催化裂解

催化裂解是石油炼制过程中的重要技术。

其历史沿革丰富自 1936 年 E.J 胡德利开发相关技术以来不断发展。中国在 1965 年实现工业化此后不断创新如开发 MIP、IHCC/HSCC 技术等。

反应过程包含原理和种类。原理方面石油馏分由单体烃组成不同烃类反应各异。烷烃主要发生分解烯烃反应活跃包括分解、异构化、氢转移、芳构化等环烷烃主要有分解、氢转移和异构化反应芳香烃侧链易断裂。反应种类包括裂化、异构化、氢转移、芳构化、叠合、烷基化等。

反应原料有试剂和主要原料。试剂方面催化裂化催化剂主要组分是沸石和基质还有添加剂。主要原料通常是馏出物重油渣油因产焦多、易使催化剂中毒不适合。

反应装置为流化床反应器工艺流化催化裂化装置由反应器、再生器、工艺设备和烟囱等组成。流化床催化裂化反应再生器有同高并列式、高低并列式、同轴式等各有特点。

工艺流程涵盖反应再生系统、分馏系统、吸收稳定系统、烟气能量回收系统。反应再生系统中原料经预热与高温再生催化剂反应油气经分离、汽提、再生等实现催化剂循环。分馏系统中进料是过热气体带催化剂细粉塔顶采用循环回流取热还设置中段循环回流。吸收稳定系统目的是分离富气中组分降低汽油蒸汽压。烟气能量回收系统可回收能量降低装置能耗。

在低值废塑料资源化方面催化裂解技术有诸多优势如低温中利用陶瓷催化剂连续化学反应消除有害物质减少污染物质排出无需繁琐预处理制造高纯度裂解油和炭黑等。催化裂解技术还在不断发展如开发重油选择性催化裂解技术等有效缓解了化工原料需求压力前景广阔。

催化装置是炼油二次加工装置以重质馏分油为原料利用流态化技术和分子筛催化剂在一定温度、压力下使原料发生化学反应转化为轻质油品。

主要产品有汽油、轻柴油和液化气我国车用汽油约 80%由其生产。

其原理是催化剂参与反应但自身性质不变改变反应途径降低活化能从而加快反应速度。比如反应 A+B→C 通过中间活性结合物(AB)过渡速度较慢加入催化剂 K 后反应途径改变速度加快。

催化装置在不同场合和废气处理中有不同工艺流程一般由废气预处理、预热设备和催化燃烧设备组成。废气预处理可防止催化剂床层堵塞和中毒预热设备包括废气和催化剂燃烧器预热对于本身温度高的废气可不设预热设备预热热源常采用电加热。

催化燃烧设备通常采用固定床催化反应器设计要便于操作和维修。在工艺设计时处理气量较大宜采用分建式流程气量小可用催化燃烧炉还要注意安全防爆。

催化装置优点众多如良好的耐腐蚀性、能快速溶解难溶样品、操作简单、数据可靠、内部有保护衬套等还能代替铂金坩埚。其应用广泛包括化学分析的样品预处理、原子吸收和等离子体发射分析中的样品溶解预处理、重金属和农药测定、消化不溶物、用作反应容器和小剂量合成反应等。