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北极星大气网报道：
催化裂化简介
催化裂化技术概述：
催化裂化是石油精炼过程中至关重要的一环，其核心是通过热和催化剂的作用，将重质油品裂解为轻质产品如裂化气、汽油和柴油等。
在这一过程中，大分子烃类经过热裂化和缩合反应，分解为更小的分子。采用的催化剂通常有两种类型：无定形硅酸铝和沸石型硅酸铝。固定床催化裂化常用低活性催化剂。
催化裂化是石油二次加工的主要方式之一，具有高效的裂化气、汽油和柴油生产能力。该过程涉及分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合和生焦等反应，与热裂化相比，催化裂化能够更有效地生产轻质油，汽油的辛烷值较高，柴油的安定性更好，并且还会副产富含烯烃的液化气。近年来，分子筛催化剂的使用显著提升了催化裂化的效率，其中包括硅溶胶或铝溶胶作为粘结剂的半合成分子筛催化剂。提升管催化裂化（riser catalytic cracking）是近年来发展的一种新型反应器形式。
催化裂化的类型：
催化裂化的主要类型包括：移动床催化裂化、流化床催化裂化和提升管催化裂化。移动床催化裂化使用小球硅酸铝催化剂，而流化床催化裂化则使用微球硅酸铝催化剂。现代提升管催化裂化则采用微球分子筛催化剂，这种方法能够更好地控制接触时间，从而减少焦炭的生成。根据所用原料的不同，催化裂化可以分为馏分油催化裂化和渣油催化裂化。
催化裂化的反应过程：
催化裂化过程中，焦炭会沉积在催化剂表面，导致催化剂活性降低。通过空气焚烧焦炭，可以再生催化剂，使其恢复活性，并提供裂化所需的热量。催化裂化的原料主要是重质馏分油，也可以是掺有渣油的重质馏分油或经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油。催化裂化过程中，催化剂的焦炭积累会导致催化剂活性下降，因此需要定期再生。
历史发展：
催化裂化技术首次由法国的E.J.胡德利在1936年成功研究，并由美国索康尼真空油公司和太阳石油公司联合实现工业化。当时使用的固定床反应器需要交替进行反应和催化剂再生。为满足高压缩比汽油发动机对高辛烷值汽油的需求，催化裂化技术逐渐发展为移动床和流化床两种形式。移动床催化裂化因设备复杂性逐渐被淘汰，而流化床催化裂化由于设备相对简单、处理能力大，得到了广泛应用。60年代，分子筛催化剂的出现进一步推动了催化裂化技术的发展，提升管催化裂化成为主流。
中国于1958年在兰州建成了移动床催化裂化装置，1965年在抚顺建立了流化床催化裂化装置，1974年则在玉门完成了提升管催化裂化装置的建设。到1984年，中国已有39套催化裂化装置，占原油加工能力的23%。
反应机理：
催化裂化的反应机理不同于热裂化的自由基机理，它依据碳正离子机理进行。催化剂的作用促进了裂化、异构化和芳构化反应，使得裂化产物的经济价值远高于热裂化产品。催化裂化产物的气体中C3和C4含量较高，汽油中的异构烃和芳烃含量也较多。主要反应包括：分解、异构化、氢转移、芳构化和缩合反应。
装置类型：
催化裂化装置可以分为并列式和同轴式两种主要类型。并列式根据反应器和再生器的位置高低的不同分为同高并列式和高低并列式两类；同轴式则特点为反应器和再生器同轴布置，并且催化剂输送采用塞阀控制。高低并列式的特点在于缩短反应时间，减少二次反应，而同轴式则采用垂直提升管和耐磨蚀弯头，提高了催化剂的输送效率。
工艺流程：
催化裂化的工艺流程主要包括原料油催化裂化、催化剂再生和产物分离三个部分。原料油经过提升管反应器下部的喷嘴与高温催化剂混合，反应温度为480～530℃，压力为0.14~0.2MPa。反应油气经过沉降器和旋风分离器分离后，进入分馏塔进行汽油、柴油和重质回炼油的分离。结焦的催化剂在再生器中经过高温空气焚烧再生后循环使用。
催化裂化的反应部分涉及原料油的换热和喷雾，催化剂的积焦会通过汽提段进行分离。再生部分主要通过高温空气焚烧焦炭以恢复催化剂的活性，烟气经过旋风分离器后处理，并利用高温烟气进行能量回收。
发展趋势：
流化床催化裂化的原料处理以往主要集中在低镍、低钒的原油蒸馏馏分油，近年来，随着渣油需求的减少和资源节约，流化床催化裂化装置也开始掺炼减压渣油或常压渣油。为应对渣油中的重金属中毒，催化裂化装置采用了抗重金属中毒催化剂和钝化剂等预处理措施。
催化剂相关：
催化裂化中使用的催化剂主要成分为硅酸铝，催化效果由其酸性活性中心决定。早期的催化剂以粉状为主，随后发展出了微球形催化剂和含稀土元素的分子筛催化剂。现代催化剂采用Y型分子筛微球，显著提高了活性和稳定性。
催化裂化工艺过程的结构：
催化裂化工艺流程包括反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统。处理量大、压力高的装置常配备再生烟气的能量回收系统。
1.工艺过程概述：
图1展示了高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程，包括反应—再生系统、分馏系统及吸收—稳定系统的详细介绍。
2.再生系统：
新鲜原料油经过换热与回炼油混合，然后加热至180-320℃，喷入提升管反应器，与高温催化剂接触后发生反应。油气在提升管内停留时间很短，经过旋风分离器分离催化剂后，油气进入分馏塔。积焦的催化剂由沉降器落入汽提段，经过过热蒸气汽提后，再生处理。