1、催化裂解就是在催化劑存在的條件下,對石油烴類進行高溫裂解來生產乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴 ,并同時兼產輕質芳烴的過程。由于催化劑的存在,催化裂解可以降低反應溫度,增加低碳烯烴產率與輕質芳香烴產率,提高裂解產品分布的靈活性。(1) 催化裂解的一般特點 催化裂解就是碳正離子反應機理與自由基反應機理共同作用的結果化氣體產物中乙烯的比例。,其裂解氣體產物中乙烯所占的比例要大于催化裂 在一定程度上,催化裂解可以瞧作就是高深度的催化裂化,其氣體產率遠大于催化裂化,液體產物中芳烴含量很高。 催化裂解的反應溫度很高,分子量較大的氣體產物會發(fā)生二次裂解反應,另外 ,低碳烯烴會發(fā)生氫轉移反應生成烷烴,也會發(fā)生聚合

2、反應或者芳構化反應生成汽柴油。(2) 催化裂解的反應機理一般來說 ,催化裂解過程既發(fā)生催化裂化反應,也發(fā)生熱裂化反應 ,就是碳正離子與自由基兩種反應機理共同作用的結果,但就是具體的裂解反應機理隨催化劑的不同與裂解工藝的不同而有所差別。在 Ca-Al 系列催化劑上的高溫裂解過程中 ,自由基反應機理占主導地位 ;在酸性沸石分子篩裂解催化劑上的低溫裂解過程中 ,碳正離子反應機理占主導地位 ;而在具有雙酸性中心的沸石催化劑上的中溫裂解過程中 ,碳正離子機理與自由基機理均發(fā)揮著重要的作用。(3) 催化裂解的影響因素同催化裂化類似 ,影響催化裂解的因素也主要包括以下四個方面:原料組成、催化劑性質、操作條件

3、與反應裝置。 原料油性質的影響。 一般來說 ,原料油的 H/C 比與特性因數 K 越大 ,飽與分含量越高 ,BMCI 值越低 ,則裂化得到的低碳烯烴(乙烯、丙烯、丁烯等 )產率越高 ;原料的殘?zhí)恐翟酱?,硫、氮以及重金屬含量越高 ,則低碳烯烴產率越低。各族烴類作裂解原料時,低碳烯烴產率的大小次序一般就是:烷烴 環(huán)烷烴 異構烷烴 芳香烴。 催化劑的性質。 催化裂解催化劑分為金屬氧化物型裂解催化劑與沸石分子篩型裂解催化劑兩種。催化劑就是影響催化裂解工藝中產品分布的重要因素。裂解催化劑應具有高的活性與選擇性,既要保證裂解過程中生成較多的低碳烯烴,又要使氫氣與甲烷以及液體產物的收率盡可能低,同時還應具

4、有高的穩(wěn)定性與機械強度。對于沸石分子篩型裂解催化劑,分子篩的孔結構、酸性及晶粒大小就是影響催化作用的三個最重要因素;而對于金屬氧化物型裂解催化劑 ,催化劑的活性組分、 載體與助劑就是影響催化作用的最重要因素。 操作條件的影響。操作條件對催化裂解的影響與其對催化裂化的影響類似。原料的霧化效果與氣化效果越好,原料油的轉化率越高 ,低碳烯烴產率也越高 ;反應溫度越高 ,劑油比越大 ,則原料油轉化率與低碳烯烴產率越高,但就是焦炭的產率也變大 ;由于催化裂解的反應溫度較高 ,為防止過度的二次反應 ,因此油氣停留時間不宜過長 ;而反應壓力的影響相對較小。從理論上分析,催化裂解應盡量采用高溫、短停留時間、大

