Ⅰ 催化裂化提升管反应器的提升管反应器
提升管上端出口处设有气—固快速分离构件,其目的是使催化剂与油气快速分离以抑制反应的继续进行。快速分离构件有多种形式,比较简单的有半圆帽形、T字形的构件,为了提高分离效率,近年来较多地采用初级旋风分离器。实际上油气在沉降器及油气转移管线中仍有一段停留时间,从提升管出日到分馏塔约为10-20s。,而且温度也较高一般为450-510℃。在此条件下还会有相当程度的二次反应发生,而且主要是热裂化反应,造成于气和焦炭产率增大。对重油催化裂化,此现象更为严重,有时甚至在沉降器、油气管线及分馏塔底的器壁上结成焦块。因此,缩短油气在高温下的停留时间是很有必要的。适当减小沉降器的稀相空间体积、缩短初级旋风分离器的升气管出口与沉降器顶的旋风分离器入口之间的距离是减少二次反应的有效措施之一。据报道,采取此措施可以使油气在沉降器内的停留时间缩短至3s,热裂化反应明显减少。
提升管下部进料段的油剂接触状况对重油催化裂化的反应有重要影响。对重油进料,要求迅速汽化、有尽可能高的汽化率,而且一与催化剂的接触均匀。原料油雾化粒径小可增人传热面积,而.只由于原料油分散程度高,油雾与催化剂的接触机会较均等,从而提高了汽化速率。实验及计算结果表明,雾滴初始粒径越小则进料段内的汽化速率越高,两者之间呈指数关系。实验结果还表明,对重油催化裂化,提高进料段的汽化率能改善产品产率分布。因此,选用喷雾粒径小,而且粒径分布范围较窄的高效雾化喷嘴对重油催化裂化是很重要的。模拟计算结果表明,当雾滴平均粒径从60μm减小至50μm时,对重油催化裂化的反应结果仍有明.显的效果。除了液雾的粒径分布外,影响油雾与催化剂的接触状况的因素还有喷嘴的个数及位置、喷出液雾的形状、从预提升管上升的催化剂的流动状况等。在重油催化裂化时,对这些因素都应予以认真的研究。 中国石油大学成功开发的催化裂化汽油辅助反应器改质技术,以常规催化裂化催化剂和常规催化裂化工艺为基础,依托原有催化裂化装置,增设了一个单独的提升管与湍动床层相组合的辅助反应器,利用这一单独的改质反应器对催化裂化汽油进行进一步改质,促进了需要的氢转移和异构化反应并抑制了不需要的裂化反应,实现了催化裂化汽油的良性定向催化转化,从而达到了降低烯烃含量、维待辛烷值基本不变以生产清洁汽油的目的。其工艺流程如图5所示。工业化应用结果表明,可使催化裂化汽油烯烃含量降到20%(体积分数)以下,且维持辛烷值不变,使催化裂化装置直接生产出烯烃含量合格的高品质清洁汽油。改质过程损失小,只占整个重油催化裂化装置物料平衡的0.8%(质量分数),且操作与调变灵活,通过调整改质反应器操作,可提高丙烯产率3%左右。
除此之外,有研究报道,采用渣油单独进料并选好其注人的位置会有利于改善反应状况。对下行式钾式反应器也有不少研究。从原理上分析,卜行式反应器可能有以下一些优点:油气与催化剂一起从上而下流动,没有固体颗粒的滑落间题,流型可接近平推流而很少返混;有可能与管式再生器结合而节约投资等。这种反应器型式可能对要求高温、短接触时间的反应更为适合。关于下行式反应器的研究已有一些专利,但尚未见有工业化的报道。
Ⅱ 催化裂化详细资料大全
催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。
Ⅲ 杨朝合的研究工作
杨朝合教授主要从事化学工艺方面的教学和研究工作,先后主讲《储运油料学》、《催化原理》、《石油炼制工程》、《化工系统工程》和《化学反应工程》等课程。主要研究领域为石油加工工、过程优化、以及石油转化过程的传递和反应动力学,主持或参加完成重要科研课题30多项,多次参加国际学术会议,公开发表论文150多篇,其中50多篇被SCI和EI收录,参编教材2部,合作申请专利22项,获省部级科技奖励10次,并于2000年获中国科学技术发展基金会侯祥麟基金奖。
杨朝合参与研发的“两段提升管催化裂化技术”,2004年获得中国石油与化工协会技术发明一等奖、中国石油天然气集团公司技术创新一等奖,2005年获教育部技术发明一等奖,2010年获得国家科技进步二等奖。“新型催化裂化增产丙烯助剂和催化剂”成功实现工业化推广,获得中国石油与化工协会科技进步一等奖。“两段提升管催化裂解多产丙烯兼顾轻油生产技术”顺利完成工业试验,并于2009年通过专家鉴定,技术水平达到国际领先,获得中国石油与化工协会科技进步一等奖,中国石油天然气集团公司科技进步一等奖。目前承担有国家自然科学基金重大项目子课题“催化裂化提升管反应器的时空多尺度结构研究”、973项目子课题“重油临氢与非临氢转化技术集成过程的化学”,山东省重点科研项目“重质油高效加工新技术开发研究”。此外,“渣油加氢转化催化剂焦炭沉积的动态平衡机理研究”,“催化裂化过程中的氢转移和异构化反应规律研究”,“新型催化裂化反应历程的研究”,“FCC汽油制低碳烯烃催化剂的研制”,“两段提升管催化裂化技术数学模型开发”等课题均得到中国石油、中国石化和教育部的资金支持。
Ⅳ 提升管反应器的工作原理是什么
沉降器与再生器之间怎么循环的?催化剂沉降器里的催化剂怎么运动,待再生催化剂去再生器,再生后催化剂去提升管,里面是怎么个运动状态,还请高人指点!
