烃类裂解制乙烯催化剂研究进展
蒸汽裂解生产乙烯工艺研究
蒸汽裂解生产乙烯工艺研究摘要：蒸汽裂解工艺是乙烯生产的主要工艺，介绍了蒸汽裂解技术的发展历程和工艺流程，对SRT-VI、USC-U、GK-Ⅴ、SL-I等工艺进行对比，分析各个裂解炉的性能与操作参数，研究SW-U型裂解炉的工艺流程，对乙烯生产工艺进行探究，为蒸汽裂解生产乙烯工艺的发展奠定理论基础，实现增产的目标。
关键词：蒸汽裂解；乙烯工艺；生产技术前言：乙烯属于低碳烯烃物质，在化工领域，乙烯是极为常用的一种有机化工原料。
现阶段，主要有两种乙烯生产工艺，一种是蒸汽裂解工艺，该工艺能够形成98%的乙烯，还会形成66%的丙烯，重点对该工艺进行研究，另一种是催化裂解工艺，该工艺仅能生产32%的丙烯。
1蒸汽裂解的开发历程和工艺流程1.1开发历程1910～1941年是蒸汽裂解技术的初始阶段，美国于1941年发明了第一台蒸汽裂解炉；1960～1970年是该技术发展的第一阶段，德国发明了Pyrocrack系列裂解炉，美国发明了SRT-I裂解炉；1970～1990年是该技术发展的第二阶段，美国、荷兰发明了SRT-Ⅲ、USC以及GK-Ⅱ等，随后，美国、荷兰、中国发明了SRT-Ⅳ、GK-Ⅴ、SL-I、CBL-I等；1990年至今是该技术发展的第三阶段，逐渐分发明了SRT-X、CBL-R等，目前，已经生产出大型乙烯生产装置，该装置能够同时进行炼化，原料主要包括石脑油和乙烷等[1]。
1.2工艺流程在蒸汽裂解的过程中，需要让液化气等气体原料和石脑油等液体原料置于750～900℃的高温环境中，通过断链、脱氢、聚合、缩合、异构、焦化完成蒸汽裂解反应，形成乙烯等物质。
蒸汽裂解的主要装置是裂解炉，包括两个部分，第一个部分是对流段，原料进入之后，利用预热器进行预热，将温度升高到80℃，将预热后的原料转移到过热段，与稀释蒸汽相混合，当原料温度升高到600℃时，将原料传输到横跨段，再传入到下一个部分。
裂解炉的第二个部分是辐射段，由燃烧器、炉管等构成，通过高温烟气辐射等方式继续升温，当温度升高到800～900℃时，开始产生裂解反应，形成低碳烯烃裂解气，其中包含乙烯。
石油烃热裂解制乙烯
石油烃热裂解制乙烯摘要：综述了石油烃热裂解制取乙烯的生产技术及工艺流程。
提出了我国石油烃裂解制乙烯技术的发展方向。
关键词：乙烯；石油烃热裂解；生产技术；工艺流程引言：乙烯工业是石化工业的“龙头”,其生产规模和水平已成为衡量企业技术实力的重要标志之一。
石化工业的基本有机化工原料包括三烯和三苯,均主要产自乙烯装置,生产规模大,产品及衍生物繁多,产品链长。
因此,提高乙烯生产能力是发展石油化工新技术、新产品的重要途径。
2006年世界乙烯的生产能力为1.176亿t/a,2007年增加到1.196亿t/a[1]。
2010年世界乙烯生产能力将达到1.55亿t/a,新增3800万t/a,其中一半集中于中东[2]。
我国乙烯工业经过近50a的发展,在生产能力和技术水平上都取得了长足进步,至2009年,国内乙烯产量达 1 178.5万t/a,已成为世界上仅次于美国的乙烯生产大国。
1.石油烃热裂解生产技术石油烃热裂解为目前制取乙烯和丙烯的主流方法[3]。
高反应温度和短停留时间有利于获得尽可能高的烯烃产率，也有利于减少副产物的生成，这要求在极短的时间内向裂解反应供给大量热量. 从传热的角度，热裂解可分为直接加热裂解和间接加热裂解，前者指热源不经传热介质将热量直接传给反应物，后者则需通过传热介质(反应管壁)向反应物传递热量。
间接加热裂解的典型代表是采用管式裂解炉的蒸汽裂解技术。
