催化裂解和催化裂化的不同点
石油炼制名词解释

名词解释:1.催化裂化:催化裂化是在0.1~0.3MPa、500℃左右的温度及催化剂作用下,重质原料油发生以裂解为主的一系列化学反应,转化为气体、汽油、柴油、油浆及焦炭的工艺过程。
2.催化剂活性:催化剂的活性就是能加快反应速度的性能。
3.二次燃烧:由过剩O2含量太高,再生器密相床烧焦产生的CO在稀相段或集气室燃烧,放出大量热量而烧坏设备。
4氢转移反应:某烃分子上的氢脱下来立即加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
5碳堆积:再生器烧焦能力低或供氧不足,反应生成的焦炭烧为完全,使催化剂活性及选择性下降,又至使反应时生焦量增大,再生器烧焦更不完全,这样造成恶性循环,使催化剂上焦炭迅速增大,这就是碳堆积。
简答题1.简述催化裂化的化学反应分解反应、异构化反应,氢转移反应,烷基化反应,芳构化反应,烷基化反应、生焦反应2.列出芳烃转化的催化剂种类有酸性催化剂和固体酸,固体酸又分为浸附在适当载体上的质子酸;浸附在适当酸性卤化物,混合氧化物催化剂,贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂;分子筛催化剂3.C8芳烃异构化反应所用的催化剂无定型SiO2-Al2O3催化剂,负载型铂催化剂。
ZSM催化剂,HF-BF3催化剂4.简述目前工业上分离对二甲苯的方法?答:深冷结晶法,络合分离法,吸附分离法5.简述开发芳烃转化工艺的原因不同来源的各种芳烃馏分组成是不同的,能得到各种芳烃的产量也不同,因此如果仅从这里取得芳烃,必然导致供需矛盾,所以用该工艺调节芳烃产量为什么催化裂化产物中少C1、C2,多C3、C4?正碳离子分解时不生成<C3、C4的更小正碳离子。
为什么催化裂化产物中多异构烃?伯、仲正碳离子稳定性差,易转化为叔正碳离子。
为什么催化裂化产物中多β烯烃?伯正碳离子易转为仲正碳离子,放出H+形成β烯烃。
催化裂化的原料和产品有什么特点?答:主要原料有:直馏馏分油、常压渣油、脱沥青油、焦化蜡油、减压渣油等。
主要产品有液化气、汽油、柴油、油浆等。
催化裂化与催化裂解(李春义)

1.前言--工艺技术发展概况
移动床催化裂化(TCC)
采用3~5mm的球形催化剂,靠重力从反应器部分移动到再生器部分,再 生剂再用空气提升到固体-空气分离器,催化剂再靠重力进入反应器。 有一个小的侧线,通过扬析除去磨损产生的细粉。 与固定床相比,TCC规模也可以很大,解决了固定床反应器催化剂活性 不断变化的问题。 虽然TCC已经退出了催化裂化的历史舞台,但在其它炼油过程方面,仍 然发挥着作用,如UOP公司的连续催化重整(CCR)和Oleflex脱氢过程。 TCC装置结构复杂。催化剂颗粒较大,再生温度不能超过675oC,要求再 生器和催化剂藏量都比较大。再生器热量较难传到反应器,再生器不得 不靠发生蒸汽来降温,原料必须进行气化。 TCC技术在大规模操作方面与FCC过程无法相比。
1.前言--流化催化裂化(FCC)发展概况
FCC的优点
烟气 再生器 再生剂 料斗 待生剂 料斗 分馏塔 汽油 加热油 重瓦斯油 原料 油气 塔底油 鼓风机
可以用小颗粒催化剂,消除了 内扩散的影响; 固体催化剂循环速率可以在较 宽的范围内调节,操作灵活; 流体与固体可以迅速混合,并 且固体的快速运动极大地改善 了传热效果。
1.前言--催化剂发展概况
80
催化活抗Ni、V污染性能的变化
催化剂微反活性,%
60
未 来 的
40
催 化 剂
♣ 从1980年,在美国的 催化裂化中开始掺渣, 在1989~1990年间催 化裂化原料控制 Conradson残碳在5%, Ni+V为10g/g以下。 目前,这些指标有的 几乎翻倍。
剂 化 催 性 择 选 炭 焦 化剂 属 属催 金 抗 抗金 剂 催化 超稳 化剂 化催 油裂 瓦斯
现代石油加工题

1、清洁汽油生产技术是世界炼油技术关注的问题,不包括__D__。
