石油的催化重整产物（石油炼制过程的催化裂化装置）

前言

催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。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。

原料及产品 ：

原料:各种重质油（VGO、CGO、AR、VR等）.

反应条件：在500℃左右0.2～0.4MPa及催化剂的作用下.

产品: ♦气体(干气和LPG).

♦高辛烷值汽油.

♦催化柴油（LCO）.

♦油浆及焦炭.

催化剂的分类

工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类：

♦无定型硅酸铝：包括天然白土、合成低铝硅酸铝、合成高铝硅酸铝

♦结晶型硅铝酸盐：即分子筛催化剂（沸石）

与无定型硅酸铝相比，分子筛催化剂具有更高的选择性、活性和稳定性。

上图是一个高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程。催化裂化工艺过程，一般由三个部分组成，即反应一再生系统、分馏系统、吸收—稳定系统。对处理量较大、反应压力较高（例如>0.2MPa）的装置，常常还有再生烟气的能量回收系统。

反应-再生系统

新鲜原料油经换热后与回炼油浆混合，经加热炉加热至180-320℃后至催化裂化提升管反应器下部的喷嘴，原料油由蒸气雾化并喷入提升管内，在其中与来自再生器的高温催化剂（600-750℃）接触，随即汽化并进行反应。油气在提升管内的停留时间很短，一般只有几秒钟。反应产物经旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开沉降器去分馏塔。

积有焦炭的催化剂（称待生催化剂）由沉降器落入下面的汽提段。汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热水蒸气，待生催化剂上吸附的油气和颗粒之间的空间内的油气被水蒸气置换出而返回上部。经汽提后的待生催化剂通过待生斜管进人再生器。

石油的催化重整产物（石油炼制过程的催化裂化装置）(1)

分馏系统

由反应器来的反应产物（油气）从底部进入分馏塔，经底部的脱过热段后在分馏段分割成几个中间产品:塔顶为富气及汽油，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油。塔底产品是油浆。轻柴油和重柴油分别经汽提后，再经换热、冷却后出装置。

吸收—稳定系统

吸收—稳定系统主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔及稳定塔组成。从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3、C4组分。吸收稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2）液化气（C3、C4）和蒸气压合格的稳定汽油。其中的液化气再利用精馏的方法通过气体分馏装置将其中的丙烯、丁烯分离出来，进行化工利用。催化裂化装置的分馏系统及吸收—稳定系统在各催化裂化装界中一般并无很大差别。

再生烟气的能量回收系统

再生器排除的烟气一般还要经三级旋风分离器再次分离回收催化剂，高温高速的烟气主要有两种路径：

一、进入烟机，推动烟机旋转带动发电机或鼓风机。

二、进入余热锅炉进行余热回收，最后废气经工业烟囱排放。

反应机理

与按自由基反应机理进行的热裂化不同，催化裂化是按碳正离子机理进行的，催化剂促进了裂化、异构化和芳构化反应，裂化产物比热裂化具有更高的经济价值，气体中C3和C4较多，异构物多；汽油中异构烃多，二烯烃极少，芳烃较多。其主要反应包括：

♦分解反应(使重质烃转变为轻质烃)；

单体烃（如烷烃、烯烃）主要发生分解反应。烷烃的分解多从中间的C-C键断裂，而且分子量越大越易断裂，反应速度也越快；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。

♦异构化反应；

♦氢转移反应;

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。

♦环化反应和芳构化反应;