具體分析下催化裂解裝置的技術(shù)原理

　　催化裂解裝置采用的是在催化劑作用下將烴類轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的技術(shù)，由于其可加工的原料種類豐富，涉及C4烴、庚烷、石腦油、催化裂化汽油、柴油、減壓瓦斯油等，且可以重質(zhì)油為原料直接制取低碳烯烴。
 

　　催化裂解裝置的技術(shù)原理：
 

　　催化裂解是石油烴類在酸性沸石催化劑和高溫蒸汽的協(xié)同作用下轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯等低碳?xì)怏w烯烴的過(guò)程。酸性催化劑和高溫的存在決定了催化裂解反應(yīng)機(jī)理是一個(gè)正碳離子機(jī)理和自由基機(jī)理共存的局面，催化裂解過(guò)程實(shí)際上是催化裂解反應(yīng)和熱裂解反應(yīng)共存的過(guò)程，具有雙反應(yīng)機(jī)理。
 

　　通常情況下，反應(yīng)溫度低，催化裂解反應(yīng)中正碳離子機(jī)理占主導(dǎo)，丙烯含量增加，乙烯含量減少;反應(yīng)溫度高，則自由基機(jī)理占主導(dǎo)，乙烯含量會(huì)增加。此外，催化劑類型不同，占主導(dǎo)的反應(yīng)機(jī)理也不同。
 

　　在酸性沸石催化劑上進(jìn)行低溫裂解，正碳離子反應(yīng)機(jī)理將占主導(dǎo);在Ca-Al系列催化劑進(jìn)行高溫裂解，自由基反應(yīng)機(jī)理將占主導(dǎo);在具有雙酸性ZX的沸石催化劑上進(jìn)行中溫裂解，則是正碳離子機(jī)理和自由基機(jī)理共同發(fā)揮重要作用。對(duì)催化裂解反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究，有利于更好地開發(fā)相應(yīng)的催化裂解催化劑，提高低碳烯烴收率。
 

　　在反應(yīng)的過(guò)程中，氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和二次裂化反應(yīng)會(huì)影響低碳烯烴的生成。生成的低碳烯烴可發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)轉(zhuǎn)變成烷烴，生成的正碳離子也容易與相鄰酸性ZX上吸附的其他烴分子發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，而減少碳-碳鍵斷裂，導(dǎo)致低碳烯烴的生成減少。
 

　　烯烴分子裂化反應(yīng)速度較快且競(jìng)爭(zhēng)吸附能力較強(qiáng)，容易發(fā)生二次裂化反應(yīng)而分解得到較小的烯烴分子，導(dǎo)致低碳烯烴的生成增加。因此為了多產(chǎn)低碳烯烴，應(yīng)該YZ氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)(即YZ小分子烯烴的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化)，但同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)大分子烯烴的二次裂化反應(yīng)。通常，可通過(guò)降低酸性沸石催化劑的酸密度和提高酸強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)YZ氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，通過(guò)提高溫度強(qiáng)化二次裂化反應(yīng)。而YZ氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)也有利于降低生焦率。
 

　　對(duì)于碳五烯烴催化裂解制取乙烯、丙烯的過(guò)程，則被認(rèn)為是:一部分C5烯烴將直接裂解生成C2烴和C3烴，另一部分C5烯烴可通過(guò)二聚形成C10中間體，然后裂解生成C4=和C6=，緊接著C6=烴會(huì)進(jìn)一步發(fā)生裂解二次反應(yīng)生成乙烯、丙烯等低碳烯烴。