5e科普丨怎么从重油里变出汽油来 “中能网”是“中国能源网”官方的微信

目前，在石油产品中，作为汽车燃料的汽油和柴油的数量要占到一多半，而一般原油中含有的汽油、柴油这样的轻质馏分只有1/4左右，光是从数量上看就有很大差距，同时在质量上也达不到要求。

因而，人们便想方设法要把约占原油3/4的较重成分变成轻质燃料，以满足交通事业发展的需要。根据原油在350℃起就开始分解这个特点，20世纪初就有人开发了石油热裂化生产汽油的方法，并大规模工业化，基本满足了当时的需要。但是到了20世纪40年代，汽车数量激增，汽油机的工作条件越来越苛刻，热裂化汽油无论在数量上还是质量上都已经不能满足需要，此时一种称为催化裂化的新生产工艺便应运而生。自那时起，催化裂化迅速发展，逐渐成为生产汽油的主角，而热裂化则逐渐退出历史舞台，现在已几乎绝迹。

所谓催化裂化就是指在催化剂存在下进行裂化反应，与单纯的热裂化相比，它可以在较低的温度下、较短的时间内完成反应，大大提高了生产的效率和汽油的质量。其反应温度大体在500℃左右，反应时间只有几秒钟。催化裂化的原料比较广泛，最初主要用沸点范围为350～500℃的中间馏分为原料，现在大量采用重质原料（全部或部分掺入常压渣油或减压渣油），就是所谓重油催化裂化。催化裂化所用的催化剂现有许多品牌，但在本质上它们都是硅和铝的化合物，现在普遍采用的是一类称为Y型分子筛的固体酸催化材料，以分子筛为主要成分的裂化催化剂具有很高的催化活性、选择性及稳定性。

事物往往是一分为二的，在催化裂化过程中原料也是两极分化的：一方面是大分子变小，产生出人们所需要的轻质产物；另一方面，大分子还缩合成更大的分子，直至生成焦炭。这些焦炭沉积在催化剂上，会使催化剂的活性大大下降以致使它无法工作。只有通入空气把焦炭烧掉，对催化剂进行再生，使其活性得到恢复后，才能重复使用。在炼油厂里，这个过程是在一种叫做流化床的设备中完成的，像粉末一样的微球形催化剂周而复始地在反应器和再生器之间来回穿梭运动。在反应器中，随着反应的进行催化剂的表面会结上焦炭，其活性也就逐渐下降；随后结了焦的催化剂就进入再生器，在空气气流中使催化剂上的焦炭燃烧掉，这样便可使催化剂的活性得以恢复。而焦炭燃烧所放出的热量会被催化剂吸收，为它回到反应器中继续进行裂化反应创造条件，这样也就一举两得了。

催化裂化汽油的产率大体在50％左右，它在我国车用汽油中的份额约占80％之多。催化裂化汽油基本可达到90号车用汽油的标准，但是从环保上更高的要求来看，其中烯烃的含量较高，硫含量一般也偏高，这是目前正在设法解决的问题。此外，催化裂化还产出25％～30％的柴油馏分，其质量较差，需要经过进一步处理后才能应用。

催化裂化在生成汽油、柴油等液体产物的同时，还生成以丙烷、丙烯、丁烷、丁烯为主要成分的气体产物。它们在不太高的压力下就可以变成液体，这就是常用作民用燃料的液化气。其实，把液化气当燃料烧掉是很可惜的。因为它们是极好的石油化工原料，可以用来制取聚丙烯和聚丙烯腈等许多十分重要的产品。近年来，还开发了一系列用催化裂化方法尽量多产气体烯烃的过程，成为除了高温裂解外另一条提供石油化工原料的重要渠道。

此外，还有一类也能把大分子变小，使重质的原料变轻的过程称为加氢裂化。这种方法是在高达100多个大气压（约10兆帕）的氢气下，经过加氢裂化催化剂的作用，可以生产出质地纯净的优质喷气飞机燃料、柴油以及石油化工的原料（轻油）。

来源：石油知识

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