石油催化裂化-催化裂化化學(xué)反應(yīng)原理

問題1常減壓塔頂或側(cè)線采出溫度偏高如何調(diào)節(jié)？

（記2分）問題2

產(chǎn)品頭輕如何調(diào)節(jié)？（記2分）問題3產(chǎn)品頭重如何調(diào)節(jié)？（記2分）問題4產(chǎn)品尾輕如何調(diào)節(jié)？（記2分）問題5產(chǎn)品尾重如何調(diào)節(jié)？（記2分）復(fù)習(xí)本次課主要解決的問題：催化裂化發(fā)生了哪些反應(yīng)？本次課學(xué)習(xí)：單體烴催化裂化的化學(xué)反應(yīng)催化裂化定義：原料在催化劑的存在下，在470—530℃的條件下發(fā)生裂解等一系列反應(yīng)。催化裂化原料：重質(zhì)餾分油或渣油等。催化裂化產(chǎn)物：氣體、汽油、柴油。（一）烷烴

烷烴主要發(fā)生分解反應(yīng)，分解成較小分子的烷烴和烯烴。

例如：

C16H34→C8H16＋C8H18

分解反應(yīng)

異構(gòu)化反應(yīng)

氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)芳構(gòu)化反應(yīng)

（二）烯烴

單體烴催化裂化反應(yīng)1.分解反應(yīng)：分解為兩個(gè)較小分子的烯烴，烯烴的分解速度比烷烴高得多，且大分子烯烴分解反應(yīng)速度比小分子快，異構(gòu)烯烴的分解速度比正構(gòu)烯烴快。C16H32=C8H16+C8H16C16H32=C7H14+C9H182、異構(gòu)化反應(yīng)：該反應(yīng)包括二種，其一是分子骨架異構(gòu)，另一種雙鍵異構(gòu)（分子中雙鍵向中間位置轉(zhuǎn)移3、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：二個(gè)烯烴分子之間發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，一個(gè)獲得氫變成烷烴，另一個(gè)失去氫轉(zhuǎn)化為多烯烴及芳烴或縮合程度更高的分子，直到縮合至焦炭。氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)是催化裂化汽油飽和度較高的主要原因，但反應(yīng)速度較慢，需要較高活性催化劑。4、芳構(gòu)化反應(yīng)：烯烴環(huán)化并脫氫生成芳香烴。（三）環(huán)烷烴環(huán)烷烴的環(huán)可斷裂生成烯烴；環(huán)烷烴帶有長側(cè)鏈，則側(cè)鏈本身會(huì)發(fā)生斷裂生成環(huán)烷烴和烯烴；環(huán)烷烴可以通過氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)轉(zhuǎn)化為芳烴；帶側(cè)鏈的五員環(huán)烷烴可以異構(gòu)化成六員環(huán)烷烴，并進(jìn)一步脫氫生成芳烴。

（四）芳香烴

多環(huán)芳烴的裂化反應(yīng)速度很低，它們的主要反應(yīng)是縮合成稠環(huán)芳烴，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為焦炭，同時(shí)放出氫使烯烴飽和。本次課小結(jié)單體烴反應(yīng)：主要是分解反應(yīng)，還進(jìn)行異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化等反應(yīng)，氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生縮合反應(yīng)形成焦炭復(fù)習(xí)催化裂化反應(yīng)機(jī)理：碳正離子學(xué)說，該機(jī)理可以解釋催化裂化：（1）β位上斷鍵、（2）異構(gòu)化、（3）生成C3和C4氣體物質(zhì)本次課主要解決的問題：石油餾分的催化裂化反應(yīng)特點(diǎn)

石油餾分的催化裂化反應(yīng)特點(diǎn)

一、各烴類之間的競爭吸附和反應(yīng)的阻滯作用烷烴單環(huán)環(huán)烷烴單烷基單環(huán)芳烴烯烴稠環(huán)環(huán)烷烴稠環(huán)芳烴對(duì)于碳原子數(shù)相同的各族烴，吸附能力的大小順序按化學(xué)反應(yīng)速度的高低進(jìn)行排列

稠環(huán)芳烴結(jié)論：環(huán)烷烴有一定的吸附能力，又具有適宜的反應(yīng)速度，富含環(huán)烷烴的石油餾分是催化裂化的理想原料。正構(gòu)烷烴小分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴單烷基單環(huán)芳烴異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴

大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴烯烴二、石油餾分的催化裂化反應(yīng)是復(fù)雜的平行—順序反應(yīng)

催化裂化反應(yīng)屬于平行—順序反應(yīng)。

二次反應(yīng)：原料油可直接裂化為汽油或氣體，屬于一次反應(yīng)，汽油又可進(jìn)一步裂化生成氣體。

石油餾分的催化裂化反應(yīng)（虛線表示不重要的反應(yīng)）重要特點(diǎn)：反應(yīng)深度對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率分布有重大影響。轉(zhuǎn)化率＝氣體、汽油、焦炭產(chǎn)率之和。本次課小結(jié)石油餾分催化裂化反應(yīng)特征：一、各烴類之間的競爭吸附和反應(yīng)的阻滯作用；二、復(fù)雜的平行順序反應(yīng)單體烴催化裂化反應(yīng)：主要是：分解反應(yīng)，異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化等反應(yīng)，氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)同時(shí)也會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)形成焦炭復(fù)習(xí)本次課主要解決的問題：烴類催化裂化反應(yīng)機(jī)理烴類催化裂化反應(yīng)機(jī)理——碳正離子學(xué)說

正碳離子：指缺少一對(duì)價(jià)電子的碳所形成的烴離子（或稱陽碳離子）。如：

碳正離子的主要來源是由一個(gè)烯烴分子獲得一個(gè)氫離子（質(zhì)子）而生成的，例如：CnH2n＋H＋=CnH2n＋1＋

下面以正十六烯的催化裂化反應(yīng)為例來說明正碳離子的生成和轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律。1．十六烯從催化劑表面上或與已生成的正碳離子獲得一個(gè)質(zhì)子（H+）而生成正碳離子；2．大的正碳離子不穩(wěn)定，容易在β位上斷裂；3．生成的正碳離子是伯碳離子，不夠穩(wěn)定，易于變成仲碳離子，然后又在β位上斷裂，直到C3H7+、C4H9+為止；4．正碳離子的穩(wěn)定程度依次是：叔正碳離子＞仲正碳離子＞伯正碳離子，因此生成的正碳離子趨向于異構(gòu)成叔正碳離子。5．正碳離子將H+

還給催化劑，本身變成烯烴，反應(yīng)中止。

用碳正離子機(jī)理，可以解釋催化裂化很多現(xiàn)象：（1）β