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摘要：环保法规对汽油产品的质量要求日益严格，目前我国车用汽油的有害物质控制标准要求限制烯烃含量、硫含量和芳烃含量，其中烯烃含量要求不大于35v%，芳烃含量不大于40v%，苯含量不大于.25v%，硫含量不大于800PPm，该标准已于2003年7月1日在全国实施。从目前汽油质量标准的发展趋势来看，在烯烃含量进一步降低的同时，辛烷值的提高和硫含量的降低也会很快成为新的标准要求。预计2005年后，特别随着2012年的"绿色奥运"的日益临近，.汽油质量将实行更严格的欧洲III排放标准，烯烃要求含量在20v%以下，辛烷值在95以上，同时，硫含量要求更低。
关键词：炼油技术；催化裂化；环境保护；催化剂；清洁汽油；反应机理；烯烃；烷烃
1引言
国外主要从"配方"着手来达到相应的质量标准即利用多种工艺生产汽油，然后将多种汽油进行调配。我国炼油工艺基本是以催化裂化工艺为主，因为商品汽油中有85%来自催化裂化工艺，其烯烃含量一般高达45%-60%，几乎任何炼油企业都有催化裂化装置；另一方面加氢能力不足，催化重整原料不够以及烷基化、异构化等高辛烷值汽油组分生产工艺缺乏，因此，在我国不能采用"调和"的方法使车用汽油的烯烃含量、硫含量和辛烷值达到更高的标准。所以目前的成品汽油中烯烃的含量大多高于清洁汽油的规格。各炼油化工企业除了努力增加汽油调和组分外，都纷纷采用降烯烃工艺。采用汽油降烯烃工艺后，汽油烯烃的含量基本都能控制在35v%以下。但由于液化气收率和丙烯收率均较低，炼厂的效益受到一定程度的影响。
2催化裂化的发展
催化裂化是一项重要的炼油工艺，其总加工能力已列各种转化工艺的前矛，其技术复杂程度也位居于各类炼油工艺首位，因而催化裂化装置在炼油工业中占有举足轻重的作用。
在热裂化催化技术开发之前，汽油的生产主要采用原油蒸馏的方法，当时汽油的产率还不到原油的20%，辛烷值也只有50左右。随着1913年第一套热裂化工业装置的投产，1925年开始广泛使用四已基铅，以及1930年石脑油热重整技术的使用，使汽油产率在1936年急剧上升，汽油RON也上升到71-79。
催化裂化的研究可追溯到19世纪90年代，当时Gulf石油公司的炼油界先驱者McAefe在实验室发现采用三氯化铝做催化剂可促进裂化反应，从而提高汽油产率，但一直到20多年后这一过程才被人们所认识，因而Gulf石油公司19巧年建立了第一套工业化装置。采用固体酸性催化剂的Houdry催化裂化工艺的开发是炼油技术中的一个空前的成就。经过数百种催化剂的筛选，Houdry选定酸性白土作为催化剂，并采用空气烧掉催化剂上焦炭的方法，这一成果引起了很多石油公司的注意。当时美国的Vacuurn石油公司于1931年在炼厂建成3500t/a的中型装置。
2.2催化裂化的反应机理
催化裂化是生产汽油等轻质油品最重要的二次加工手段之一，其反应过程十分复杂，主要反应有:裂化、异构化、歧化、烷基转移、氢转移、环化以及缩合等，主要的化学反应可以用正碳离子学说解释。
正碳离子Cabocation包括Carbenium ion和Carbonimu ion。Carbenium ion是三配位的正碳离子，即经典的正碳离子，它的稳定性主要依赖于该离子的空间结构。质谱和微量热实验的数据表明叔碳离子是最稳定的也是最容易生成的，与叔碳离子相比，生成仲碳离子和伯碳离子所需的能量分别多40-60KJ/mol和70-105KJ/mol。Carbonium ion在超强酸溶液中的稳定性存在己经被NMR、Ramna以及XPS所证实。最近也有研究者通过NMR证实，在固体酸表面上，也存在着某些相当稳定的正碳离子。Carbonium ion被称为非经典的正碳离子，它是一种五配位的高能量的正碳离子，具有一个三中心两电子键。三中心可由一个C原子和两个H原子、两个C原子和一个H原子或者桑C原子组成。