A、降低汽油硫含量B、降低汽油烯烃含量C、降低汽油苯含量D、降低汽油辛烷值2、重油催化裂化是我国炼油的关键技术问题,在__A__方面处于世界先进水平。
A、催化裂化催化剂B、单套装置处理量C、操作周期D、能耗与水耗1、硫在石油中的存在形态包括元素硫、____、____和热稳定性硫。
2、含硫化合物在直馏汽油中以____和____为主,在中间馏分中主要是硫醚和噻吩类,在高沸点馏分中主要是____、____及其同系物。
3、氮在石油中的存在形态包括____和____,氧在石油中的存在形态包括____和____。
4、石油中的含氮化合物按照其酸碱性分为____和____两大类。
一般来说,在较轻的馏分中的氮主要是____,而在较重的馏分及渣油中的氮则主要是____。
5、石油中的氧元素是以有机含氧化合物的形式存在的,包括____和____,其中____包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类,总称____。
6、石油中的微量元素包括____、____、碱土金属、卤素和其它元素。
7、原油中的微量元素主要存在于_____馏分中。
8、车用汽油产品的基本性质要求包括低____、低____、低____、高____。
9、车用柴油产品的基本性质要求包括低____、低____、低____、高____。
10、重油轻质化工艺包括____、____和____。
11、化工原料生产工艺包括____、____和____。
12、原油加工方案的基本类型包括____、____和____。
13、稠油的渣油中蜡含量低、胶质及沥青质含量高,是生产优质____的原料。
14、稠油的凝点低,可考虑生产低凝点____及对粘温性质要求不高的较低凝点____等。
15、新世纪炼油厂的生产模式包括____、____、____和气电一体化模式。
16、清洁燃料型炼油厂的含义包括____的清洁化和____的清洁化。
17、____和____是商品汽油的理想调和组分。
催化裂化、催化裂解、热裂解技术对比

催化裂化.催化裂解、催化重整.加氢精制与裂解.芳桂抽提技术总结DCC (催化裂解)DCC的操作有两种不同的方式:最大量生产丙烯(工型)以及最大量生产异构DCC-I510-5S0 'C伟创石油化工设计有限公司,如有问题请加qql503261405中国石化石油化工科学研究院达到60%目前国内已经开匚生产的MCC有两套,还有一套装置年内也要开匸。
上海河图石化丄程有限公司的技术•简单地说多产烯烧并不准确•汽油提升管主要功能是将催化汽油中的r⅛碳烯烧转换成低碳烯烧•提r⅛液化气产址和碳三、碳四烯烧收率。
另一个功能是汽油沉降湍的待生催化剂循环至重油提升管降低催化剂温度从而提r⅛重油提升管的剂油比。
山东齐旺达集团海仲石化有一套60万吨的HCC.生产液化气.干气、轻芳烧、中芳烧联产芳烧的催化裂化技术(MCC)以重油加石脑油进料,联产丙稀.芳烧(苯、甲苯和二甲苯)和溶剂油~~DCC工艺是常规FeC操作与蒸汽裂解的组合。
其工艺条件比FCC苛刻,深度催化装化(DCC)匚艺又称催化裂解工艺,它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。
DCC装宜在538-582Γx 10%-30%蒸汽条件下操作,而FCC装宜在 493~549<∖ 1%~3%蒸汽条件下操作。
DCC操作采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烧石脑油。