目前，绝大部分乙烯都是由蒸汽裂解产出的，全世界每年采用蒸汽裂解生产的乙烯约为1.2 亿吨[4]。
作为蒸汽裂解技术的核心，管式裂解炉技术经过长期的不断改进，性能已近完善。
1.1 原料构成裂解原料种类对乙烯收率有重要影响，由于原料费用占乙烯生产70%-75%(以石脑油和轻柴油为原料)，而乙烯成本又直接影响其下游产品的成本，因此如何优选原料倍受乙烯生产者的关注[5]。
世界乙烯的原料结构见表1。
1.2 裂解炉大型化由于裂解炉占乙烯装置投资的30%左右，因此，为了适应乙烯装置大型化的技术发展趋势，各乙烯技术专利商纷纷推出新的大型化裂解炉。
催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展
催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展摘要：低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等）是非常重要的基本有机化工原料，特别是乙烯的生产能力常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志。
由于储能电池技术井喷式发展和环保要求进一步严格，电动汽车凭借行驶过程近零污染、节能、低使用成本的优势，替代燃油汽车成为不可逆转的发展趋势，随之而来将是交通用油消费量急剧下降。
因此，石油加工企业应提前布局实现由“燃油型”向“化工型”转型升级。
关键词：催化裂解制；烯烃工艺；催化剂引言低碳奥氏体是生产聚合物(聚乙烯和聚丙烯)的主要化学材料之一,也是石化工业的主要产品之一。
目前国内乙烯和丙烯供应不足,乙烯自给率约为64%,丙烯自给率约为77%,仍需大量进口。
此外,丙烯/乙烯需求比率上升,而产量比率下降。
随着化学工业的发展,对低碳奥氏体的需求迅速增长,其产量已成为经济发展的重要指标。
低碳奥氏体主要是通过热裂解或催化裂解获得的,其中热裂解技术是制造低碳奥氏体的主要技术,但热裂解反应温度高,二氧化碳排放量大;催化裂化反应温度低、目标产物收率高已成为近年来该技术的发展和应用前景。
用于生产低碳烯丙烯的原料可以是乙烷,丙烷,丁烷,也可以是轻/重型油脂,汽油,减压柴油等。
由于催化剂是影响催化裂解过程的重要因素,因此本文综述了轻质(轻油)作为低碳奥氏体催化剂生产率原料的研究进展。
1.催化性能影响因素制备方法对催化性能的影响，制备方法影响着金属颗粒在载体上的分散程度、载体与金属的相互作用力以及金属颗粒大小，从而影响催化剂的性能。
甲烷催化裂解反应中常用的制备方法有浸渍法、熔融法和共沉淀法等。
Guo等使用浸渍法和共沉淀法制备了一种由混合金属氧化物和氧化铝负载的Ni基催化剂。
研究发现与共沉淀法相比，浸渍法制备的催化剂中Ni颗粒发生了团聚。
这主要是因为在共沉淀法制备的催化剂中，Ni与载体之间的强相互作用力抑制了Ni颗粒的团聚。
Lazaro等比较了浸渍法和熔融法制备的Ni/TiO2催化剂的活性，研究发现浸渍法制备的催化剂初始活性较高，氢气产率为80%，但在反应200分钟后氢气产率迅速下降至40%。
乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展
乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解是以乙烯为主要产品的石油炼化工艺之一，广泛应用于乙烯的生产。
乙烯裂解装置在运行过程中容易出现结焦问题，结焦严重影响了装置的运行效率与经济效益。