Ⅳ 管式反应器的原理
管式反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器,属于平推流反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。管式反应器返混小,因而容积效率(单位容积生产能力)高,对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。
管式反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流。
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管式反应器
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审阅专家赵阳国
管式反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器,属于平推流反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。管式反应器返混小,因而容积效率(单位容积生产能力)高,对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。
中文名
管式反应器
外文名
Tubular reactor
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主要类型
工业应用
特点
基本结构
管式反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流。[1]
主要类型
水平管式反应器
水平管式反应器是进行气相或均液相反应常用的一种管式反应器,由无缝管与U形管连接而成。这种结构易于加工制造和检修。
共4张
主要类型
立管式反应器
立管式反应器包括单程式立管式反应器、中心插入管式立管式反应器、夹套式立管式反应器,其特点是将一束立管安装在一个加热套筒内,以节省地面。立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应工艺中。
盘管式反应器
将管式反应器做成盘管的形式,设备紧凑,节省空间,但检修和清刷管道比较麻烦。反应器一般由许多水平盘管上下重叠串联而成。每一个盘管由许多半径不同的半圆形管子相连接成螺旋形式,螺旋中央留出只φ400的空间,便于安装和检修。
U形管式反应器
U形管式反应器的管内设有挡板或搅拌装置,以强化传热与传质过程。U形管的直径大,物料停留时间长,可以应用于反应速率较慢的反应。例如带多孔挡板的U形管式反应器,被应用于己内洗胺的聚合反应。带搅拌装置的U形管式反应器适用于非均均液相物料或液固相悬浮物料,如甲苯的连续硝化、葱的连续磺化等反应。
Ⅵ 原料油经加热后与来自再生器的催化剂混合后,由水蒸气携带送入提升管反应器裂。。。。。。。。 请分析可
原因主要有:
1、进入提升管的原料油量偏小,反应物料减小,沉降器顶部的油气量过小。
2、再回生滑阀开度不够大。答再生滑阀开度小,导致催化剂循环量小,与油气接触的催化剂量小,原料油没有彻底反应,沉降器顶部的油气量较小。
3、再生器温度低。再生器密相温度低,催化剂循环量降低,反应深度减小,也会导致沉降器中油气量减小。
Ⅶ 催化裂化装置吸收稳定系统的原理是什么
催化裂化生产过程的主要产品是气体、汽油和柴油,其中气体产品包括干气和液化石油气,干气作为本装置燃料气烧掉,液化石油气是宝贵的石油化工原料和民用燃料。
所谓吸收稳定,目的在于将来自分馏部分的催化富气中C2以下组分与C3以上组分分离以便分别利用,同时将混入汽油中的少量气体烃分出,以降低汽油的蒸气压,保证符合商品规格。
吸收-稳定系统包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、稳定塔以及相应的冷换设备。
由分馏系统油气分离器出来的富气经气体压缩机升压后,冷却并分出凝缩油,压缩富气进入吸收塔底部,粗汽油和稳定汽油作为吸收剂由塔顶进入,吸收了C3、C4(及部分C2)的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔顶部。
吸收塔设有一个中段回流以维持塔内较低的温度,吸收塔顶出来的贫气中尚夹带少量汽油,经再吸收塔用轻柴油回收其中的汽油组分后成为干气送燃料气管网。吸收了汽油的轻柴油由再吸收塔底抽出返回分馏塔。
