质量，满足产品规格要求。一、催化裂化在炼油过程中的地位催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质馏分和渣油的核心技术。我国车用汽油70--80%是来自催化裂化汽油；柴油产量的30％以上来自催化裂化；炼油企业中一半以上的效益依靠催化裂化。原料条件产品减压馏分油、焦化柴油和蜡油等常压重油、减渣或脱沥青油常压、450℃~510℃、催化剂气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭原料产品条件(二)、定义催化裂化主要控制指标：金属含量

3、和残碳值7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%，C:H=1:0.3～1产品分布及特点：8FixedBedMovingBed催化裂化自1936年实现工业化至今经历了四个阶段：固定床、移动床、流化床和提升管。（三）、催化裂化的发展历程9在全世界催化裂化装置的总加工能力中，提升管催化裂化已占绝大多数。FluidBedLiftPipe10①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

4、和计算机应用催化裂化技术发展方向11（四）石油烃类的催化裂化反应一、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：生成小分子的烷烃和烯烃，生成的烷烃还可以进一步分解成更小的分子。12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：烷烃反应特点：13(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，遵循以下规律：(与烷烃相似）烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多大分子的烯烃分解反应速度比小分子快异构烯烃的

5、分解速度比正构烯烃快14氢转移反应供氢剂受氢剂放热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。异构化反应Ⅲ.烯烃空间结构的变化Ⅰ.分子骨架结构改变，正构烯烃变成异构烯烃Ⅱ.分子中的双键向中间方向移动16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环烷烃也可以通过脱氢转化成芳烃17④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18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很低，它们的主要反应是缩合成稠环芳

6、烃，最后生成焦炭。19原料中间物产物烷烃&异构烷烃烷烃裂化环烷烃烯烃芳香烃烯烃异构烯烃芳香烃焦炭裂化缩合聚合芳构化异构化裂化各种烃类催化裂化反应网络示意图H-转移裂化20主要反应1.异构化反应2.芳构化反应3.氢转移反应4.裂解反应异构化反应使反品种异构烃含量增加芳构化反应使产品中芳烃的含量增加氢转移反应是造成催化裂化汽油饱和度较高的主要原因21气-固非均相催化反应过程外扩散原料分子由主气流扩散到催化剂外表面内扩散原料分子由催化剂外表面扩散到内表面吸附原料分子在催化剂内表面吸附反应原料分子反应生成产物脱附产物分子从催化剂内表面脱附内扩散产物分子从催化剂内表面扩散到外表面外扩

7、散产物分子由催化剂外表面扩散到主气流反应先决条件构成表面化学反应FCC反应的控制步骤1．各类烃的竞争吸附和对反应的阻滞作用烃类反应的先决条件是：原料必须被吸附在催化剂表面上各种烃类在催化剂表面上的吸附能力：稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>带烷基侧链的单环芳烃>环烷烃>烷烃各种烃类在催化剂表面上的化学反应速度大小：烯烃>大分子单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃及环烷烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃23认识这个特点对指导生产有实际意义：选择合适的催化原料对芳香基原料或催化裂化油浆则应选择合适的反应条件或者先通