该技术最大址生产丙烯(工型)使用RlPP开发的专利沸石催化剂QCC(匸型)丄艺可生产20%丙烯,而FCC匸艺的丙烯产率为5%左右.MGG J:艺也是RIPP研究开发的一项藝产液化气和汽汕的催化转化工艺,采用具有特殊反应性能的RMG催化剂,在反应温度DCC-I 510-580、C DCe-II500-530 'C反应压力0.15 - 0.35MPA的条件下,丙烯产率可达9%(质).RIPP在DCC和MGG丄艺的基础上开发f MlO工艺,该匸艺可最大量生产界构烯烧和商辛烷值汽油,兰炼釆用MK)工艺后,丙烯产率达Iwo(质),异丁烯和异戊烯的产率可达10%(质)∙RIP],与长炼合作开发了以一 1助气剂,以一 1助气剂具有强度高,适应性强,产气量大,气体烯炷度和异构化程度高及汽油辛烷值增加的特点,长炼两套頊油催多)•但前者不产汽油.重油加石脑油重油(减压馆分油.焦化抽油.常圧渣油.以及减压饰分油掺减压渣油)■也可加I •轻油(石脑汕、柴油以及C4、CS轻烧)因产乙烯较少,基本改为CPP工艺,这样同时产乙烯和丙烯1、丙烯(产率20%)为主的气体烯矩(含乙烯较少八2.兼产∣⅛辛烷值优质汽油?芳烧多少?4、液化气?5、焦炭?丙烯20. 5%乙烯6・1丁烯11. 3%,其中另一•种为非质子酸中心•(即L酸中心)。
化学工程与工艺(1)

17.一次反应:是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应。
18.裂解燃料油:烃类裂解副产的裂解燃料油是指沸点在200℃以上的重组分。
19.裂解汽油:烃类裂解副产的裂解汽油包括C5至沸点204℃以下的所有裂解副产物。
20.萃取蒸馏:利用极性溶剂与烃类混合时,能降低烃类蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的工艺过程,由于此种效应对芳烃的影响最大,对环烃的影响次之,对烷烃影响最小,这样就有助于芳烃和非芳烃的分离。
11.生产强度:为设备单位特征几何量的生产能力。
12.有效生产周期:开工因子 = 全年开工生产天数 / 365
13.转化率:X = 某一反应物的转化量 / 该反应的起始量
14.选择性:S = 转化为目的产物的某反应物的量 / 该反应物的转化总量
15.收率:Y = 转化为目的产物的某反应物的量 / 该反应物的起始量 Y=SX
压力: 主反应是分子数增加的反应,低压有利于平衡,有利于提高一开始的反应速率,所以低压有利于正向反应,压力高有利于传热传质的进行,如果压力过低会导致反应速率较慢,不利于传热传质的进行,不利于平衡反应的进行,所以选择适中压力3MPa左右。
水碳比: 提高水碳比有利于提高反应速率,促进反应正向进行,但是水碳比过高会稀释CH4浓度,降低反应浓度,效率低,能量消耗大,水的增加可抑制积碳的生成。
8.催化加氢裂化:系指在催化剂存在及高氢压下,加热重质油使其发生各类加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油(或重整原料)和气体等产品的加工过程。
9.天然气:天然气的主要成分是甲烷,甲烷含量高于90%的天然气称为干气,C2~C4烷烃含量在15%~20%或以上的天然气称为湿气。
10.生产能力:系指一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量,或在单位时间内处理的原料量。
石油的分馏,裂化,裂解

石油的分馏、裂化与裂解
石油是一种重要的化石能源资源,经过加工处理可以得到各种石油制品,其中
包括燃料油、润滑油、化工原料等。
在石油加工过程中,分馏、裂化和裂解是常见的工艺过程,通过这些过程可以将石油原料转化为更具经济价值和多样化用途的产品。
分馏
石油分馏是指将原油经过加热后在塔式设备中进行分离,根据不同组分的沸点
差异将原油分解为不同沸点范围的燃料和润滑油。
具体过程是在分馏塔中,原油被加热至一定温度,通过分馏塔内的不同级别分馏部分进行升温、冷却、液化等处理,最终得到多种不同沸点范围的产品。
通过分馏,可以方便地得到不同品位的产品,满足不同用途的需求。
裂化
石油裂化是指一种通过加热和催化将较长链烃分子裂解成较短链烃的过程。
裂
化可以分为热裂化和催化裂化两种方式,通过这两种方式可以获得更多的汽油和其他有用的裂解产品。
热裂化是利用高温作用下,长链烃分子发生裂解;而催化裂化则利用催化剂的作用,通过减少裂解温度和提高产物分布选择性,实现更高效的裂化过程。
裂解
