第八章催化裂化.ppt

第八章催化裂化第一页，共九十九页，2022年，8月28日 第一节 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 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）第二页，共九十九页，2022年，8月28日 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 ，是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油。 一、催化裂化的原料和产品主要控制指标：金属含量和残碳值反应条件： 460～530℃，2～4atm，催化剂。 第三页，共九十九页，2022年，8月28日 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%，C:H=1:0.3～1 第四页，共九十九页，2022年，8月28日 二、催化裂化的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）和催化剂性能第五页，共九十九页，2022年，8月28日 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第六页，共九十九页，2022年，8月28日 第七页，共九十九页，2022年，8月28日 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 第八页，共九十九页，2022年，8月28日 第二节 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。第九页，共九十九页，2022年，8月28日 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：第十页，共九十九页，2022年，8月28日 (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 异构烯烃的分解速度比正构烯烃快 第十一页，共九十九页，2022年，8月28日 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第十二页，共九十九页，2022年，8月28日 ③ 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。第十三页，共九十九页，2022年，8月28日 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第十四页，共九十九页，2022年，8月28日 (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 环烷烃也可以通过脱氢转化成芳烃第十五页，共九十九页，2022年，8月28日 （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很低，它们的主要反应是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭。 第十六页，共九十九页，2022年，8月28日 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