2.3降烯烃反应机理
在催化裂化条件下，油气在催化剂表面上形成一个相当复杂的反应体系。无论是烷烃、环烷烃还是芳烃都是以C-C键断裂为最基本的一次反应并生成烯烃，然后在此基础上发生各种二次反应，较重要的二次反应有:烯烃的裂化、环化、异构化、氢转移和叠合，环烷烃脱氢，芳烃缩合，烷基转移和烷基化反应等。这些二次反应，都是通过烯烃或烯烃参与进行的，由一次反应生成的烯烃，则基本上成为二次反应的中间体。降低汽油烯烃含量希望发生的反应主要有氢转移反应、环化(芳构化)反应、异构化反应、叠合(线度缩合)反应及烷基化反应。在催化裂化反应条件下，氢转移反应的热力学平衡常数较大，容易发生；环化(芳构化)的热力学平衡常数次之，也较容易发生；异构化反应中烯烃的异构相对容易，而烷烃的异构化相对困难；叠合反应及烷基化反应都难以发生。因此，理想的降烯烃过程要平衡裂化反应和选择性氢转移反应活性之间的关系，同时加强烯烃的异构化反应和环化(芳构化)反应。
裂化
烷烃→ 小烷烃+烯烃
3国内外催化裂化工艺应用现状
3．1国外情况
国外催化裂化工艺实现工业化生产已有68年的历史，其中流化床工艺也已出现62年，并迅速淘汰了固定床和移动床工艺，不久它就成为一项重要的炼油工艺扩其总加工能力已列各种重油轻质化工工艺的前矛(超过加氢裂化、焦化和减粘裂化之和)，而且进入21世纪之后这一地位保持不变[l0]。虽然它曾面临着后起的加氢裂化工艺的竞争和上世纪末以来生产质量标准日益严格的清洁燃料的挑战，但最终都化险为夷。推其原因首先归结为催化裂化的技术进步，在工艺流程、催化剂性能和机械设备大型化等方面都有长足发展和该进，降低了投资和加工成本，化解了由于节能和环保要求带来的压力；其次是相继开发成功了多种原料预处理、产品精制和改质等工艺技术和催化裂化工艺"配套"，还有其他炼油工艺和催化裂化工艺的合理"组合"；最后是以催化裂化技术为核心派生出来的一系列"家族工艺"，将催化裂化转变为构成"炼油-化工一体化"的主题装置。
3．2国内情况
国内流化催化裂化工艺实现工业化生产即将40年。根据我国的具体情况，它的发展势头很猛，进入21世纪已建成的装置超过100套，年加工能力超过100Mt。由于清洁燃料的标准逐步向国外高档次靠拢，催化裂化的汽油和柴油质量明显不能满足商品燃料要求。我国石化企业及时抓紧了科研工作，相继开发了多种催化剂、助剂和工艺技术，成功的应对了高价引进国外专利技术和市场开放将导致外油大量进口和高辛烷值汽油组分的调和比例，但我国仍继续保持着独有的以催化裂化汽油为主要商品汽油组分的特色口。
4结语
环保法规对汽油产品的质量要求日益严格，而从目前汽油质量标准的发展趋势来看，烯烃含量、硫含量超标，辛烷值达不到标准，所以，降低烯烃含量，提高辛烷值是当前炼油工艺的当务之急。我国炼油工艺基本是以催化裂化工艺为主，因为商品汽油中有85%来自催化裂化工艺，其烯烃含量一般高达45%-6%0，几乎任何炼油企业都有催化裂化装置；另一方面加氢能力不足，催化重整原料不够以及烷基化、异构化等高辛烷值汽油组分生产工艺缺乏，所以改进和优化现有的催化裂化、新的催化裂化工艺的开发具有很大的现实意义和经济价值。