研究和发展抑制结焦技术成为乙烯裂解装置运行的重要课题之一。
本文将介绍乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展。
结焦是指在乙烯裂解过程中，烃类化合物在高温下反应生成的碳质沉积物。
乙烯裂解是一个高温、高压的过程，烷烃和烃烯在裂解过程中发生分解、重组、异构化等多种反应，其中包括烃类分子链的脱氢、聚合和聚合物的生长等反应。
这些反应产生的碳质物质会随着裂解气体进入冷却器，并在冷却器内部的金属表面上形成结焦。
乙烯裂解装置的结焦问题主要表现为冷却器热交换管道和换热器内部的结焦。
结焦会导致管道内壁和表面缩窄甚至完全阻塞，影响乙烯的流动和传热效率，甚至引起设备的故障和爆炸。
为了解决乙烯裂解装置结焦问题，研究人员采取了多种抑制结焦的技术措施。
这些技术包括改变反应条件、添加结焦抑制剂和改进冷却器结构等。
改变反应条件可以降低结焦的程度。
研究表明，降低裂解温度、延长裂解时间和减少反应压力都可以减少结焦物质的产生。
通过优化反应物料的配比和控制反应物料的进料速率，也可以有效抑制结焦。
添加结焦抑制剂也是一种常用的抑制结焦技术。
结焦抑制剂可以减缓结焦物质的生成速度，从而延缓结焦的发生。
目前，常用的结焦抑制剂主要有金属盐类、含氮化合物和有机硅化合物等。
这些抑制剂可以与结焦物质发生化学反应，形成易挥发的产物，并阻碍结焦物质在金属表面上的生成。
改进冷却器结构也是一种有效的抑制结焦技术。
研究人员通过改变冷却器的内部结构和材料，提高冷却器的传热效率和结焦物质的清除能力。
采用高温蒸汽吹扫技术可以有效清除冷却器内部的结焦物质。
采用耐高温材料和改善冷却器内部流动的方式，也可以减少结焦的产生。
乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展主要体现在改变反应条件、添加结焦抑制剂和改进冷却器结构等方面。
烃类蒸汽裂解制乙烯技术发展回顾
石 油烃 裂解 装置 最 初 采用 天 然 气 中 回收 的 乙 烷、 丙烷 为原 料 。 以乙烷 为 裂 解 原 料 时 ， 可得 到大 约相 当于原料 量 ８％ 的 乙烯 产 品 ， 余 ２ ％则 以 ０ 其 ０
副产 甲烷 、 氢气 为 主， 而副 产丙 烯 、 四及芳烃量 碳
甚微 。 以 丙 烷 为 裂 解 原 料 时 ， 烯 收 率 约 降 低 乙
作者简介 ： 何细藕 （ ６ 一）男 ， １ ６ ， 副总工程师 ， 授级高级工程 ９ 教
师 ，９ ８ １８ 年毕业于华东化工学 院， 获工学硕士学位 。现从事裂
５％丙烯收率大幅增加 ， 四和芳烃收率也 明显 ０ 碳
着原料的重质化 ， 乙烯收率相应 降低 ， 丙烯 、 四、 碳
芳 烃 （Ｔ ） Ｂ Ｘ 收率 相应 增大 ， 副产 品 回收利 用 的份 额 随原 料 的重质 化 而越 来越 大 。 为生 产所 需 的工 业原 料 ， ２ 纪 ６ 在 ０世 ０年代 前 根据 当 时 的技 术 基 础 ， 究 和 实 践 了 一 些 生 产 乙 研 烯 、 烯 的方法 。主要 有 蓄 热 炉裂 解 、 于催 化 裂 丙 基
化技术 的流动床裂解 （Ｐ Ｔ Ｃ法、 ｕ ｉ ｕｒ ｓ Ｌｒ —Ｒ ｈｇ 沙子 ｇ ａ
炉法 、 Ａ Ｆ流动 床 法 、 ＢＳ Ｋ—Ｋ法 以及 Ｓ Ｗ 公 司 的 ＆ Ｑ ｃ反 应 系 统 ）高 温 水 蒸 汽 裂 解 等 。这 些 裂 解 技 、 术 由于 能耗 高 、 烯 、 烯 收 率 低 以及 存 在 污 染 ， 乙 丙 随着 裂解 技术 的发展 ， 目前均 已被 淘 汰 。 由于 以上 裂 解 方 法 存 在 上 述 缺 点 ， 因此 国 外