解吸塔的作用是通过加热将富吸收油中C2组分解吸出来,由塔顶引出进入中间平衡罐,塔底为脱乙烷汽油被送至稳定塔。稳定塔的目的是将汽油中C4以下的轻烃脱除,在塔顶得到液化石油气〈简称液化气〉,塔底得到合格的汽油——稳定汽油。
吸收解吸系统有两种流程,上面介绍的是吸收塔和解吸塔分开的所谓双塔流程;还有一种单塔流程,即一个塔同时完成吸收和解吸的任务。双塔流程优于单塔流程,它能同时满足高吸收率和高解吸率的要求。
Ⅷ 石化厂的DCC装置是什么
DCC工艺是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(石科院)开发的DCC工艺通过高选择性的催化剂把重质原料裂解为低碳烯烃。该项技术包括Ⅰ型催化裂解工艺(DCC-Ⅰ)和Ⅱ型催化裂解工艺(DCC-Ⅱ),对应的催化剂分别为CHP-1催化剂及CIP催化剂。
拓展资料:
1、催化裂解是在催化剂作用下将烃类转化为低碳烯烃的一种技术,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。
2、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。
3、DCC-Ⅰ的工艺特点是反应条件较为苛刻,使用提升管加床层式反应器,可Z大化生产以丙烯为主的气体烯烃。DCC-Ⅱ的工艺特点是反应条件较为缓和,使用提升管反应器,可Z大化生产异戊烯和异丁烯,兼顾丙烯和优质汽油的生产。
4、石科院以DCC技术为基础,开发出了由重油直接制取乙烯、丙烯的催化热裂解(CPP)工艺。该工艺主要特点有:一是原料为重油,拓宽了乙烯原料来源;二是操作方式灵活,可根据需要调整产品结构;三是把催化反应和热裂化反应相结合,使用具有正碳离子和自由基双重反应活性的催化剂。
采用质量分数45%石蜡油掺55%的减压渣油为原料,在兼顾乙烯和丙烯生产的操作条件下进行工业化试验,乙烯产率为13.71%,丙烯为21.45%。世界首套将CPP催化热裂解工艺工业化的装置是沈阳化工集团50万吨/年催化热裂解(CPP)制乙烯项目。
Ⅸ 烃类热裂解制烯烃的技术趋势是什么
按反应进行的先后顺序,可以将反应划分为一次反应和二次反应。
一次反应即由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应。
二次反应主要是指由一次反应生成的低级烃进一步反应生成多种产物,直至最后生成焦或碳的反应。显然,二次反应不仅降低低级烯烃的收率,而且生成的碳和焦会堵塞管道和设备,是不希望发生的反应。
烃类裂解反应机理和动力学:
(1)链引发——这是裂解反应的开始,烷烃引发主要是断裂C-C键,而对C-H键的引发较小。
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(2)链的增长反应一一可分为两种反应,即自由基的分解反应和自由基的夺氢反应。
(3)链终止反应—一自由基与自由基结合成分子的反应。
乙烯的生产主要采用蒸汽裂解法,其产量超过总产量的90%,因而,对其新工艺、新设备的研究、新材料的应用、过程的优化配置等方面倍受关注,不断推出原料适应性强、乙烯收率和热效率高的新型蒸汽裂解炉。目前,石脑油裂解温度已提高到840~860℃,单程小直径炉管裂解温度巳提高到900℃,石脑油裂解单程乙烯收率提高到28%~35%。
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由于蒸汽裂解法技术已日臻完善,可改进的余地并不大,加上该法反应温度高、所用耐高温合金材料昂贵、耗能高、易结焦、以及原料要求苛刻(轻质原料油),所以近年来,催化工作者将更多的注意力转向用其他新技术生产乙烯的研究,包括催化裂解制乙烯技术、甲烷氧化偶联技术、乙烷氧化脱氢技术、炼厂干气选择氧化技术、天然气经甲醇或二甲醚制低碳烯烃技术等。这些技术的目的在于优化乙烯原料资源配置,从天然气到重油(渣油)各种烃类都得到充分利用,并节能降耗,降低乙烯成本,提高乙烯收率。
催化裂解制乙烯是在高温蒸汽和酸性催
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化剂存在下,烃类裂解生成乙烯等低碳烯烃的技术。该过程是以自由基反应为主,伴随着碳正离子反应,因而比蒸汽裂解反应温度低。通过对固体酸催化剂的改性,可选择性地裂解生成以乙烯为主的低碳烯烃,收率在50%以上,从而突破传统的催化裂化生产液相产品为主的技术路线。
