前言

催化裂化是石油煉制過程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質油發生裂化反應，轉變為裂化氣、汽油和柴油等的過程。催化裂化是目前石油煉制工業中最重要的二次加工過程，也是重油輕質化的核心工藝，是提高原油加工深度、增加輕質油收率的重要手段。

原料及産品 ：

原料:各種重質油（VGO、CGO、AR、VR等）.

反應條件：在500℃左右0.2～0.4MPa及催化劑的作用下.

産品: ♦氣體(幹氣和LPG).

♦高辛烷值汽油.

♦催化柴油（LCO）.

♦油漿及焦炭.

催化劑的分類

工業上廣泛使用的裂化催化劑可分為兩大類：

♦無定型矽酸鋁：包括天然白土、合成低鋁矽酸鋁、合成高鋁矽酸鋁

♦結晶型矽鋁酸鹽：即分子篩催化劑（沸石）

與無定型矽酸鋁相比，分子篩催化劑具有更高的選擇性、活性和穩定性。

上圖是一個高低并列式提升管催化裂化裝置的工藝流程。催化裂化工藝過程，一般由三個部分組成，即反應一再生系統、分餾系統、吸收—穩定系統。對處理量較大、反應壓力較高（例如>0.2MPa）的裝置，常常還有再生煙氣的能量回收系統。

反應-再生系統

新鮮原料油經換熱後與回煉油漿混合，經加熱爐加熱至180-320℃後至催化裂化提升管反應器下部的噴嘴，原料油由蒸氣霧化并噴入提升管内，在其中與來自再生器的高溫催化劑（600-750℃）接觸，随即汽化并進行反應。油氣在提升管内的停留時間很短，一般隻有幾秒鐘。反應産物經旋風分離器分離出夾帶的催化劑後離開沉降器去分餾塔。

積有焦炭的催化劑（稱待生催化劑）由沉降器落入下面的汽提段。汽提段内裝有多層人字形擋闆并在底部通入過熱水蒸氣，待生催化劑上吸附的油氣和顆粒之間的空間内的油氣被水蒸氣置換出而返回上部。經汽提後的待生催化劑通過待生斜管進人再生器。

分餾系統

由反應器來的反應産物（油氣）從底部進入分餾塔，經底部的脫過熱段後在分餾段分割成幾個中間産品:塔頂為富氣及汽油，側線有輕柴油、重柴油和回煉油。塔底産品是油漿。輕柴油和重柴油分别經汽提後，再經換熱、冷卻後出裝置。

吸收—穩定系統

吸收—穩定系統主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔及穩定塔組成。從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3、C4組分。吸收穩定系統的作用就是利用吸收和精餾的方法将富氣和粗汽油分離成幹氣（≤C2）液化氣（C3、C4）和蒸氣壓合格的穩定汽油。其中的液化氣再利用精餾的方法通過氣體分餾裝置将其中的丙烯、丁烯分離出來，進行化工利用。催化裂化裝置的分餾系統及吸收—穩定系統在各催化裂化裝界中一般并無很大差别。

再生煙氣的能量回收系統

再生器排除的煙氣一般還要經三級旋風分離器再次分離回收催化劑，高溫高速的煙氣主要有兩種路徑：

一、進入煙機，推動煙機旋轉帶動發電機或鼓風機。

二、進入餘熱鍋爐進行餘熱回收，最後廢氣經工業煙囪排放。

反應機理

與按自由基反應機理進行的熱裂化不同，催化裂化是按碳正離子機理進行的，催化劑促進了裂化、異構化和芳構化反應，裂化産物比熱裂化具有更高的經濟價值，氣體中C3和C4較多，異構物多；汽油中異構烴多，二烯烴極少，芳烴較多。其主要反應包括：

♦分解反應(使重質烴轉變為輕質烴)；

單體烴（如烷烴、烯烴）主要發生分解反應。烷烴的分解多從中間的C-C鍵斷裂，而且分子量越大越易斷裂，反應速度也越快；烯烴是一次分解反應的産物，很活潑，反應速度快，在催化裂化過程中是一個重要的中間産物和最終産物。

♦異構化反應；

♦氫轉移反應;

氫轉移反應是催化裂化反應所特有的反應，是造成催化裂化汽油飽和程度高的主要原因。

♦環化反應和芳構化反應;

烯烴可環化成環烷烴并脫氫成為芳烴

♦縮合反應、生焦反應.

多環芳烴的裂化反應速度很低，它們的主要反應是縮合成稠環芳烴，最後生成焦炭 。

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