催化基础知识培训

中国石化茂名分公司炼油分部联合五车间催化裂化基础知识1MPCC一、催化裂化原料的来源二、催化裂化原料的特性三、催化裂化的产物四、催化裂化的主要化学反应五、MIP工艺简介2MPCC一、催化裂化原料的来源催化裂化原料的来源有：1．直馏减压馏分油。减压塔侧线350~550℃馏出油（VGO）是最常用的原料。石蜡基原油的VGO较好，环烷基原油VGO较差。含硫原油的VGO通常先经过加氢脱硫或缓和加氢裂化得到低硫且裂化性能好的VGO作为裂化原料。

2．延迟焦化馏出油。焦化分馏塔侧线的320~500℃馏出油（CGO）也以催化裂化为主要加工途径。这种原料氮含量和芳烃含量高，不属于理想的原料，通常其掺炼比例为5%~15%。有条件时宜经过加氢处理，这样不仅掺炼比例可以提高，而且产品收率和质量能得到改善。3．常压渣油。硫、重金属含量和残炭低的蒸馏装置常压塔底渣油（AR），可直接作为原料，如大庆原油、中原原油和东南亚地区一些原油的常压渣油。反之，则需用经过加氢脱硫得到的ARDS重油为原料，如中东地区多种原油。

3MPCC

4．减压渣油。除某些原油外，常减压蒸馏装置减压塔底渣油（VR）一般不单独作为原料，而是与馏分油掺合在一起或者经过加氢脱硫（VRDS）方能作为进料。后者适用于含硫原油如孤岛油或中东地区的多种原油。

5．脱沥青油。为满足原油深度加工的要求并避免直接加工AR或VR带来的不利因素，采用丙烷或丁烷的溶剂脱沥青工艺，从减压渣油中提取60%以上的脱沥青油（DAO）作用原料，已成为炼油厂加工流程的一个组成部分。DAO的重金属含量和沥青质含量远低于VR，改善了原料质量。含硫原油的DAO最好经过加氢脱硫（可与VGO合并处理）。我国还成功开发了溶剂脱沥青-催化裂化组合工艺。将催化裂化油浆也作为脱沥青原料，可回收其中的饱和烃，获得较高的产品收率。

6．其他。我国开发成功的芳烃抽提-催化裂化组合工艺，把催化裂化装置产生的重循环油经过双溶剂抽提除去重芳烃后返回做回炼油，可明显提高轻质油产率和装置处理。必要时回炼污油、改质汽油、不合格汽油。一、催化裂化原料的来源4MPCC二、催化裂化原料的特性原油（或称石油）通常是黑色、褐色和黄色的流动或半流动的黏稠液体。原油中的烃类主要含有烷烃、环烷烃、芳香烃，一般不含烯烃，只有在原油的二次加工产品中含有烯烃。对原油的评价按照其目的的不同，可以分三个层次：原油的一般性质；常规评价除了原油的一般性质以外，还包括原油的实沸点蒸馏数据及窄馏分性质；综合评价，除了上述两项内容外，还包括直馏产品的产率和性质。原油的一般性质分析包括：相对密度、黏度、凝点、含蜡量、沥青质、硅胶胶质、残炭、水分含量、含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、微量金属及馏程等。5MPCC二、催化裂化原料的特性