乙烯工艺新技术与进展
乙烯工艺新技术与进展乙烯是石油化工最重要的一种基本原料, 主要用于生产聚乙烯、聚氯乙烯等聚合物以及环氧乙烷、乙二醇等有机化工原料, 目前约有75 % 的石油化工产品由乙烯来生产。
目前全世界乙烯生产能力已经达到112.9055 Mt/a。
中国石油全年生产乙烯4976 kt，同比增加995 kt，完成年计划的104 %，负荷率为84.2 %，同比提高6.4 个百分点，占国内总产量17081 kt 的29.1%，同比上升3.5 个百分点。
中国石化总的乙烯公称设计能力达到10420 kt /a。
生产乙烯的方法包括: 烃类蒸汽裂解法、烃类催化裂解法、乙醇脱水、合成气合成法、丙烯歧化法等。
目前工业上乙烯生产主要采用烃类蒸汽裂解法制备, 尽管蒸汽裂解法投资大, 反应选择性差, 工艺流程复杂, 但是由于其装置规模大(目前世界上最大的乙烯联合装置生产能力达到2.812 Mt/a，采用联产法可得到多种轻质乙烯, 因此单位乙烯的生产成本与其他方法比较并不高。
据有关研究机构和专家预测, 2020 年国内原油产量将达到20 Mt, 而进口原油将达到250-270 Mt , 对外依存度将超过56 % , 甚至达到60 %左右。
因此从经济发展和国防安全考虑, 更须要开拓新的替代能源以及新的技术路线生产乙烯, 以减轻对石油的依赖程度。
1 氧化制乙烯技术1.l 乙烷脱氢乙烷制乙烯的传统方法是热裂解法, 该方法反应条件苛刻, 反应过程中生成焦炭并沉积在炉管壁上, 必须定期清焦。
为了更充分地利用乙烷资源, 近年来研究乙烷制乙烯的新工艺日益活跃, 并且取得了一定进展。
烷烃在固定床反应器中催化脱氢已实现了工业化。
20 世纪80 年代初期, 美国U OP 公司将催化脱氢与铂重整中连续再生技术相结合, 成功地开发了用于低级烷烃催化脱氢的Oleflex工艺, 该工艺用于乙烷催化脱氢, 乙烷转化率为25 % 时, 乙烯选择性达98 %一99 % 。
乙烷裂解制乙烯技术现状及发展前景
乙烷裂解制乙烯技术现状及发展前景乙烯作为非常重要的工业原料，其产量是衡量一个国家石油工业发展水平的标杆。
2018年，世界乙烯需求量大幅增长，乙烯需求量已达1.6亿t/a，预计到2023年，全球乙烯需求量将增至2.0亿t/a左右。
中国乙烯工业起步于20世纪60年代，发展半个世纪至今，中国已发展成为仅次于美国的世界第二大乙烯生产国，预计到2022年，全球新增的乙烯产能主要来自于美国和中国。
但我国完全满足乙烯自给的能力依然不足，乙烯自给缺口巨大，预计到2025年，国内的乙烯当量缺口将达到1600万t以上，每年我国还需进口相当一部分的乙烯及其衍生物来满足庞大的市场需求量。
因此，大力发展乙烯工业是符合我国时代发展进步的必然趋势。
目前国内外生产乙烯的原料主要有3种：石油、煤炭和乙烷。
石油路线采用的方法为石脑油裂解法，中国的乙烯生产主要是以石脑油裂解制乙烯和煤基路线制乙烯为主，其中以石脑油裂解法生产的乙烯最为普遍。
石脑油裂解法是石脑油在高温条件下裂化成较小的分子，这些小分子通过自由基反应形成气态轻质烯烃。
但石脑油裂解法制乙烯依然存在能耗大、装置投资成本高；裂解过程中产生的积碳需定期清理，影响生产连续性，增加乙烯生产成本；以及石脑油不同的原料品质将极大地影响后续裂解产品的收率和质量等弊端。
煤基路线制乙烯则是通过转化中低阶煤碳来合成低碳烯烃。
利用煤炭作为乙烯生产原料可以部分替代石油裂解，从而缓解油气供需不足的压力。