参考文献：
[1] 陈俊武，曹汉昌. 催化裂化工艺与工程[M]. 北京:中国石化出版社，1995
[2] 卢捍卫，陈俊武. 催化裂化在炼油厂中的地位和作用展望[R]. 报告论文集，2003
作者简介：牛卫定（1979-），男，汉族，2002年毕业于宁夏大学化学工程与工艺专业，现主要从事工程管理方面的工作。
关键词：炼油技术；催化裂化；环境保护；催化剂；清洁汽油；反应机理；烯烃；烷烃
1引言
国外主要从"配方"着手来达到相应的质量标准即利用多种工艺生产汽油，然后将多种汽油进行调配。我国炼油工艺基本是以催化裂化工艺为主，因为商品汽油中有85%来自催化裂化工艺，其烯烃含量一般高达45%-60%，几乎任何炼油企业都有催化裂化装置；另一方面加氢能力不足，催化重整原料不够以及烷基化、异构化等高辛烷值汽油组分生产工艺缺乏，因此，在我国不能采用"调和"的方法使车用汽油的烯烃含量、硫含量和辛烷值达到更高的标准。所以目前的成品汽油中烯烃的含量大多高于清洁汽油的规格。各炼油化工企业除了努力增加汽油调和组分外，都纷纷采用降烯烃工艺。采用汽油降烯烃工艺后，汽油烯烃的含量基本都能控制在35v%以下。但由于液化气收率和丙烯收率均较低，炼厂的效益受到一定程度的影响。
2催化裂化的发展
催化裂化是一项重要的炼油工艺，其总加工能力已列各种转化工艺的前矛，其技术复杂程度也位居于各类炼油工艺首位，因而催化裂化装置在炼油工业中占有举足轻重的作用。
在热裂化催化技术开发之前，汽油的生产主要采用原油蒸馏的方法，当时汽油的产率还不到原油的20%，辛烷值也只有50左右。随着1913年第一套热裂化工业装置的投产，1925年开始广泛使用四已基铅，以及1930年石脑油热重整技术的使用，使汽油产率在1936年急剧上升，汽油RON也上升到71-79。
催化裂化的研究可追溯到19世纪90年代，当时Gulf石油公司的炼油界先驱者McAefe在实验室发现采用三氯化铝做催化剂可促进裂化反应，从而提高汽油产率，但一直到20多年后这一过程才被人们所认识，因而Gulf石油公司19巧年建立了第一套工业化装置。采用固体酸性催化剂的Houdry催化裂化工艺的开发是炼油技术中的一个空前的成就。经过数百种催化剂的筛选，Houdry选定酸性白土作为催化剂，并采用空气烧掉催化剂上焦炭的方法，这一成果引起了很多石油公司的注意。当时美国的Vacuurn石油公司于1931年在炼厂建成3500t/a的中型装置。
2.2催化裂化的反应机理
催化裂化是生产汽油等轻质油品最重要的二次加工手段之一，其反应过程十分复杂，主要反应有:裂化、异构化、歧化、烷基转移、氢转移、环化以及缩合等，主要的化学反应可以用正碳离子学说解释。
正碳离子Cabocation包括Carbenium ion和Carbonimu ion。Carbenium ion是三配位的正碳离子，即经典的正碳离子，它的稳定性主要依赖于该离子的空间结构。质谱和微量热实验的数据表明叔碳离子是最稳定的也是最容易生成的，与叔碳离子相比，生成仲碳离子和伯碳离子所需的能量分别多40-60KJ/mol和70-105KJ/mol。Carbonium ion在超强酸溶液中的稳定性存在己经被NMR、Ramna以及XPS所证实。最近也有研究者通过NMR证实，在固体酸表面上，也存在着某些相当稳定的正碳离子。Carbonium ion被称为非经典的正碳离子，它是一种五配位的高能量的正碳离子，具有一个三中心两电子键。三中心可由一个C原子和两个H原子、两个C原子和一个H原子或者桑C原子组成。