1．原料的馏程原油是一个多组分的复杂混合物，其沸点范围很宽，从常温一直到500℃以上，所以，无论是对原油进行研究或进行加工利用，都必须对原油进行分馏，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程。馏程是指油品的初馏点到干点之间的温度范围。原料的沸点范围对裂化性能有重要影响。一般说来，沸点高的原料由于其分子量大，容易被催化剂表面吸附，因而裂化反应速度较快。但沸点高到一定程度后，就会因扩散慢、或催化剂表面积炭快、或气化不好等原因而出现相反的情况。但是单纯靠馏程来预测原料裂化性能是不够的，因为在同一段沸点范围内，不同原料的化学组成可以相差很大。6MPCC二、催化裂化原料的特性2．特性因素K值特性因数K常用以划分石油和石油馏分的化学组成，在评价催化原料的质量上被普遍使用。它是由密度和平均沸点计算得到，也可以从计算特性因数的诺谟图求出。K值有UOPK值和WatsonK值两种。特性因数是一种说明催化裂化原料石蜡烃含量的指标。K值高，原料的石蜡烃含量高；K值低，原料的石蜡烃含量低。但它在芳香烃和环烷烃之间则不能区分开。K的平均值，烷烃约为13，环烷烃约为11.5，芳烃约为10.5。大多数催化裂化原料的K值约在11.5~12.5。我国催化裂化原料K值大多在12.0以上。原料特性因素K值的高低，最能说明该原料的生焦倾向和裂化性能。原料的K值越高，它就越易于进行裂化反应，而且生焦倾向也越小；反之，原料的K值越低，它就难以进行裂化反应，而且生焦倾向也越大。7MPCC二、催化裂化原料的特性3．原料油的残炭残炭是实验室破坏蒸馏（油样在不充足的空气中燃烧）后剩留的物质，是用来衡量催化裂化原料的非催化焦生成倾向的一种特性指标，得到非常普遍的使用。作为催化裂化原料的馏分油的残炭值很低，一般不超过0.2%（质），其胶质、沥青质含量也很少。渣油的残炭值较高，在5%~27%（质）之间，胶质、沥青质含量也很高。残炭一般由多环芳烃缩合而成，而渣油中不仅含有大量芳烃，而且含有大量的胶质和沥青质，而胶质和沥青质也含有大量多环芳烃和杂环芳烃，因而实验室中分析出来的残炭，也是一些加工过程中生焦的前身物质。8MPCC二、催化裂化原料的特性4．相对密度密度是物质的质量与其体积的比值，物质的密度是单位体积物质在真空的质量，其单位为g/cm3或kg/m3。物质的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比。因为水在4℃时的密度等于1.0000g/cm3，所以通常以4℃水为基准。油品的体积随温度的变化而变化，因此，其密度应标明温度。石油中各馏分的密度是随着其馏程的升高而增大的，这是由于相对分子质量的增大，但更重要的是由于较重的馏分中芳香烃的含量一般较高。文献资料表明，各族烃类的密度是有相当差别的。当分子中碳原子数相同时，芳香烃的最大，环烷烃的次之，烷烃的最小，烯烃的稍大于烷烃。9MPCC二、催化裂化原料的特性5．石油的元素组成世界上各种原油的性质虽然千差万别，但它们的元素组成是一致的,基本上是由碳、氢、硫、氮、氧五种元素组成，而且主要是碳和氢，占95%左右。它们在原油中的含量的一般范围是：碳83.0～87.0%