但该工艺涉及到的反应条件及产品分离条件比较严苛，因此该工艺的能耗较大，成本较高，根据中国石油经济技术研究院测算，2017年煤制乙烯的平均现金成本是石脑油裂解法制乙烯的2倍。
综上，我国的乙烯工业仍存在能耗较高、原料组分较重等问题。
因此，优选乙烯原料是降低乙烯生产成本的关键，同时对提高我国乙烯工业竞争力具有重要意义。
目前，乙烯原料轻质化已成为趋势，其中乙烷裂解脱氢制乙烯是乙烯原料轻质化的关注焦点。
乙烷裂解相比于传统原料裂解而言，其甲烷、丙烯、丁二烯收率低而乙烯收率高，因此乙烷裂解工艺的分离装置能耗相对较低，具有成本低、投资小、经济型强、盈利稳定性高等优势。
乙烯生产技术的研究进展
第 ｌ ５ｋ ａ 台２ ｔ 乙烯 的毫秒裂解炉 。经过不断 改 ／ 进， 毫秒炉于 ８ Ｏ年代广泛用于 Ｋ Ｕｇ 公 司设计 ｅｏ ｇ 的乙烯厂。毫秒炉与其他裂解炉相 比， 裂解炉结
Ⅳ型的多程炉管开发 为 Ｓ Ｔ—Ｖ型、 Ｒ Ｒ Ｓ Ｔ—Ｖ Ｉ
型 的 两 程 炉 管 ， 管 长 度 由 ６ 缩 短 至 ２ 炉 ０ｍ Ｏ～ ３ 相应停留时间由 ． — ． ｓ ０ｍ， ０ ４ ０ ６ 缩短至Ｏ２Ｓ ． 。 Ｓ 公 司的管 式 裂 解 炉 由早 期 西 拉 斯 裂 解 ＆Ｗ
辐 射段 进行 裂解 。 管式 裂解 炉 技 术 比较 有 代 表 性 的 单 位 有 美 国 Ｌｍｍ ｓ 司 、＆ 公 司 、 国 Ｌｎｅ公 司 、 ｕ ｕ公 ＳＷ 德 ｉｄ 荷 兰 Ｋ Ｉ 司（ Ｔ公 现被 法 国德 西 尼 布公 司收 购 ）美 、
国凯洛格 （ ｅｏｇ 公 司及其 与布朗路特公 司合 Ｋ ￣ｇ ）
水 平 、 技水 平 和综合 经济 实力 的重 要标 志 。 科 目前 ， 乙烯生 产 工 业 上 主要 采 用 蒸 汽 裂 解 技
ｒｃ２—２及 Ｐｒｃａｋ 一１型 。炉 管 长 度缩 短 至 ａｋ ｙｏｒｃｌ ２ ０～３ 停 留时 间 由０４— ． 缩短 至Ｏ ２Ｓ ０ｍ， ． ０ ６ｓ ． 。
收稿 日期 ：０ ０— ３— ２ ２１ ０ ０。 作者简介 ： 东 军 ， 士 ， 王 硕 主要 从 事 乙烯 裂 解 方 面 的 技 术 研究 。
术， 还有催化裂解技术 ， 世界各国都在大力支持发
展新 的乙烯 生产技 术 ， 如天然 气制 乙烯技 术 、 厂 炼
荷兰国际动力学技术公司（ Ｔ ） Ｋ ｒ 乙烯装置裂
解 炉为 Ｓ Ｄ型 ， 解 反 应 停 留 时 间 为０６— ． 。 裂 ． ０ ８Ｓ １６ ９３年 以 前 Ｓ 型 炉 辐 射 炉 管 为 水 平 直 管 ， Ｄ １６－ １６ 展 为 垂 直 布 置 不 变 径 多 程 管 （ ９３ ９７发 ＭＫ 型 ）１６ － １７ 用 变径 管 ， ，９７ ９０采 而后 研 发 了梯 度 动 力 学裂解 炉 。Ｇ 型 炉 反 应 管 为 分 枝 式 炉 管 ， Ｋ 有 Ｇ Ｋ—Ｉ型 和 Ｇ Ｋ一 Ⅱ型 ， 反应 停 留时 间 由０４ｓ ． 缩 短 到０ ２Ｓ 内 。 由 Ｇ ． 以 Ｋ— Ｉ型 和 Ｇ Ｋ一 Ⅱ型研 发 的Ｇ Ｋ—Ｖ型 裂解 炉 ， 采用 双程 分 枝 变径 管 。第 ｌ 程 炉管 为 ２根 小 管 径 炉 管 ， ２程 炉 管 为 １根 大 第 管径 炉管 。 由 ＭＫ型炉 管发展 出适合 气 体裂 解 的 Ｓ ＭＫ型炉 ， 炉 管 排 列 为 １…１ １ １停 留时 间 其 ，
