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具体分析下催化裂解装置的技术原理

发布时间:2022-06-17   点击次数:27次
  催化裂解装置采用的是在催化剂作用下将烃类转化为低碳烯烃的技术,由于其可加工的原料种类丰富,涉及C4烃、庚烷、石脑油、催化裂化汽油、柴油、减压瓦斯油等,且可以重质油为原料直接制取低碳烯烃。
 
  催化裂解装置的技术原理:
 
  催化裂解是石油烃类在酸性沸石催化剂和高温蒸汽的协同作用下转化为乙烯和丙烯等低碳气体烯烃的过程。酸性催化剂和高温的存在决定了催化裂解反应机理是一个正碳离子机理和自由基机理共存的局面,催化裂解过程实际上是催化裂解反应和热裂解反应共存的过程,具有双反应机理。
 
  通常情况下,反应温度低,催化裂解反应中正碳离子机理占主导,丙烯含量增加,乙烯含量减少;反应温度高,则自由基机理占主导,乙烯含量会增加。此外,催化剂类型不同,占主导的反应机理也不同。
 
  在酸性沸石催化剂上进行低温裂解,正碳离子反应机理将占主导;在Ca-Al系列催化剂进行高温裂解,自由基反应机理将占主导;在具有双酸性ZX的沸石催化剂上进行中温裂解,则是正碳离子机理和自由基机理共同发挥重要作用。对催化裂解反应机理进行研究,有利于更好地开发相应的催化裂解催化剂,提高低碳烯烃收率。
 
  在反应的过程中,氢转移反应和二次裂化反应会影响低碳烯烃的生成。生成的低碳烯烃可发生氢转移反应转变成烷烃,生成的正碳离子也容易与相邻酸性ZX上吸附的其他烃分子发生氢转移反应,而减少碳-碳键断裂,导致低碳烯烃的生成减少。
 
  烯烃分子裂化反应速度较快且竞争吸附能力较强,容易发生二次裂化反应而分解得到较小的烯烃分子,导致低碳烯烃的生成增加。因此为了多产低碳烯烃,应该YZ氢转移反应(即YZ小分子烯烃的进一步转化),但同时应加强大分子烯烃的二次裂化反应。通常,可通过降低酸性沸石催化剂的酸密度和提高酸强度来实现YZ氢转移反应,通过提高温度强化二次裂化反应。而YZ氢转移反应也有利于降低生焦率。
 
  对于碳五烯烃催化裂解制取乙烯、丙烯的过程,则被认为是:一部分C5烯烃将直接裂解生成C2烃和C3烃,另一部分C5烯烃可通过二聚形成C10中间体,然后裂解生成C4=和C6=,紧接着C6=烃会进一步发生裂解二次反应生成乙烯、丙烯等低碳烯烃。
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