氢10.0～14.0%

硫0.05～8.00%

氮0.02～2.00%

氧0.05～2.00%

还有一些微量元素如钒、镍、铁、铜、铅，非金属元素如氯、硅、磷、砷等，这些元素虽然极为微量，但对石油炼制工艺过程影响很大。10MPCC二、催化裂化原料的特性5.1氢含量和氢碳比11MPCC二、催化裂化原料的特性12MPCC二、催化裂化原料的特性13MPCC二、催化裂化原料的特性14MPCC二、催化裂化原料的特性对于结构不同的烃类，碳数相同时，H/C的大小顺序为：烷烃＞环烷烃＞芳香烃烷烃与芳香烃的H/C差别较大，芳香烃随环数的增加，H/C显著减小。总之，H/C包含了很有价值的结构信息，H/C高的原油，其烷烃含量较高，芳烃尤其是多环芳烃含量较少。含氢量高、氢碳比大的原料有利于轻质化，轻质产物的产率比较高，重质产物比较少。15MPCC二、摄催化疼裂化钻原料塞的特超性5.其2硫含蚕量原油闸中的逝硫分强布主赖要是茫随着企馏分造沸程鼓的升次高而现增加术，大所部分竭硫集窄中在探重馏失分和桃渣油役中。渔硫在鉴原油勉中的级主要绞存在骡形态猜：16MP筋CC二、破催化耍裂化缩慧原料傅的特播性17MP选CC二、浑催化时裂化律原料钻的特欢性18MP驳CC二、木催化设裂化兽原料借的特下性5.咸3氮含高量石油前中的瓦含氮励化合藏物可挥分为暖：碱性峰含氮轻化合堤物：吡啶舰类、昨胺类计、非碱扎性含康氮化丢合物沸：吡咯浆类、隔酰胺碌类总氮(%佩)=碱性嚷氮(%抖)+非碱颗性氮(%晋)19MP装CC二、吹催化厉裂化皂原料房诚的特丢性20MP察CC二、汇催化壶裂化以原料帜的特催性21MP驰CC20喇09年3月测哄定了诱一系纺列标匹准样邪品中尊的铁烘含量钞，每恋个样布品测拔定10次二、劝催化孝裂化横原料啄的特还性22MP塔CC二、任催化百裂化只原料巾的特重性23MP生CC二、描催化疮裂化蹈原料渠的特贯性24MP锋CC二、盘催化烧裂化荐原料融的特叔性5.师4重金居属含逆量25MP字CC二、余催化唐裂化宝原料胸的特苏性26MP述CC二、肠催化煌裂化越原料命的特纵性27MP引CC二、找催化剧裂化恭原料邀的特缓性5.男5族组鸭成28MP净CC二、稠催化优裂化卵原料烟的特嫂性29MP宣CC衡量齐催化细裂化锁原料席性质锡的指锅标：馏分带组成化学队组成残炭含氮王含硫手化合肝物重金爽属二、牵催化泡裂化年原料决的特球性30MP望CC三、采催化梁裂化爹的产烦物催化既裂化原料械（重葱质馏孩分油户）1-小3a枪tm项,48泛0-寇53页0℃有催煤化剂酸存在进下产品(气体桂、液产化气或、汽多油、承柴油两、焦病炭)流化境催化普裂化准：Fl景ui双d晶Ca桶ta惩ly边ti揭c棒Cr猾ac扮ki缴ng顾(拴FC役C)31MP寻CC催化裂化产物干气C1~C3C3≯3瓶.5逗%液化乖气C2~C5C2≯2报%烈C5≯2沾%汽油C5~C11干点滴≯20康3℃柴油C10~C2095任%馏出炒温度35班1~横36计3℃油浆焦炭三、界催化滤裂化殃的产穗物32MP趟CC气体犁（干涨气、纸液化插气）1催化泥裂化悠气体狡原先唯只是播生产涛汽油惩过程慌中的债副产匀物，伸其中涝的C3、C4馏分克（液躬态烃握）占掏绝大矩部分剂，主辣要作侦家用应液化纺气和赤烷基磨化的放原料击。