2.3降烯烃反应机理
在催化裂化条件下，油气在催化剂表面上形成一个相当复杂的反应体系。无论是烷烃、环烷烃还是芳烃都是以C-C键断裂为最基本的一次反应并生成烯烃，然后在此基础上发生各种二次反应，较重要的二次反应有:烯烃的裂化、环化、异构化、氢转移和叠合，环烷烃脱氢，芳烃缩合，烷基转移和烷基化反应等。这些二次反应，都是通过烯烃或烯烃参与进行的，由一次反应生成的烯烃，则基本上成为二次反应的中间体。降低汽油烯烃含量希望发生的反应主要有氢转移反应、环化(芳构化)反应、异构化反应、叠合(线度缩合)反应及烷基化反应。在催化裂化反应条件下，氢转移反应的热力学平衡常数较大，容易发生；环化(芳构化)的热力学平衡常数次之，也较容易发生；异构化反应中烯烃的异构相对容易，而烷烃的异构化相对困难；叠合反应及烷基化反应都难以发生。因此，理想的降烯烃过程要平衡裂化反应和选择性氢转移反应活性之间的关系，同时加强烯烃的异构化反应和环化(芳构化)反应。
裂化
烷烃→ 小烷烃+烯烃
3国内外催化裂化工艺应用现状
3．1国外情况
国外催化裂化工艺实现工业化生产已有68年的历史，其中流化床工艺也已出现62年，并迅速淘汰了固定床和移动床工艺，不久它就成为一项重要的炼油工艺扩其总加工能力已列各种重油轻质化工工艺的前矛(超过加氢裂化、焦化和减粘裂化之和)，而且进入21世纪之后这一地位保持不变[l0]。虽然它曾面临着后起的加氢裂化工艺的竞争和上世纪末以来生产质量标准日益严格的清洁燃料的挑战，但最终都化险为夷。推其原因首先归结为催化裂化的技术进步，在工艺流程、催化剂性能和机械设备大型化等方面都有长足发展和该进，降低了投资和加工成本，化解了由于节能和环保要求带来的压力；其次是相继开发成功了多种原料预处理、产品精制和改质等工艺技术和催化裂化工艺"配套"，还有其他炼油工艺和催化裂化工艺的合理"组合"；最后是以催化裂化技术为核心派生出来的一系列"家族工艺"，将催化裂化转变为构成"炼油-化工一体化"的主题装置。
3．2国内情况
国内流化催化裂化工艺实现工业化生产即将40年。根据我国的具体情况，它的发展势头很猛，进入21世纪已建成的装置超过100套，年加工能力超过100Mt。由于清洁燃料的标准逐步向国外高档次靠拢，催化裂化的汽油和柴油质量明显不能满足商品燃料要求。我国石化企业及时抓紧了科研工作，相继开发了多种催化剂、助剂和工艺技术，成功的应对了高价引进国外专利技术和市场开放将导致外油大量进口和高辛烷值汽油组分的调和比例，但我国仍继续保持着独有的以催化裂化汽油为主要商品汽油组分的特色口。
4结语
环保法规对汽油产品的质量要求日益严格，而从目前汽油质量标准的发展趋势来看，烯烃含量、硫含量超标，辛烷值达不到标准，所以，降低烯烃含量，提高辛烷值是当前炼油工艺的当务之急。我国炼油工艺基本是以催化裂化工艺为主，因为商品汽油中有85%来自催化裂化工艺，其烯烃含量一般高达45%-6%0，几乎任何炼油企业都有催化裂化装置；另一方面加氢能力不足，催化重整原料不够以及烷基化、异构化等高辛烷值汽油组分生产工艺缺乏，所以改进和优化现有的催化裂化、新的催化裂化工艺的开发具有很大的现实意义和经济价值。
参考文献：
[1] 陈俊武，曹汉昌. 催化裂化工艺与工程[M]. 北京:中国石化出版社，1995
[2] 卢捍卫，陈俊武. 催化裂化在炼油厂中的地位和作用展望[R]. 报告论文集，2003
作者简介：牛卫定（1979-），男，汉族，2002年毕业于宁夏大学化学工程与工艺专业，现主要从事工程管理方面的工作。