催化裂化的原料和产品及催化剂

催化裂化的原料和产品及催化剂

一、催化裂化的原料

催化裂化的原料范围广泛，可分为馏分油和渣油两大类。馏分油主要是直流减压馏分油（VGO），馏程350~500℃，也包括少量的二次加工馏分油如焦化蜡油等；渣油主要是减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工，其掺入的比例主要是受制于原料的金属含量和残炭值。对于一些金属含量很低的石蜡基原油也可以直接用常压重油作为原料。

通常评价催化裂化原料的指标有馏分组成、特性因数K值、相对密度、苯胺点、残炭、含硫量、含氮量、金属含量等。

（一）馏分组成

对于饱和烃类为主要成分的直流馏分油来说，馏分越重越容易分裂所需条件越缓和，且残炭产率也越高，对于芳烃含量较高的渣油并不服从此规律。对于重质原料，密度只要小于0.92g/cm3 ，对馏程无限制。

（二）烃类族组成

含环烷烃多的原料容易裂解，液化气和汽油产率高，汽油辛烷值也高是理想的催化裂化原料。含烷烃多的原料也容易裂化，但气体产率高，汽油产率和辛烷值较低含芳烃多的原料，难裂化，汽油产率更低，液化气产率也低，且生焦多，生焦量与进料的化学组成有关。烃的生焦能力：芳烃＞烯烃＞环烷烃＞烷烃。

（三）残炭

残炭值反映了原料中生焦物质的多少。残炭值越大，焦产率就越高。馏分油原料的残炭值一般不大于0.4﹪，而渣油的残炭值较高，一般都在0.4﹪以上，致使焦炭产率高达10﹪（质）左右，热量过剩，因此解决取热问题是实现渣油催化裂化的关键之一。目前我国已有装置能处理残炭量高达7%~8%的劣质原料。

（四）含硫、含氮化合物

含硫量会影响裂化的转化率、产品选择性和产品质量。硫含量增加，转化率下降，汽油产率下降，气体产率产率增加。

原料中的含氮化合物，特别是碱性含氮化合物能强烈的吸附在催化剂表面，中和酸性中心，是催化剂活性下降；中性氮化物进入裂化产物会使油品安定性下降。

（五）金属

金属包括碱性金属钠和铁、镍、钒、铜等重金属。它们大都以有机化合物的形式存在，分为挥发和不挥发两种。前者相当于一个平均沸点约620℃的化合物，在碱性蒸馏时可能被携带进入作为催化裂化原料的减压馏分油中。不可挥发的重金属化合物作为一种胶体存在于渣油中。所以渣油以及来自焦化、减粘裂化和脱沥青等装置的油料中重金属含量都比较高，比馏分油高几十倍，甚至几百倍。

二、产品

催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。

（一）气体

在一般工业条件下，气体产率约为10%~20%，其中含有H2、H2S 和C1~C4 等组分。C1~C2的气体叫干气，约占气体总量的10%~20%，其余C3~C4 气体叫液化气（或液态烃），其中烃含量可达50%左右。

干气中含有10%~20%的乙烯，它不仅可作为燃料，还可做生产乙苯、制氢等的原料。

液化气中含有丙烯、丁烯，是宝贵的石油化工原料和合成高辛烷值汽油的原料；丙烷、丁烷可制取乙烯的裂解原料，也是渣油脱沥青的溶剂。同时，液化气也是重要的民用燃料气来源。

（二）液体产物

汽油：汽油产率约为30%~60%，其研究法辛烷值月80~90，又因催化汽油所含烯烃中，α-烯烃很少，且基本不含二烯烃，所以安定性较好。

柴油：柴油产率约为0~40%，因含有较多的芳烃，所以辛烷值较

直馏柴油低，由重油催化裂化得到的柴油的十六辛烷值更低，只有25~35，且安定性很差，这类柴油需要经过加氢处理，或与质量好的直馏柴油调和后才能符合轻柴油的质量要求。

重柴油（回炼油）：是馏程在350℃以上的组分，可做回炼油返回到反应器内，以提高轻油收率，但因其含芳烃多（35%~40%）使生焦率增加，不回炼时就以重柴油产品出装置，也可作为商品燃料油的调和组分。

油浆：油浆的产率约为5%~10%，是从催化裂化分馏塔底得到的渣油，含少量催化剂细粉，可以送回反应器回炼以回收催化剂，但油浆含多环芳烃而容易生焦，在掺炼渣油时为降低生焦率要向外排出一部分油浆。油浆经沉淀除去催化剂粉称为澄清油，因多环芳烃含量较大（50%~80%），所以是制造真焦的好原料，或作为商品燃料油的调和组分，也可作为加氢裂化的原料。

（三）焦炭

焦炭产率约为5%~7%，重油催化裂化的焦炭产率可达8%~10%。焦炭是缩合产物，它沉积在催化剂表面上，使催化剂丧失活性，所以要用空气将其烧去使催化剂恢复活性，而焦炭不能作为产品分离出来。