催化裂化
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化的核心工艺，是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。
催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油。
产品分布及特点：
★气体: 10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高
★汽油: 产率在30～60%之间，ON高，RON可达90左右
★柴油: 产率在0～40%，CN较低，需调和或精制
★油浆：产率在0～10%
★焦炭: 产率在5%～10%，C:H=1:0.3～1
催化裂化的工艺特点
催化裂化过程是以减压馏分油、焦化柴油和蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在常压和450℃~510℃条件下，在催化剂的存在下，发生一系列化学反应，转化生成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。
催化裂化过程具有以下几个特点：
⑴轻质油收率高，可达70%~80%；
⑵催化裂化汽油的辛烷值高，马达法辛烷值可达78，汽油的安定性也较好；
⑶催化裂化柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值，以满足规格要求；
⑷催化裂化气体，C3和C4气体占80%，其中C3丙烯又占70%，C4中各种丁烯可占55%，是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。
根据所用原料，催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体上，气体产率为10%~20% ，汽油产率为30%~50%，柴油产率不超过40%，焦炭产率5%~7%左右。
由以上产品产率和产品质量情况可以看出，催化裂化过程的主要目的是生产汽油。
我国的公共交通运输事业和发展农业都需要大量柴油，所以催化裂化的发展都在大量生产汽油的同时，能提高柴油的产率，这是我国催化裂化技术的特点。
在同一条件下，剂油比大，表明原料油能与更多的催化剂接触。
㈡影响催化裂化反应深度的主要因素
影响催化裂化反应转化率的主要因素有：原料性质、反应温度、反应压力、反应时间。
1、原料油的性质原料油性质主要是其化学组成。
原料油组成中以环烷烃含量多的原料，裂化反应速度较快，气体、汽油产率比较高，焦炭产率比较低，选择性比较好。
对富含芳烃的原料，则裂化反应进行缓慢，选择性较差。
另外，原料油的残炭值和重金属含量高，会使焦炭和气体产率增加。
2、反应温度反应温度对反应速度、产品分布和产品质量都有很大影响。
在生产中温度是调节反应速度和转化率的主要因素，不同产品方案，选择不同的反应温度来实现，对多产柴油方案，采用较低的反应温度(450℃～470℃)，在低转化率高回炼比下操作。
对多产汽油方案，反应温度较高(500℃～530℃)；采用高转化率低回炼比。
3、反应压力提高反应压力的实质就是提高油气反应物的浓度，或确切地说，油气的分压提高，有利于反应速度加快。
提高反应压力有利于缩合反应，焦炭产率明显增高，气体中烯烃相对产率下降，汽油产率略有下降，但安定性提高。
提升管催化裂化反应器压力控制在0.3MPa ～0.37MPa。
4、空速和反应时间在提升管反应器中反应时间就是油气在提升管中的停留时间。
图3-5表示提升管催化裂化的反应时间与转化率的关系。
由图可见，反应开始阶段，反应速度最快，1秒后转化率的增加逐渐趋于缓和。
反应时间延长，会引起汽油的二次分解，同时因为分子筛催化剂具有较高的氢转移活性，而使丙烯、丁烯产率降低。
提升管反应器内进料的反应时间要根据原料油的性质，产品的要求来定，一般约为1秒～4秒。
催化裂化 - 工艺过程
催化裂
化
催化裂化的流程（图1)包括三个部分：①原料油催化裂化；②催化剂再生；③产物分离。
原料经换热后与回炼油混合喷入提升管反应器下部，在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。
反应温度480～530℃,压力0.14MPa（表压）。
反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器（简称旋分器）分离后，进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。
裂化气经压缩后去气体分离系统。
结焦的催化剂在再
生器用空气烧去焦炭后循环使用，再生温度为600～730℃。
使用分子筛催化剂时，为了使炼厂产品方案有一定的灵活性，可根据市场需要改变操作条件以得到最大量的汽油、柴油或液化气（见表）。
催化裂化过程具有以下几个特点:
⑴轻质油收率高,可达70%~80%;
⑵催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也较好;
⑶催化裂化柴油十六烷值较低,常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值,以满足规格要求;
⑷催化裂化气体,C3和C4气体占80%,其中C3丙烯又占70%,C4中各种丁烯可占55%,是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料.
根据所用原料,催化剂和操作条件的不同,催化裂化各产品的产率和组成略有不同,大体上,气体产率为10%~20% ,汽油产率为30%~50%,柴油产率不超过40%,焦炭产率5%~7%左右.由以上产品产率和产品质量情况可以看出,催化裂化过程的主要目的是生产汽油.我国的公共交通运输事业和发展农业都需要大量柴油,所以催化裂化的发展都在大量生产汽油的同时,能提高柴油的产率,这是我国催化裂化技术的特点.
催化裂化装置的组成单元
按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元或“系统”：
(1)反应-再生系统------包括原料油的裂化反应和催化剂的再生两个工艺过程。
l一辅助燃烧室，
2一主风(空气)分布管；
3一再生器密相段(床)；
4一再生器稀相段；
5一再生器一、二级旋风分离器
6一烟气集气室，
7一反应油气集气室，
8一沉降器一、二级旋风分离器
9一快速分离器，
10一沉降器沉降段，
11一沉降器汽提段；
12一待生斜管，
13一待生单动滑阀；
14一再生淹流斗；
15一提升管反应器；
16一再生斜管；
17一再生单动滑阀图
3-1提升管催化裂化装置反应—再生系统流程
(2)分馏系统------根据裂化产品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、柴油、回炼油和油浆。
图3-2 分馏系统典型流程示意图
(3)吸收稳定系统-------用稳定汽油将裂化气体中的C3和C4组分(液化石油气的主要成分)吸收下来，把乙烷及其以下的轻组分(裂化干气的主要组分)汽提出去，作为燃料气使用。
(4)能量回收系统------由于催化剂再生时产生的烟气携带有大量热能和压力能，回收这部分能量，可以降低生产成本和能耗，提高经济效益。
对于大型装置，一般都是采用烟气轮机回收压力能，用作驱动主风机的动力和带动薄电机发电；用余热锅炉进行热能回收，以产生蒸汽，供汽轮机使用或外输。