现阶段催化裂化工艺需要处理的原料日趋重质化,而催化剂的活性组分Y型分了筛的孔口直径却是固定的(仅有0.74nm),远小于重油分子的平均临界直径,因此,预裂化的作用逐渐受到人们的关注。对重油裂化有影响的因素包括以下几种:分子筛、基质和热反应,其中分子筛外表面、基质和热反应与预裂化相关,由于外表面的作用微乎其微,在预裂化中的作用可以忽略不计。考察这些因素对重油裂化的贡献,各因素之间的相互关系,以及在不同性质原料裂化中的表现,并据此研究预裂化的作用将对重油催化裂化催化剂的开发提供指导性的建议。　　 本实验首先将常用的催化裂化催化剂进行拆分,制备出与催化剂组成相同的分子筛和基质颗粒,用等体积石英砂上的反应代替催化剂存在时的热反应,利用小型固定床上的系列分层反应数据计算出各因素对重油裂化的贡献值。结果发现,分子筛在重油裂化中起主导作用,主要负责链状烃,包括直链烃和大分子支链的裂化,其贡献随原料密度增大而有所下降,但总体在50％以上。将热反应和基质上的裂化划归为预裂化的范畴,对比发现预裂化的作用随着原料芳香分的增加而增强,其中热反应和活性基质的贡献随原料组成的差异而变动。对易裂化的石蜡基原料而言,仅仅热反应和分子筛对裂化的贡献便已足够,活性基质的使用反而易使中间产物的收率下降。而对芳香分含量高的中间基和环烷基原料,活性基质的存在对预裂化有明显的促进作用,此时过多的热反应可能会对裂化过程产生负面的影响。　　 活性基质的贡献随原料密度的增加而直线上升,研究表明活性基质主要负责含多环大分子的预裂化。基质活性需要与原料组成和分子筛性质相匹配,否则效果会适得其反。在预裂化理论的指导下,我们合成了一种磷酸改性的高岭土基质,实现了在不损害产物分布的前提下,进一步提高重质石蜡基原料裂化水平的目的。改性高岭土含较多的中强B酸位,适宜的酸强度既可以满足促进预裂化的需要,又不会导致过度裂化,而且使预裂化中催化成分增多,产物分布变优。这是预裂化理论应用的一个成功实例。　　 分子筛的覆硅改性可以选择性地屏蔽外表面的酸性位,用来模拟分子筛催化剂制备过程中外表面被包埋的情况,改性前后的反应结果表明分子筛中主要是内表面发挥催化作用,外表面的作用有限,说明忽略外表面对预裂化贡献的假设是合理的。大分子支链由于与多环相连,迁移受限,据此提出了分子筛孔道内表面参与大分子裂化的反应新模式,主旨思想是正碳离子可以沿大分子支链或由小分子从孔内向外传递。与传统的正碳离子链反应不同,该模式需要邻近的B酸位接连发挥催化作用,称之为“活性位接力”。进一步的实验不支持小分予的传递过程,而支链传递结合孔口的重要性则能完美地解释分子筛贡献大,并且随原料链状烃含量增多贡献增大的实验结果。