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08化工一班学号 08206040118 姓名李海生烃类裂解制乙烯催化剂研究进展摘要：综述了烃类裂解制乙烯的生产主要采用蒸汽裂解法和烃类裂解制乙烯酸性催化剂研究，介绍了金属氧化物、复合金属氧化物、金属盐类催化剂以及引用较多L酸中心的酸性分子筛催化剂，同时给出了各种催化剂所达到的收率、选择性、反应温度及其它工艺条件.讨论了烃类催化裂解制乙烯的反应机理和特点,从理论上分析了高温、蒸汽和有较多L酸中心的酸性分子筛催化剂对乙烯收率的影响,并提出了开发建议.关键词：烃类裂解乙烯催化剂裂解反应规律：按反应进行的先后顺序，可以将反应划分为一次反应和二次反应。
一次反应即由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应。
二次反应主要是指由一次反应生成的低级烃进一步反应生成多种产物，直至最后生成焦或碳的反应。
显然，二次反应不仅降低低级烯烃的收率，而且生成的碳和焦会堵塞管道和设备，是不希望发生的反应。
烃类裂解反应机理和动力学：（1）链引发——这是裂解反应的开始，烷烃引发主要是断裂C-C键，而对C-H键的引发较小。
（2）链的增长反应一一可分为两种反应，即自由基的分解反应和自由基的夺氢反应。
（3）链终止反应—一自由基与自由基结合成分子的反应。
乙烯的生产主要采用蒸汽裂解法，其产量超过总产量的90％，因而，对其新工艺、新设备的研究、新材料的应用、过程的优化配置等方面倍受关注，不断推出原料适应性强、乙烯收率和热效率高的新型蒸汽裂解炉。
目前，石脑油裂解温度已提高到840～860℃，单程小直径炉管裂解温度巳提高到900℃，石脑油裂解单程乙烯收率提高到28％～35％。
由于蒸汽裂解法技术已日臻完善，可改进的余地并不大，加上该法反应温度高、所用耐高温合金材料昂贵、耗能高、易结焦、以及原料要求苛刻(轻质原料油)，所以近年来，催化工作者将更多的注意力转向用其他新技术生产乙烯的研究，包括催化裂解制乙烯技术、甲烷氧化偶联技术、乙烷氧化脱氢技术、炼厂干气选择氧化技术、天然气经甲醇或二甲醚制低碳烯烃技术等。
这些技术的目的在于优化乙烯原料资源配置，从天然气到重油(渣油)各种烃类都得到充分利用，并节能降耗，降低乙烯成本，提高乙烯收率。
催化裂解制乙烯是在高温蒸汽和酸性催化剂存在下，烃类裂解生成乙烯等低碳烯烃的技术。
该过程是以自由基反应为主，伴随着碳正离子反应，因而比蒸汽裂解反应温度低。
通过对固体酸催化剂的改性，可选择性地裂解生成以乙烯为主的低碳烯烃，收率在50％以上，从而突破传统的催化裂化生产液相产品为主的技术路线。
催化裂解制取低碳烯烃的研究始于上世纪60年代，到80年代仅有前苏联半工业化生产试验的报道，以及2000年日本工业化报道。
石油化工科学研究院从80年代中期开始了重油催化裂解制丙烯技术，近年来又开始研究重油催化裂解制乙烯技术，也有相当的进展。
洛阳石油化工工程公司炼制研究所于80年代末开展了对重油直接催化裂化制乙烯工艺和催化剂的研究工作，现已进入工业化试验阶段。
烃类催化裂解制轻烯烃是一种有吸引力的技术，到目前为止，国内外已发表了许多研究结果和专利，其研究的目标如下：(1)提高烯烃的选择性以减少原料消耗；(2)降低反应温度，降低烯烃生产的能耗；(3)增加裂解反应产品分布的灵活性，不但可提高乙烯收率，亦可增加丙烯收率；(4)提高乙烯装置对原料的适应性，提供能加工重质烃类馏分生产轻烯烃的技术，因为重烃直接用于管式炉热裂解是很困难的。
催化裂解主要致力于催化剂的开发，此类催化剂应具有高活性和选择性以及低的氢转移活性，既要保证比热裂解过程中的乙烯等低级不饱和化合物收率更高，甲烷和液体产物更低，同时还要具有高稳定性和强度，而且应结焦少，以保证长周期运转。