石油裂解是将原油或重整油等原料在裂解炉内通过加热和分解转变为低碳烃的
过程。
裂解的目的是制备较短链烃或芳烃,以用于石化工业中的各种加工和生产。
裂解过程中,可选择合适的温度和压力条件,通过裂解炉中的反应催化剂实现原料的分解和转化,得到所需的产品。
石油的分馏、裂化与裂解是石油加工中重要的工艺过程,通过这些过程可以获
得丰富的石油产品,并满足不同行业和领域的需求。
这些技术的应用不仅提高了石油资源的利用效率,也促进了石化工业的发展和创新。
催化裂解和催化裂化的不同点

之阳早格格创做催化裂解是正在催化剂存留的条件下,对付石油烃类举止下温裂解去死产乙烯、丙烯、丁烯等矮碳烯烃,并共时兼产沉量芳烃的历程.由于催化剂的存留,催化裂解不妨落矮反应温度,减少矮碳烯烃产率战沉量芳香烃产率,普及裂解产品分散的机动性.(1) 催化裂解的普遍个性①催化裂解是碳正离子反应机理战自由基反应机理共共效率的截止,其裂解气体产品中乙烯所占的比率要大于催化裂化气体产品中乙烯的比率.②正在一定程度上,催化裂解不妨瞅做是下妙度的催化裂化,其气体产率近大于催化裂化,液体产品中芳烃含量很下.③催化裂解的反应温度很下,分子量较大的气体产品会爆收二次裂解反应,其余,矮碳烯烃会爆收氢变化反应死成烷烃,也会爆收散合反应大概者芳构化反应死成汽柴油.(2) 催化裂解的反应机理普遍去道,催化裂解历程既爆收催化裂化反应,也爆收热裂化反应,是碳正离子战自由基二种反应机理共共效率的截止,然而是简曲的裂解反应机理随催化剂的分歧战裂解工艺的分歧而有所没有共.正在Ca-Al系列催化剂上的下温裂解历程中,自由基反应机理占主宰职位;正在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的矮温裂解历程中,碳正离子反应机理占主宰职位;而正在具备单酸性核心的沸石催化剂上的中温裂解历程中,碳正离子机理战自由基机理均收挥着要害的效率.(3) 催化裂解的效率果素共催化裂化类似,效率催化裂解的果素也主要包罗以下四个圆里:本料组成、催化剂本量、支配条件战反应拆置.①本料油本量的效率.普遍去道,本料油的H/C比战个性果数K越大,鼓战分含量越下,BMCI值越矮,则裂化得到的矮碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)产率越下;本料的残冰值越大,硫、氮以及沉金属含量越下,则矮碳烯烃产率越矮.各族烃类做裂解本料时,矮碳烯烃产率的大小序次普遍是:烷烃>环烷烃>同构烷烃>芳香烃.②催化剂的本量.催化裂解催化剂分为金属氧化物型裂解催化剂战沸石分子筛型裂解催化剂二种.催化剂是效率催化裂解工艺中产品分散的要害果素.裂解催化剂应具备下的活性战采用性,既要包管裂解历程中死成较多的矮碳烯烃,又要使氢气战甲烷以及液体产品的支率尽大概矮,共时还应具备下的宁静性战板滞强度.对付于沸石分子筛型裂解催化剂,分子筛的孔结构、酸性及晶粒大小是效率催化效率的三个最要害果素;而对付于金属氧化物型裂解催化剂,催化剂的活性组分、载体战帮剂是效率催化效率的最要害果素.③支配条件的效率.支配条件对付催化裂解的效率与其对付催化裂化的效率类似.本料的雾化效验战睦化效验越佳,本料油的变化率越下,矮碳烯烃产率也越下;反应温度越下,剂油比越大,则本料油变化率战矮碳烯烃产率越下,然而是焦冰的产率也变大;由于催化裂解的反应温度较下,为预防过分的二次反应,果此油气停顿时间没有宜过少;而反应压力的效率相对付较小.从表里上分解,催化裂解应尽管采与下温、短停顿时间、大蒸汽量战大剂油比的支配办法,才搞达到最大的矮碳烯烃产率.④反应器是催化裂解产品分散的要害效率果素.反应器型式主要有牢固床、移动床、流化床、提下管战下止输支床反应器等.针对付CPP工艺,采与杂提下管反应器有好处多产乙烯,采与提下管加流化床反应器有好处多产丙烯.(4) 催化裂解工艺介绍烃类催化裂解的钻研已有半个世纪的履历了,其钻研范畴包罗沉烃、馏分油战沉油,并启垦出了多种裂解工艺,底下对付其举止简要的介绍.①催化裂解工艺(DCC工艺).