近缎几年飞开发伯的DC芬C、MG役G、MI挽O等过灭程，叹将气塔体也骑作为姻目的熔产物滤之一淋，其姑产率寒明显辣较高源，气钟体中钥的丙礼烯和改异丁沫烯、龄异戊堂烯是攀合成疲高分淡子聚曾合物毙和高艺辛烷榆值组省分的扩原料考。三、颤催化辱裂化毙的产喉物33MP雾CC三、凉催化呈裂化智的产虎物34MP盒CC汽油脑馏分2三、和催化洪裂化碎的产砌物催化跑裂化大汽油滥产率阀一般谅约为40零~6纠0%，含年有较霜多的允烯烃峡、异棍构烷分烃和碌芳烃费，所防以辛滨烷值飞较高洒，一佛般为80左右虽（MO寻N）。镜目前强，一茄催化兽装置飞汽油荒辛烷词值在88已~9贸0（MO吧N）之朋间，钉二催笋化装俗置汽焦油辛奔烷值顽在92递~9炎4（MO红N）之蛙间。35MP皂CC三、瞒催化舟裂化退的产缎物一般控地，爪异构越烷烃岁、异鬼构烯洞烃、仰芳香名烃的帅辛烷宫值较培高。从保矛护环泉境角家度，敌则要番控制盐汽油掠中烯故烃和饿芳香股烃的能含量雅。汽油末的理起想组甘成过去笨：单你纯从虎辛烷课值要乖求，膛理想滤组成理是异膛构烷芽烃、捎芳香望烃和确烯烃目前门：既柴要考会虑辛殃烷值劫，又伪要满愈足环兰保要对求，效理想移组成瞒主要公是异撕构烷副烃炼油勤工艺固的发竿展是勉与汽乳油理看想组卵成要缠求相盆适应具的。36MP缩慧CC柴油魄馏分3三、迈催化驳裂化吹的产拘物催化伍裂化诉柴油悠馏分缎只是砍柴油专的质爬量最答差的谈组分佩，在侦最大坝轻质炮油产激率的炒条件法下，锅柴油枪的产俱率只恨有20绒~3栏0%，当沈按多弄产柴悬油方能案生品产时昌，可疼提高汗至35鞭%左右仆。柴慢油其电中含扮有40掠~5木0%的芳抽烃，摧十六纱烷值忌较直森馏柴诊油低现得多好，通欣常只调有35左右猫而且婶硫含呼量偏棋高，臭需要众进行嫁加氢染精制皇再与凭直馏己柴油晕等调疗和后购才能积作为休柴油宫发动咳机燃征料使蜻用。37MP倒CC油浆袖馏分3三、瓜催化争裂化挣的产添物催化磁裂化配油浆然馏分绍中含浮有少纸量的发催化撒剂细踢粉，绿一般辆不作普为产画品，好可油拳浆回司炼。扛也可枝生产适部分获澄清玻油（购闪蒸狸柴油竟）。浆催化孙油浆辩含有肤较多讽的重缴芳烃判和胶亦质，桃其粘鸟度低蜘，经绣脱除北固体链颗粒挂物后槐，适苗合作晶燃料助油或缎船用肃燃料辜油调润和组忘分。焦炭4焦炭群是催吵化裂公化的附产物遭，沉印积在烤催化柴剂上摸，但性不能肃作为押产品耳。38MP虏CC四、薯催化虚裂化焰的主呈要化蓬学反迅应催化昆裂化棒过程献中的型化学佛反应镇并不务是单宴一的凳裂化敌反应脖，而国是多珠种化臣学反徐应同查时进喉行。树在催浩化裂丛化条汇件下顷，各胀种化碧学反但应的矛快慢叔、多陶少和钉难易淹程度湾都不经同。狸由于肺催化笋裂化酿原料劈燕组成帽的不柴同，束使化港学反鲁应变忧得更琴复杂银化。39MP谎CC裂化谨反应1四、菠催化陈裂化滚的主枕要化养学反剑应异构餐化反东应2氢转痕移反索应3芳构疮化反驾应4歧化立、叠附合及慈烷基害化等谢反应5催化把裂化填的主棕要反做应40MP芽CC四、误催化猴裂化淹的主幅要化济学反经应催化迅裂化鹊中各塔类单脸体烃省的反料应烷烃1主要毅发生班分解牌反应唯，分钳解成口较小辛分子善的烷才烃和贡烯烃吓。例探如：C1叛6H己34溜→C遍8H释16报+C矮8H泄18生成精的烷轨烃又席可以滋继续犯分解狗成更装小的钓分子驾。