催化裂解制取低碳烯烃的研究始于上世纪60年代,到80年代仅有前苏联半工业化生产试验的报道,以及2000年日本工业化报道。石油化工科学研究院从80年代中期开始了重油催化裂解制丙烯技术,近年来又开始研究重油催化裂解制乙烯技术,也有相当的进展。洛阳石油
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化工工程公司炼制研究所于80年代末开展了对重油直接催化裂化制乙烯工艺和催化剂的研究工作,现已进入工业化试验阶段。
烃类催化裂解制轻烯烃是一种有吸引力的技术,到目前为止,国内外已发表了许多研究结果和专利,其研究的目标如下:
(1)提高烯烃的选择性以减少原料消耗;
(2)降低反应温度,降低烯烃生产的能耗;
(3)增加裂解反应产品分布的灵活性,不但可提高乙烯收率,亦可增加丙烯收率;
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(4)提高乙烯装置对原料的适应性,提供能加工重质烃类馏分生产轻烯烃的技术,因为重烃直接用于管式炉热裂解是很困难的。
催化裂解主要致力于催化剂的开发,此类催化剂应具有高活性和选择性以及低的氢转移活性,既要保证比热裂解过程中的乙烯等低级不饱和化合物收率更高,甲烷和液体产物更低,同时还要具有高稳定性和强度,而且应结焦少,以保证长周期运转。国外催化裂解制乙烯专利中申请的催化剂大致可分为三大类:
(1)无定性和结晶型硅铝酸盐类常规裂解催化剂;
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(2)碱或碱土金属铝酸盐化合物;
(3)在不同载体上载有不同金属氧化物的催化剂,载体有氧化铝、浮石及无定性和结晶型(沸石)硅酸铝等。
烃类裂解制乙烯非酸性催化剂
烃类裂解制乙烯研究工作始于二十世纪60年代,研究核心是开发合适的催化剂,揭示非均相裂解机理及载体与催化剂之间的相互影响。各种催化剂在700~750℃间可获得高乙烯收率,重点是解决催化剂的稳定性和结焦后催化剂的再生问题。
有文献报道,以钒酸钾为催化剂,比表
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面积小(<1m2/g)、氧化硼改性的α—氧化铝大孔陶瓷(孔径10、15μm)为载体,所用的原料为沸程42~180℃的直馏汽油、汽油—催化重整抽余油(40~150℃)和宽馏份轻烃,进行了半工业试验研究。结果表明:
(1)该催化剂适用于各种馏分和组成的气体和裂解原料。
(2)催化剂加速了烃类裂解,提高了乙烯选择性,与热裂解相比活化能降低60~80kJ/mol。
(3)催化裂解按自由基机理和按均相—非均相机理进行,一次断裂键为均相和非均相,二次转化主要为非均相反应。
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(4)汽油在空速3~3.5h-1、稀释蒸汽(质量分数)60%~75%条件裂解时,适宜的裂解温度为780~785℃,丙烯在760℃达到峰值;停留时间为0.1~0.2s时乙烯、丙烯收率最高。可见,其最佳裂解温度比热裂解要低30~60℃。
(5)汽油裂解运行2000h,焦炭为12%(以催化剂计),此结焦量可与热裂解过程的结焦情况相比拟。
(6)催化剂在最佳条件下运行5000h,未发现催化剂活性下降,可见稳定性很好。
(7)催化剂总使用寿命为3年,再生周期为1500~2000h,可用含少量氧的蒸汽—
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空气再生,再生时间为24~30h。
前苏联古比雪夫合成醇厂将原处理量为4t汽油/h的高温热裂解炉改为催化裂解炉后,裂解温度由830℃降为780~790℃,停留时间从O.6~0.7s缩短至0.1~0.2s,而乙烯收率从26%提高到34.5%,丙烯收率从14.6%增加到17.5%。
HCC工艺借鉴了成熟的重油催化裂化工艺技术,采用提升管反应器(或下行管式反应器)来实现高温(660~700℃)、短接触时间(<2s)的工艺要求,所用的催化剂可选自SiO2、Al203、MgO、CaO、BaO、ZrO2、MnO2、TiO2化合
