催化裂化反应机理和特点

石油和化学工程系项目四：催化裂化任务三：催化裂化反应机理和特点1催化裂化的反应特点2催化裂化的反应机理知识点01催化裂化的反应机理知识点1：催化裂化的反应机理正碳离子是指缺少一对电子，而形成带正电的离子：特点：不能在溶液中离解出来自由存在；只能吸附在催化剂表面上参加化学反应。正碳离子形成：烯烃的双键中一个键断开，并在含H多的C上加上一个H＋，使含H少的另一个C缺少一对电子。一正碳离子知识点1：催化裂化的反应机理二形成正碳离子的条件1、存在烯烃来源：原料本身、热反应产生。2、存在质子H+来源：由催化剂的酸性中心提供。存在于催化剂的活性中心，不能离开催化剂表面。知识点1：催化裂化的反应机理以正n-C16H32来说明。三正碳离子机理1、生成正碳离子正n-C16H32得到一个H＋，生成正碳离子。知识点1：催化裂化的反应机理大正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂，生成一个烯烃和一个小正碳离子：特点：主链中C数量＞5时才容易断裂，裂化后生成的产物至少是3个C以上的分子。

2、β断裂知识点1：催化裂化的反应机理＞仲正碳离子若正碳离子为伯正碳离子，易变成仲碳离子，再进行β断裂，甚至异构化为叔正碳离子，再进行β断裂。直至不再断裂的小正碳离子，如C3H7＋、C4H9＋为止。3、异构化＞伯正碳离子叔正碳离子知识点1：催化裂化的反应机理较小正碳离子与烯烃、烷烃、环烷烃间发生氢转移反应，使小正碳离子变成小分子烷烃。中性烃分子变成新正碳离子，再进行各种反应，使原料不断变成产品。4、氢转移知识点1：催化裂化的反应机理思考1：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。思考2：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。思考3：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。4、氢转移知识点1：催化裂化的反应机理正碳离子和烯烃结合在一起，生成大分子正碳离子：正碳离子放出H＋还给Cat.而变成烯烃，反应终止5、叠合反应6、反应终止02催化裂化的反应特点知识点2：催化裂化的反应特点

外扩散原料分子由主气流扩散到催化剂外表面内扩散原料分子由催化剂外表面扩散到内表面吸附原料分子在催化剂内表面吸附反应原料分子反应生成产物脱附产物分子从催化剂内表面脱附内扩散产物分子从催化剂内表面扩散到外表面外扩散产物分子由催化剂外表面扩散到主气流速度最慢，对整个催化裂化反应起控制作用一气-固非均相催化反应过程知识点2：催化裂化的反应特点1、各类竞争吸附能力2、各类烃的化学反应顺序C数相同的各类烃，被吸附的顺序为：稠环芳烃＞稠环环烷烃＞烯烃＞单烷基侧链的单环芳烃＞环烷烃＞烷烃；同类烃，分子量↗，越容易被吸附。烯烃＞大分子侧链的单环芳烃＞异构烷烃或烷基环烷烃＞小分子侧链的单环芳烃＞正构烷烃＞稠环芳烃。知识点2：催化裂化的反应特点

这两个排序是不一致的，特别是稠环芳烃，它的吸附能力很强而化学反应速度却最低，竞争吸附的结果是：稠环芳烃占据了催化剂表面，但是它们反应速度慢，且不易脱附，甚至缩合生焦，干脆不离开催化剂表面了。这样大大妨碍了其它烃被吸附到催化剂表面上进行反应，从而使整个石油馏分的反应速度都降低。

芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆(其中含有较多的稠环芳烃)较难裂化，要选择合适的反应条件或者先通过预处理来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料。思考：稠环芳烃对催化裂化过程的影响？知识点2：催化裂化的反应特点平行反应：裂化同时朝着几个方向进行的反应。顺序反应：随反应深度↗，反应产物又会继续反应。二复杂的平行－顺序反应知