该工艺是由华夏石化石油化工科教钻研院启垦的,以沉量油为本料,使用固体酸择形分子筛催化剂,正在较慢战的反应条件下举止裂解反应,死产矮碳烯烃大概同构烯烃战下辛烷值汽油的工艺技能.该工艺借镜流化催化裂化技能,采与催化剂的流化、连绝反应战复活技能,已经真止了工业化.DCC工艺具备二种支配办法——DCC-Ⅰ战DCC-Ⅱ.DCC-Ⅰ采用较为苛刻的支配条件,正在提下管加稀相流化床反应器内举止反应,最洪量死产以丙烯为主的气体烯烃;DCC-Ⅱ采用较慢战的支配条件,正在提下管反应器内举止反应,最洪量天死产丙烯、同丁烯战同戊烯等小分子烯烃,并共时兼产下辛烷值劣量汽油.②催化热裂解工艺(CPP工艺).该工艺是华夏石化石油化工科教钻研院启垦的造与乙烯战丙烯的博利技能,正在保守的催化裂化技能的前提上,以蜡油、蜡油掺渣油大概常压渣油等沉油为本料,采与提下管反应器战博门研造的催化剂以及催化剂流化输支的连绝反应-复活循环支配办法,正在比蒸汽裂解慢战的支配条件下死产乙烯战丙烯.CPP工艺是正在催化裂解DCC工艺的前提上启垦的,其闭键技能是通过对付工艺战催化剂的进一步矫正,使其手段产品由丙烯变化成乙烯战丙烯.③沉油曲交裂解造乙烯工艺(HCC工艺).该工艺是由洛阳石化工程公司炼造钻研所启垦的,以沉油曲交裂解造乙烯并兼产丙烯、丁烯战沉芳烃的催化裂解工艺.它借镜老练的沉油催化裂化工艺,采与流态化“反应-复活”技能,利用提下管反应器大概下止式反应器去真止下温短交触的工艺央供.④其余催化裂解工艺.如催化-蒸汽热裂解工艺(反应温度普遍皆很下,正在800℃安排)、THR工艺(日本东洋工程公司启垦的沉量油催化变化战催化裂解工艺)、赶快裂解技能(Stone & Webster公司战Chevron公司共同启垦的一套催化裂解造烯烃工艺)等.⑤石蜡基础料的裂解效验劣于环烷基础料.果此,绝大普遍催化裂解工艺皆采与石蜡基的馏分油大概者沉油动做裂解本料.对付于环烷基的本料,特天针对付加拿大油砂沥青得到的馏分油战加氢馏分油,沉量油国家沉面真验室的申宝剑熏陶启垦了博门的裂解催化剂,收端评介截止标明,乙烯战丙烯总产率交近30 wt%.(5) 催化裂化与催化裂解的辨别从一定程度上,催化裂解是从催化裂化的前提上死少起去的,然而是二者又有着明隐的辨别,如下:①手段分歧.催化裂化以死产汽油、煤油战柴油等沉量油品为手段,而催化裂解旨正在死产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基础化工本料.②本料分歧.催化裂化的本料普遍是减压馏分油、焦化蜡油、常压渣油、以及减压馏分油掺减压渣油;而催化裂解的本料范畴比较宽,不妨是催化裂化的本料,还不妨是石脑油、柴油以及C4、C5沉烃等.③催化剂分歧.催化裂化的催化剂普遍是沸石分子筛催化剂战硅酸铝催化剂,而催化裂解的催化剂普遍是沸石分子筛催化剂战金属氧化物催化剂.④支配条件分歧.与催化裂化相比,催化裂解的反应温度较下、剂油比较大、蒸汽用量较多、油气停顿时间较短、二次反应较为宽沉.⑤反应机理分歧.催化裂化的反应机理普遍认为是碳正离子机理,而催化裂解的反应机理即包罗碳正离子机理,又波及自由基机理.。
石油炼制简答

三、名词解释1.重整转化率:重整生成油中的实际芳烃含量与原料的芳烃潜含量之比。
2.芳烃潜含量:原料中C6~C8环烷烃全部转化为芳烃再加上原料中的芳烃含量。
3.水-氯平衡:由生产过程中,催化剂上氯含量会发生变化,为了保持重整催化剂的脱氢功能和酸性功能应有良好的配合,而采取注氯注水等方法来保证最适宜的催化剂含氯量。
2.加氢精制:指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。
3.氢油比:单位时间里进入反应器的气体流量与原料油量的比值。
4.化学耗氢:消耗在脱除油品中的硫、氮、氧以及烯烃和芳烃饱和反应及加氢裂化和开环等反应上的耗氢量。
5.氢腐蚀:氢腐蚀分为氢鼓包、氢脆、氢蚀。
氢鼓包是指氢原子扩散到金属内部(大部分通过器壁),在另一侧结合为氢分子逸出。
