(三)化學(xué)反應(yīng)過程

　　1．催化裂化反應(yīng)的特點

　　催化裂化反應(yīng)是在催化劑表面上進(jìn)行的，其反應(yīng)過程的7個步驟如下：

　?、贇鈶B(tài)原料分子從主流擴散到催化劑表面；②原料分子沿催化劑外向內(nèi)擴散；③原料分子被催化劑活性中心吸附；④原料分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；⑤產(chǎn)品分子從催化劑內(nèi)表面脫附；⑥產(chǎn)品分子由催化劑外向外擴散；⑦產(chǎn)品分子擴散到主流中。

　　重質(zhì)原料反應(yīng)生成目的產(chǎn)品可用下圖表示：

?

　　2．催化裂化反應(yīng)種類

　　石油餾分是由十分復(fù)雜的烴類和非烴類組成，其反應(yīng)過程十分復(fù)雜，種類繁多，大致分為幾個類型。

　　(1)裂化反應(yīng)

　　是主要的反應(yīng)。即C—C鍵斷裂，大分子變?yōu)樾》肿拥姆磻?yīng)。 (2)異構(gòu)化反應(yīng)

　　是重要的反應(yīng)。即化合物的相對分子量不變，烴類分子結(jié)構(gòu)和空間位置變化，所以催化裂化產(chǎn)物中會有較多異構(gòu)烴。

　　(3)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)

　　是一個烴分子上的氫脫下來加到另一個烯烴分子上，使其烯烴飽和，該反應(yīng)是催化裂化特有的反應(yīng)。雖然氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)會使產(chǎn)品安定性變好，但是大分子的烴類反應(yīng)脫氫將生成焦炭。

　　(4)芳構(gòu)化反應(yīng)

　　烷烴、烯烴環(huán)化生成環(huán)烷烴和環(huán)烯烴，然后進(jìn)一步氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成芳烴，由于芳構(gòu)化反應(yīng)使汽油、柴油中芳烴較多。

　　除以上反應(yīng)外，還有甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)、疊合反應(yīng)和烷基化反應(yīng)等。

　　(四)主要操作條件及工藝技術(shù)特點

　　1．主要操作條件

　　因不同的工藝操作條件不盡相同，表2—12列出一般一段再生催化裂化的主要操作條件。

　　2．工藝技術(shù)特點

　　(1)微球催化劑的氣—固流態(tài)化

　　催化裂化確切一點應(yīng)該叫作流化催化裂化。微球催化劑(60—70／1m粒徑)在不同氣相線速下呈現(xiàn)不同狀態(tài)，可分為固定床(即催化劑不動)、流化床(即催化劑只在一定的空間運動)和輸送床(即催化劑與氣相介質(zhì)一同運動而離開原來的空間)三種。

?

?

　　催化裂化的提升管反應(yīng)是輸送床，而再生器中待生催化劑的燒焦過程是流化床，所以微球催化劑的氣—固流態(tài)化是催化裂化工藝得以發(fā)展的基礎(chǔ)，從而使反應(yīng)—再生能在不同的條件下得以實現(xiàn)。

　　(2)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)

　　最主要的反應(yīng)是大分子烴類裂化為小分子烴類的化學(xué)反應(yīng)，從而使原油中大于300℃餾分的烴類生成小分子烴類、氣體、液化氣、汽油、柴油等，極大地增加了煉油廠的輕質(zhì)油收率，并能副產(chǎn)氣體和液化氣。

　　(五)催化劑及助劑

　　1．催化劑

　　烴類裂化反應(yīng)，應(yīng)用熱裂化工藝也能完成，但是有了催化劑的參加，其化學(xué)反應(yīng)方式不同，所以導(dǎo)致二類工藝的產(chǎn)品性質(zhì)和產(chǎn)品分布都不同。

　　目前催化裂化所使用的催化劑都是分子篩微球催化劑，根據(jù)不同產(chǎn)品要求可制造出各種型號的催化劑。但其使用性能要求是共同的，即高活性和選擇性，良好的水熱穩(wěn)定性，抗硫、氮、重金屬的中毒；好的強度，易再生，流化性能好等。目前常見的有重油催化裂化催化劑、生產(chǎn)高辛烷值汽油催化劑、最大輕質(zhì)油收率催化劑、增加液化氣收率催化劑和催化裂解催化劑等。由于催化裂化原料的重質(zhì)化，使重油催化劑發(fā)展十分迅速，目前國內(nèi)全渣油型催化劑性能見表2—13。

?