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物及其混合物。也可采用经碱性或碱土金属氧化物改性的硅酸铝(天然的或人工的)。此外,还可以加入部分八面沸石或经Ⅷ族、ⅦB族、ⅥB族金属离子交换的八面沸石。为了满足HCC工艺的要求,该催化剂必须具有较好的裂化活性、裂解选择性和焦炭选择性,适当的孔体积、孔径分布和比表面积及较强的抗重金属污染的能力,良好的机械强度、水热稳定性和流态化性能。
在中型提升管试验装置上,用LCM-5放大样品考察四种重质原料油的裂解性能。在优化工艺条件下的裂解试验结果表明,三种渣油中,ATB-1的裂解性能最好,在相对缓和的工艺条件下,乙烯
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产率25.95%,丙烯产率14.09%,C2~C4总烯烃产率达到46.64%。另外两种渣油的裂解性能略差。试验选用的直馏馏分油的乙烯和丙烯产率分别达到27.74%和15.77%,C2~C4总烯烃产率达到53.63%。对照原料油性质可知,重油裂解与轻质油裂解相似,也存在原料油性质的影响,随着原料油BMCI值的增加,乙烯及总烯烃产率呈下降趋势。
烃类裂解制乙烯酸性催化剂研究
最近,日本材料与化学研究所和日本国家石油化学公司用负载于沸石上的镧催化剂,小试乙烯和丙烯的总收率达到61
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%,在3000t/a装置上的裂解条件为650℃和0.1~0.2MPa,裂解温度比传统热裂解的820℃低,能耗降低20%。有文献将具有ZSM-5结构的沸石催化剂应用于催化裂解制乙烯工艺,并在此方面获得了有吸引力的较系统的研究结果。由此看来,在催化剂中适当增加合适种类的沸石,再辅以金属或金属氧化物改性,是催化裂解制乙烯催化剂的发展方向。
有文献还报道说,进一步选用了具有MFI结构的五元环高硅沸石ZRP(具有与ZSM-5相同的结构)作为催化裂解催化剂的活性组分。ZRP-1是一种含稀土的五元环沸石,已被成功应用在催化裂解
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制丙烯的DCC工艺中,ZRP-3是一种含稀土且硅铝比比ZBP-1高1倍左右的五元环沸石。在小型固定流化床反应装置上,采用大庆蜡油为原料,在反应温度680℃、剂油比10、质量空速10h-1操作条件下,进行了含ZRP-3和ZRP-1催化剂的对比试验。结果显示,含ZRP-3催化剂的乙烯产率、乙烯选择性和乙烯/丙烯比都明显高于ZRP-1对比剂。这是由于ZRP-3沸石不含稀土,进一步降低了催化剂的氢转移反应活性,提高了催化剂的烯烃选择性。因此,ZRP-3沸石适合作为催化热裂解催化剂的基础活性组分。
Ⅹ MIP-CGP是什么意思
MIP-CGP:即增产丙烯、多产异构化烷烃的清洁汽油生产技术,该技术是中国石化石油化工科学院(石科院)在多产异构烷烃的催化裂化技术基础上开发出来的一种生产汽油组成满足欧ⅲ排放标准并增产丙烯的催化裂化工艺。该工艺技术以重质油为原料,采用由串联提升管反应器构成的新型反应系统,在不同的反应区内设计与烃类反应相适应的工艺条件并充分利用专用催化剂结构和活性组元。烃类在新型反应区内可选择性地转化,生成富含异构烷烃的汽油和丙烯,在生产清洁汽油的同时为石油化工装置提供更多的丙烯原料。
该工艺具有以下特点:①采用串联提升管反应器形式的反应系统,优化催化裂化的一次反应和二次反应,从而减少干气和焦炭产率,有利于产物分布的改善;②设计两个反应区,第一反应区以裂化反应为主;第二反应区以氢转移反应和异构化反应为主,适度二次裂化;③第一反应区反应温度更高,反应时间更短;第二反应区反应温度略低,主要以延长反应时间来促进二次反应,在二次裂化反应和氢转移反应的双重作用下,汽油从烯烃转化为丙烯和异构烷烃,汽油中的烯烃含量大幅度下降,同时汽油的辛烷值保持不变或略有增加;④专用催化剂具有强化不同反应区反应的功能,更好地满足该工艺生产方案的要求;⑤调变催化剂的裂化反应活性和氢转移反应活性以增加液化气的产率和液化气中的丙烯含量,从而提高丙烯产率和降低汽油烯烃含量。基于上述特点,原料油在第一反应区内一次裂化反应深度增加,从而生成更多的富含烯烃的汽油和富含丙烯的液化气;在第二反应区内,汽油中的烯烃发生氢转移、异构化反应和二次裂化反应,从而降低汽油中的烯烃含量和增加液化气产率和丙烯产率。