催化裂化的反应过程安全技术 (2).pdf

催化裂化的反应过程安全技术 一、裂化反应简介 裂化反应，是指在高温和隔绝空气的条件下，烷烃分子中的C—C键或C—H 键发生断裂，由较大分子转变成较小分子的过程称为裂化反应。 反应原理 裂化反应是C-C键断裂反应，反应速度较快。 一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。烃类分子可能在碳-碳键、 碳-氢键、无机原子与碳或氢原子之间的键处分裂。在工业裂化过程中，主要发 生的是前两类分裂。在中国，习惯上把从重质油生产汽油和柴油的过程称为裂化； 而把从轻质油生产小分子烯烃和芳香烃的过程称为裂解。 单纯的裂化反应是吸热反应，如果在裂化反应同时又发生大量的催化加氢反 应(如加氢裂化)，则为放热反应。单纯的裂化是不可逆反应。裂化反应的初次产 品还会发生二次裂化反应，另外少量原料也会在裂化的同时发生缩合反应。因此， 裂化反应属于平行顺序反应类型。 化学特性 工业上，烃类裂化过程是在加热，或同时有催化剂存在，或在临氢的条件下 进行，这就是石油炼制过程中常用的热裂化、催化裂化和加氢裂化。热裂化反应 按自由基链反应机理进行，催化裂化反应按碳正离子链反应机理进行。此两类反 应的产品其性质和产率各不相同。 C H →C H +C H 16 34 8 18 8 16 C H →C H +C H 8 18 4 10 4 8 C H →CH +C H 4 10 4 3 6 反应需加热，裂化同干馏和钝化一样是化学变化。 催化裂化反应类型 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。 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺 一部分馏分油)、脱沥青油。 主要控制指标：金属含量和残碳值 反应条件： 460～530℃，2～4atm，催化剂。 产品分布及特点： 气体: 10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高 汽油: 产率在 30～60%之间，ON 高，RON 可达90 左右 柴油: 产率在 0～40%， CN 较低，需调和或精制 油浆：产率在 0～10% 焦炭: 产率在 5%～10%，C:H=1:0.3～1 2.单体烃的催化裂化反应 各类单体烃的裂化反应 (1)烷烃 烷烃主要发生分解反应，例如 ：C H C H + C H 16 34 8 16 8 18 生成小分子的烷烃和烯烃，生成的烷烃还可以进一步分解成更小的分子。 异构烷烃的反应速度比正构烷烃快 烷烃分解时，分子中碳链两端的碳碳键很少发生分解 (2)烯烃 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。 ① 分解反应 烯烃发生的主要反应，遵循以下规律：(与烷烃相似） 烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多 大分子的烯烃分解反应速度比小分子快 异构烯烃的分解速度比正构烯烃快 ②异构化反应 Ⅰ. 分子骨架结构改变，正构烯烃变成异构烯烃 C C-C-C=C C-C=C Ⅱ.分子中的双键向中间方向移动 CCCCCCCCCCCC Ⅲ.烯烃空间结构的变化 C C C C C C C C ③ 氢 转 移 反 应 烯烃  烯烃  烷烃  二烯烃 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。