国外催化裂解制乙烯专利中申请的催化剂大致可分为三大类：(1)无定性和结晶型硅铝酸盐类常规裂解催化剂；(2)碱或碱土金属铝酸盐化合物；(3)在不同载体上载有不同金属氧化物的催化剂，载体有氧化铝、浮石及无定性和结晶型(沸石)硅酸铝等。
烃类裂解制乙烯非酸性催化剂烃类裂解制乙烯研究工作始于二十世纪60年代，研究核心是开发合适的催化剂，揭示非均相裂解机理及载体与催化剂之间的相互影响。
各种催化剂在700～750℃间可获得高乙烯收率，重点是解决催化剂的稳定性和结焦后催化剂的再生问题。
有文献报道，以钒酸钾为催化剂，比表面积小(<1m2／g)、氧化硼改性的α—氧化铝大孔陶瓷(孔径10、15μm)为载体，所用的原料为沸程42～180℃的直馏汽油、汽油—催化重整抽余油(40～150℃)和宽馏份轻烃，进行了半工业试验研究。
结果表明：(1)该催化剂适用于各种馏分和组成的气体和裂解原料。
(2)催化剂加速了烃类裂解，提高了乙烯选择性，与热裂解相比活化能降低60～80kJ/mol。
(3)催化裂解按自由基机理和按均相—非均相机理进行，一次断裂键为均相和非均相，二次转化主要为非均相反应。
(4)汽油在空速3～3.5h-1、稀释蒸汽(质量分数)60％～75％条件裂解时，适宜的裂解温度为780～785℃，丙烯在760℃达到峰值；停留时间为0.1～0.2s时乙烯、丙烯收率最高。
可见，其最佳裂解温度比热裂解要低30～60℃。
(5)汽油裂解运行2000h，焦炭为12％(以催化剂计)，此结焦量可与热裂解过程的结焦情况相比拟。
(6)催化剂在最佳条件下运行5000h，未发现催化剂活性下降，可见稳定性很好。
(7)催化剂总使用寿命为3年，再生周期为1500～2000h，可用含少量氧的蒸汽—空气再生，再生时间为24～30h。
前苏联古比雪夫合成醇厂将原处理量为4t汽油/h的高温热裂解炉改为催化裂解炉后，裂解温度由830℃降为780～790℃，停留时间从O.6～0.7s缩短至0.1～0.2s，而乙烯收率从26％提高到34.5％，丙烯收率从14.6％增加到17.5％。
HCC工艺借鉴了成熟的重油催化裂化工艺技术，采用提升管反应器（或下行管式反应器）来实现高温(660～700℃)、短接触时间(<2s)的工艺要求，所用的催化剂可选自SiO2、Al203、MgO、CaO、BaO、ZrO2、MnO2、TiO2化合物及其混合物。
也可采用经碱性或碱土金属氧化物改性的硅酸铝(天然的或人工的)。
此外，还可以加入部分八面沸石或经Ⅷ族、ⅦB族、ⅥB 族金属离子交换的八面沸石。
为了满足HCC工艺的要求，该催化剂必须具有较好的裂化活性、裂解选择性和焦炭选择性，适当的孔体积、孔径分布和比表面积及较强的抗重金属污染的能力，良好的机械强度、水热稳定性和流态化性能。
在中型提升管试验装置上，用LCM-5放大样品考察四种重质原料油的裂解性能。
在优化工艺条件下的裂解试验结果表明，三种渣油中，ATB－1的裂解性能最好，在相对缓和的工艺条件下，乙烯产率25.95％，丙烯产率14.09％，C2～C4总烯烃产率达到46.64％。
另外两种渣油的裂解性能略差。
试验选用的直馏馏分油的乙烯和丙烯产率分别达到27.74％和15.77％，C2～C4总烯烃产率达到53.63％。
对照原料油性质可知，重油裂解与轻质油裂解相似，也存在原料油性质的影响，随着原料油BMCI值的增加，乙烯及总烯烃产率呈下降趋势。