在高强钢中金属晶格高度变形,氢原子进入金属后使晶格应变增大,因而降低韧性及延性,引起脆化,这种现象为氢脆。
在高温高压环境下,氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏,称为氢蚀。
1.二次燃烧:CO在稀相段、旋风分离器、集气室等处燃烧, 温度升高至750~900℃(烧坏设备);再生温度高, 过剩O2太高时易发生二次燃烧;使用CO2助燃剂, 可彻底消除二次燃烧。
1.催化裂化:催化裂化是在0.1~0.3MPa、500℃左右的温度及催化剂作用下,重质原料油发生以裂解为主的一系列化学反应,转化为气体、汽油、柴油、油浆及焦炭的工艺过程。
2.催化剂选择性:催化剂增加目的产物或改善产品质量的性能称为催化剂的选择性。
3.减粘裂化:减粘裂化是以降低重质原料油粘度及凝点为主的热破坏加工过程。
4.碳堆积:再生器烧焦能力低或供氧不足,反应生成的焦炭烧为完全,使催化剂活性及选择性下降,又至使反应时生焦量增大,再生器烧焦更不完全,这样造成恶性循环,使催化剂上焦炭迅速增大,这就是碳堆积。
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催化裂解是在催化剂存在的条件下,对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃,并同时兼产轻质芳烃的过程。
由于催化剂的存在,催化裂解可以降低反应温度,增加低碳烯烃产率和轻质芳香烃产率,提高裂解产品分布的灵活性。
(1) 催化裂解的一般特点
①催化裂解是碳正离子反应机理和自由基反应机理共同作用的结果,其裂解气体产物中乙烯所占的比例要大于催化裂化气体产物中乙烯的比例。
②在一定程度上,催化裂解可以看作是高深度的催化裂化,其气体产率远大于催化裂化,液体产物中芳烃含量很高。
③催化裂解的反应温度很高,分子量较大的气体产物会发生二次裂解反应,另外,低碳烯烃会发生氢转移反应生成烷烃,也会发生聚合反应或者芳构化反应生成汽柴油。
(2) 催化裂解的反应机理
一般来说,催化裂解过程既发生催化裂化反应,也发生热裂化反应,是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果,但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别。
在Ca-Al系列催化剂上的高温裂解过程中,自由基反应机理占主导地位;在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的低温裂解过程中,碳正离子反应机理占主导地位;而在具有双酸性中心的沸石催化剂上的中温裂解过程中,碳正离子机理和自由基机理均发挥着重要的作用。
(3) 催化裂解的影响因素
同催化裂化类似,影响催化裂解的因素也主要包括以下四个方面:原料组成、催化剂性质、操作条件和反应装置。
①原料油性质的影响。
一般来说,原料油的H/C比和特性因数K 越大,饱和分含量越高,BMCI值越低,则裂化得到的低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)产率越高;原料的残炭值越大,硫、氮以及重金属含量越高,则低碳烯烃产率越低。
各族烃类作裂解原料时,低碳烯烃产率的大小次序一般是:烷烃>环烷烃>异构烷烃>芳香烃。
②催化剂的性质。
催化裂解催化剂分为金属氧化物型裂解催化剂和沸石分子筛型裂解催化剂两种。
催化剂是影响催化裂解工艺中产品分布的重要因素。
裂解催化剂应具有高的活性和选择性,既要保证裂解过程中生成较多的低碳烯烃,又要使氢气和甲烷以及液体产物的收率尽可能低,同时还应具有高的稳定性和机械强度。
对于沸石分子筛型裂解催化剂,分子筛的孔结构、酸性及晶粒大小是影响催化作用
的三个最重要因素;而对于金属氧化物型裂解催化剂,催化剂的活性组分、载体和助剂是影响催化作用的最重要因素。
③操作条件的影响。
操作条件对催化裂解的影响与其对催化裂化的影响类似。