5、蒸汽量與大劑油比的操作方式,才能達到最大的低碳烯烴產率。 反應器就是催化裂解產品分布的重要影響因素。反應器型式主要有固定床、移動床、流化床、提升管與下行輸送床反應器等。針對CPP 工藝 ,采用純提升管反應器有利于多產乙烯,采用提升管加流化床反應器有利于多產丙烯。(4) 催化裂解工藝介紹烴類催化裂解的研究已有半個世紀的歷史了,其研究范圍包括輕烴、餾分油與重油,并開發(fā)出了多種裂解工藝,下面對其進行簡要的介紹。 催化裂解工藝 (DCC 工藝 )。該工藝就是由中國石化石油化工科學研究院開發(fā)的,以重質油為原料 ,使用固體酸擇形分子篩催化劑 ,在較緩與的反應條件下進行裂解反應,生產低碳烯烴或異構烯烴與高辛

6、烷值汽油的工藝技術。該工藝借鑒流化催化裂化技術 ,采用催化劑的流化、連續(xù)反應與再生技術,已經實現了工業(yè)化。DCC 工藝具有兩種操作方式 DCC- 與 DCC- 。DCC- 選用較為苛刻的操作條件,在提升管加密相流化床反應器內進行反應 ,最大量生產以丙烯為主的氣體烯烴;DCC- 選用較緩與的操作條件,在提升管反應器內進行反應,最大量地生產丙烯、 異丁烯與異戊烯等小分子烯烴,并同時兼產高辛烷值優(yōu)質汽油。 催化熱裂解工藝 (CPP 工藝 )。該工藝就是中國石化石油化工科學研究院開發(fā)的制取乙烯與丙烯的專利技術,在傳統(tǒng)的催化裂化技術的基礎上,以蠟油、蠟油摻渣油或常壓渣油等重油為原料,采用提升管反應器與專

7、門研制的催化劑以及催化劑流化輸送的連續(xù)反應再生循環(huán)操作方式,在比蒸汽裂解緩與的操作條件下生產乙烯與丙烯。CPP 工藝就是在催化裂解DCC 工藝的基礎上開發(fā)的 ,其關鍵技術就是通過對工藝與催化劑的進一步改進,使其目的產品由丙烯轉變?yōu)橐蚁┡c丙烯。 重油直接裂解制乙烯工藝(HCC 工藝 )。該工藝就是由洛陽石化工程公司煉制研究所開發(fā)的,以重油直接裂解制乙烯并兼產丙烯、丁烯與輕芳烴的催化裂解工藝。它借鑒成熟的重油催化裂化工藝,采用流態(tài)化 “反應再生 ”技術 ,利用提升管反應器或下行式反應器來實現高溫短接觸的工藝要求。 其它催化裂解工藝。如催化蒸汽熱裂解工藝(反應溫度一般都很高,在 800 左右 ) 、

8、THR 工藝 (日本東洋工程公司開發(fā)的重質油催化轉化與催化裂解工藝)、快速裂解技術 (Stone Webster 公司與 Chevron公司聯合開發(fā)的一套催化裂解制烯烴工藝 )等。 石蠟基原料的裂解效果優(yōu)于環(huán)烷基原料。因此,絕大多數催化裂解工藝都采用石蠟基的餾分油或者重油作為裂解原料。對于環(huán)烷基的原料,特別針對加拿大油砂瀝青得到的餾分油與加氫餾分油,重質油國家重點實驗室的申寶劍教授開發(fā)了專門的裂解催化劑 ,初步評價結果表明 ,乙烯與丙烯總產率接近30 wt % 。(5) 催化裂化與催化裂解的區(qū)別從一定程度上 ,催化裂解就是從催化裂化的基礎上發(fā)展起來的,但就是二者又有著明顯的區(qū)別,如下 : 目的不同。催化裂化以生產汽油、煤油與柴油等輕質油品為目的,而催化裂解旨在生產乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料。 原料不同。催化裂化的原料一般就是減壓餾分油、焦化蠟油、常壓渣油、以及減壓餾分油摻減壓渣油原料范圍比較寬 ,可以就是催化裂化的原料 ,還可以就是石腦油、柴油以及 C4、C 5 輕烴等。;而催化裂解的 催化劑不同。催化裂化的催化劑一般就是沸石分子篩催化劑與硅酸鋁催化劑篩催化劑與金屬氧化物催化劑。