烃类裂解制乙烯酸性催化剂研究最近，日本材料与化学研究所和日本国家石油化学公司用负载于沸石上的镧催化剂，小试乙烯和丙烯的总收率达到61％，在3000t/a装置上的裂解条件为650℃和0.1～0.2MPa，裂解温度比传统热裂解的820℃低，能耗降低20％。
有文献将具有ZSM-5结构的沸石催化剂应用于催化裂解制乙烯工艺，并在此方面获得了有吸引力的较系统的研究结果。
由此看来，在催化剂中适当增加合适种类的沸石，再辅以金属或金属氧化物改性，是催化裂解制乙烯催化剂的发展方向。
有文献还报道说，进一步选用了具有MFI结构的五元环高硅沸石ZRP(具有与ZSM-5相同的结构)作为催化裂解催化剂的活性组分。
ZRP-1是一种含稀土的五元环沸石，已被成功应用在催化裂解制丙烯的DCC工艺中，ZRP-3是一种含稀土且硅铝比比ZBP-1高1倍左右的五元环沸石。
在小型固定流化床反应装置上，采用大庆蜡油为原料，在反应温度680℃、剂油比10、质量空速10h-1操作条件下，进行了含ZRP-3和ZRP-1催化剂的对比试验。
结果显示，含ZRP-3催化剂的乙烯产率、乙烯选择性和乙烯/丙烯比都明显高于ZRP-1对比剂。
这是由于ZRP－3沸石不含稀土，进一步降低了催化剂的氢转移反应活性，提高了催化剂的烯烃选择性。
因此，ZRP－3沸石适合作为催化热裂解催化剂的基础活性组分。
为了进一步提高催化剂的乙烯选择性，用钙和镁碱金属离子对ZRP－3沸石进行改性，对三种催化剂进行了对比评价。
结果表明，与ZRP－3相比，经钙改性的催化剂的乙烯产率、乙烯选择性和乙烯／丙烯比变化不明显，而经镁改性的催化剂的乙烯产率、乙烯选择性和乙烯／丙烯比明显提高。
ZRP-3沸石经碱土金属离子改性后，沸石的酸性和酸中心分布发生了变化。
用吡啶—红外光谱法测定经800℃、100％水蒸气老化处理4h后沸石样品的酸性数据可知，钙离子改性ZRP-3沸石的L酸／B酸比与母沸石ZRP-3相近，但镁离子改性ZRP-3沸石的L酸／B酸比是母沸石ZRP-3的1.5倍。
这进一步证明了L酸对提高乙烯收率有显著作用。
将不同含量的氧化镁和一定量的基质、粘接剂和Mg／ZRP-3沸石混合制浆制备成催化剂，考察碱土金属含量对催化剂裂解性能的影响。
结果表明，随着催化剂中氧化镁含量的增加，乙烯和丙烯的产率也随之增加，其中乙烯的增加幅度更大。
这主要是因为氧化镁的加入，促进了自由基反应，从而使乙烯产率大幅度提高。
催化裂解催化剂有良好的水热稳定性、较多的L酸中心和低的氢转移活性。
选取了以L 酸为主的3种分子筛催化剂，即CPC—I、CPC-2和CPC-3，作为催化裂解制乙烯催化剂，用一种石蜡基原料油进行了催化裂解对比试验。
结果证实，选择含有较多L酸中心而氢转移活性又低的分子筛催化剂可以突破常规以B酸为主的催化剂而增加自由基反应，多产乙烯。
在中型提升管反应装置上，以大庆蜡油掺30％减压渣油为原料，采用CEP催化剂，在提升管出口温度为620℃、剂油质量比为22.5、提升管停留时间为2.1s、再生催化剂与油接触前的温度为750℃条件下进行催化热裂解试验，可以得到24.27％的乙烯和14.70％的丙烯。
CEP的反应温度比洛阳和日本的反应温度有明显的下降，说明改性的ZSM-5沸石在降低反应温度提高乙烯方面确实效果显著。
有文献详细研究了ZSM-5沸石引入不同过渡金属对催化裂解制乙烯反应的影响。
他们将Ag、Co、Cr、Ti、Cu等以氧化物形式引入到HZSM-5沸石中，使催化剂具有氧化还原和酸性的双功能，并在轻油微反应活性评价装置上评价这些催化剂的催化裂解性能，反应温度为650℃，催化装置为5.0g，进油量1.56g，剂油质量比3.2g，质量空速16h-1。