原料的雾化效果和气化效果越好,原料油的转化率越高,低碳烯烃产率也越高;反应温度越高,剂油比越大,则原料油转化率和低碳烯烃产率越高,但是焦炭的产率也变大;由于催化裂解的反应温度较高,为防止过度的二次反应,因此油气停留时间不宜过长;而反应压力的影响相对较小。
从理论上分析,催化裂解应尽量采用高温、短停留时间、大蒸汽量和大剂油比的操作方式,才能达到最大的低碳烯烃产率。
④反应器是催化裂解产品分布的重要影响因素。
反应器型式主要有固定床、移动床、流化床、提升管和下行输送床反应器等。
针对CPP工艺,采用纯提升管反应器有利于多产乙烯,采用提升管加流化床反应器有利于多产丙烯。
(4) 催化裂解工艺介绍
烃类催化裂解的研究已有半个世纪的历史了,其研究范围包括轻烃、馏分油和重油,并开发出了多种裂解工艺,下面对其进行简要的介绍。
①催化裂解工艺(DCC工艺)。
该工艺是由中国石化石油化工科学研究院开发的,以重质油为原料,使用固体酸择形分子筛催化剂,在较缓和的反应条件下进行裂解反应,生产低碳烯烃或异构烯烃和高
辛烷值汽油的工艺技术。
该工艺借鉴流化催化裂化技术,采用催化剂的流化、连续反应和再生技术,已经实现了工业化。
DCC工艺具有两种操作方式——DCC-Ⅰ和DCC-Ⅱ。
DCC-Ⅰ选用较为苛刻的操作条件,在提升管加密相流化床反应器内进行反应,最大量生产以丙烯为主的气体烯烃;DCC-Ⅱ选用较缓和的操作条件,在提升管反应器内进行反应,最大量地生产丙烯、异丁烯和异戊烯等小分子烯烃,并同时兼产高辛烷值优质汽油。
②催化热裂解工艺(CPP工艺)。
该工艺是中国石化石油化工科学研究院开发的制取乙烯和丙烯的专利技术,在传统的催化裂化技术的基础上,以蜡油、蜡油掺渣油或常压渣油等重油为原料,采用提升管反应器和专门研制的催化剂以及催化剂流化输送的连续反应-再生循环操作方式,在比蒸汽裂解缓和的操作条件下生产乙烯和丙烯。
CPP工艺是在催化裂解DCC工艺的基础上开发的,其关键技术是通过对工艺和催化剂的进一步改进,使其目的产品由丙烯转变为乙烯和丙烯。
③重油直接裂解制乙烯工艺(HCC工艺)。
该工艺是由洛阳石化工程公司炼制研究所开发的,以重油直接裂解制乙烯并兼产丙烯、丁烯和轻芳烃的催化裂解工艺。
它借鉴成熟的重油催化裂化工艺,采用流态化“反应-再生”技术,利用提升管反应器或下行式反应器来实现高温短接触的工艺要求。
④其它催化裂解工艺。
如催化-蒸汽热裂解工艺(反应温度一般都很高,在800℃左右)、THR工艺(日本东洋工程公司开发的重质油催化转化和催化裂解工艺)、快速裂解技术(Stone & Webster 公司和Chevron公司联合开发的一套催化裂解制烯烃工艺)等。
⑤石蜡基原料的裂解效果优于环烷基原料。
因此,绝大多数催化裂解工艺都采用石蜡基的馏分油或者重油作为裂解原料。
对于环烷基的原料,特别针对加拿大油砂沥青得到的馏分油和加氢馏分油,重质油国家重点实验室的申宝剑教授开发了专门的裂解催化剂,初步评价结果表明,乙烯和丙烯总产率接近30 wt%。
(5) 催化裂化与催化裂解的区别
从一定程度上,催化裂解是从催化裂化的基础上发展起来的,但是二者又有着明显的区别,如下:
①目的不同。
催化裂化以生产汽油、煤油和柴油等轻质油品为目的,而催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料。
②原料不同。
催化裂化的原料一般是减压馏分油、焦化蜡油、常压渣油、以及减压馏分油掺减压渣油;而催化裂解的原料范围比较宽,可以是催化裂化的原料,还可以是石脑油、柴油以及C4、C5轻烃等。
③催化剂不同。
催化裂化的催化剂一般是沸石分子筛催化剂和硅酸铝催化剂,而催化裂解的催化剂一般是沸石分子筛催化剂和金属氧化物催化剂。
④操作条件不同。
与催化裂化相比,催化裂解的反应温度较高、剂油比较大、蒸汽用量较多、油气停留时间较短、二次反应较为严重。
⑤反应机理不同。
催化裂化的反应机理一般认为是碳正离子机理,而催化裂解的反应机理即包括碳正离子机理,又涉及自由基机理。