烷壁烃分葬解时裤，都阔从中虾间的C—线C键处心断裂片，而红且分泊子越企大也链越易蜂断裂导，异巴构烷毯烃的鸡反应着速度搞比正芬构烷盼烃的城快。41MP妻CC烯烃2四、粒催化势裂化惩的主界要化萄学反佛应主要才是分劈燕解反单应，必还有寻其它捞几种棵反应桶：①分晴解反佩应：来分解倍为两丝式个较末小分瞒子的筝烯烃粮。烯旋烃的贤分解该反应和速度俗比烷梅烃快锣得多沈，大踢分子绿烯烃俗的分妹解速巷度比愧小分卵子的清快，图异构遗烯烃割的分迹解速丝式度比吨正构径烯烃探的快鬼。②异之构化批反应回：a.分子骆骨架欧结构削改变训，正岭构烯茄烃变禾成异蒙构烯寄烃；b.分子作中的诱双键氏向中谣间位谎置转门移。③氢旨转移华反应已：一死方面蛮某些竖烯烃院转化追为烷叠烃；支另一统方面弟，给袖出氢哨的化麦合物杆则转滴化为扶芳烃聚或缩占合程墓度更携高的邮分子斥，甚愉至缩颂合至政焦炭习。④芳税构化送反应芝：烯将烃环街化并阴脱氢材生成忘芳烃侍。42MP范CC环烷走烃3四、谁催化师裂化捏的主滋要化桃学反狂应环烷状烃的佳环可腿断裂衔生成陕烯烃秩，烯般烃再惹继续戒进行叠上述尼各项限反应犯。环舅烷烃石也能闲通过那氢转基移反友应转演化成棋芳烃饱。带软侧链乐的五给元环薯烷烃春也可那以异低构化勤成六秘元环幕烷烃孩，再胸进一备步脱喜氢生继成芳孕烃。芳烃4芳烃评核在予催化补裂化努条件透下十昨分稳块定。延但连揭接在劝苯核浇上的镰烷基村侧链订则很歇容易拌断裂辫生成娃较小偏分子朽烯烃腊，而腹且断胃裂的寺位置边主要婚是发跌生在许侧链叹同苯跳核连缓接的纽奉键上裹。多片环芳滤烃的熔裂化隔反应羽速度页很低沾，他象们的祝主要跃反应题是缩宫合成眨稠环定芳烃点，最睡后生矮成焦穿炭，毅同时蔬放出诊氢使奸烯烃炒饱和桃。43MP期CC五、MI越P工艺螺技术暖简介多产拍异构狗烷烃其的催茄化裂帅化工糕艺（MI红P–边Ma呼xi辈mi县zi吨ngIs迈o-的Pa引ra烧ff养in迎s）是誓中国盗石化僚北京退石油归化工同科学慰研究阿院开愁发的金一项正催化柄裂化同新工舰艺。骡该工灾艺技翻术设次置两嚼个反光应区可，采继用串愧联式竭提升要管反赛应器遗和适轧宜的薯工艺拣条件漏，在酱不同鲁的反末应区腰实现菠裂化龙、氢汤转移双、异杆构化生及芳妻构化疾反应解以达典到降跨低汽乔油烯街烃含丧量的款目的罩。在哗降低见催化啄汽油油烯烃更含量数的同蹦时，仗其研列究法妻辛烷韵值（RO楼N）及腹马达烘法辛悄烷值岩（MO迹N）均料略有丸提高留，汽沿油的知安定杂性得肺到改逼善，融同时声汽油咸中的专硫含众量有衰所下星降。狱产品点分布揭中油锯浆产斜率有分所降荡低，秤总液缺收略显有提矛高。笑若将钓整体湖反应番苛刻比度提飞高，疯可适哭当兼去顾多置产丙已烯的吼要求颤。MI侍P与常季规催州化裂斜化装骗置相氏比，察操作迈难度塘基本侦相当革，能扎耗较羽常规饲催化脑略有颂降低拍。44MP汤CC五、MI难P工艺禽技术肯简介45MP揭CC五、MI蛇P工艺疯技术慢简介预提捡升介摔质进料栗系统第一桑反应个区冷激女剂或奇和冷却的谈催化下剂出口取热躲设备第二格反应米区热再秘生催神化剂高温资（51勒5℃）、仪接触初时间牙较短表（1.播2～1.另4s）、确催化梦剂裂赏化能特力强浓，以绒强化疯单分饮子裂迅化，漫生成逢较多粒的烯愤烃。适宜设的反竹应温市度（50倦5℃），夫适宜约的反渐应时