第九节　裂化

一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。烃类分子可能在碳碳键、碳氢键、无机原子与碳或氢原子之间的键处分裂。在工业裂化过程中，主要发生的是前两类分裂。在中国，习惯上把从重质油生产汽油和柴油的过程称为裂化；而把从轻质油生产小分子烯烃和芳香烃的过程称为裂解。

工业上，烃类裂化过程是在加热，或同时有催化剂存在，或在临氢的条件下进行，这就是石油炼制过程中常用的热裂化、催化裂化和加氢裂化。

一、热裂化

热裂化在加热和加压下进行，根据所用压力的高低分高压热裂化和低压热裂化。高压热裂化在较低温度（450～550℃）和较高压力（2～7MPa）下进行。低压热裂化在较高温度（550～750℃）和较低的压力（0.1～0.5MPa）下进行。处于高温下的裂解，要直接喷水急冷，假如因停水或水压不足，及因操作失误，气体压力大于水压而冷却不下来，会烧坏设备从而引起火灾。为了防止此类事故发生，应配备两种电源和水源，操作时，要保证水压大于气压，发现停水或气压大于水压时要紧急放空。裂解后的产品多数是以液态储存，在一定的压力，如有不严之处，储槽中的物料就会散发出来，遇明火发生爆炸。高压容器和管线要求不泄漏，并应安装安全装置和事故放空装置。压缩机厂房应安装固定的蒸汽灭火装置，其开关设在外边人员易接近的地方。机械设备，管线必须安装完备的静电接地和避雷装置。

分离主要是在气相下进行的。所分离的气体均有火灾爆炸危险，假如设备系统不严密或操作失误，造成可燃气体泄漏，与空气混合形成爆炸性气体混合物，遇火源就会燃烧或爆炸。分离都是在一定压力下进行的。原料经压缩机压缩有较高的压力，若设备材质不良，误操作造成负压或超压，或者因压缩机冷却不好，设备因腐蚀、裂缝而泄漏物料，就会发生设备爆炸或油料着火。分离大都在低温下进行，操作温度有的低至-30～100℃。在这样的低温条件下，假如原料气或设备系统含水，就会发生冻结堵塞，以至爆炸起火。

分离的物质在装置系统内活动，尤其在压力下输送，易产生静电火花，引起燃烧，因此应该有完善的消除静电的措施。分离塔设备均应安装安全阀和放空管；低压系统和高压系统应有止逆阀；配备固定的氮气装置、蒸汽灭火装置。操作过程中要严格控制温度和压力。发生事故需要停车时，要停压缩机、关闭阀门，切断与其他系统的通路，并迅速开启系统放空阀，再用氮气或水蒸气、压力水等扑救。放空时应当先放液相后，再放气相。

二、催化裂化

催化裂化装置主要由3个系统组成，即反应再生系统、分馏系统以及吸收稳定系统。在生产过程中，这3个系统是紧密相连的整体。反应系统的变化很快地影响到分馏和吸收稳定系统。后两个系统的变化反过来又影响到反应部分。在反应器和再生器间，催化剂悬浮在气流中，整个床层要保持均匀，避免局部过热，造成事故。

两器压差保持稳定，是催化裂化反应中最重要的安全问题，两器压差一定不能超过规定的范围。目的就是要使两者之间的催化剂沿一定方向活动，避免倒流，造成油气与空气混合发生爆炸。当维持不住两器压差时，应迅速启动保护系统。封闭两器间的单动滑阀。当两器内存有催化剂的情况下，必须通过以流化介质维持活动状态，防止造成死床。正常操作时，主风量和进料量不能低于流化所需的最低值，否则应通进一定量的事故蒸汽，以保护系统内正常流化温度，保证压差的稳定。当主风量由于某种原因停止时，应当自动切断反应器进料，同时启动主风与原料及增压风自动保护系统。向再生器与反应器、提升管内通进流化介质，而原料则经事故旁通线进回炼罐或分馏塔，切断进料，并应保持系统的热量。催化裂化装置关键设备应当具有两路以上的供电电源，自动切换装置应经常检查，保持灵敏好用，当其中一路停电时，另一路能在几秒内自动合闸送电，保证装置的正常运行。

三、加氢裂化

加氢裂化是在有催化剂及氢气存在下，使蜡油通过裂化反应转化为质量较好的汽油、煤油和柴油等轻质油。它与催化裂化不同的是在进行裂化反应时，同时伴有烃类加氢反应、异构化反应等，所以称加氢裂化。

由于反应温度和压力均较高，又接触大量氢气，火灾爆炸危险性较大。加热炉来稳操作对整个装置安全运行十分重要，要防止设备局部过热。防止加热炉的炉管烧穿或者高温管线、反应器漏气。高压下钢与氢气接触易产生氢脆。因此应加强检查，定期更换管道和设备。