石油煉製過程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質油發生裂化反應，轉變為裂化氣、汽油和柴油等的過程。原料採用原油蒸餾（或其他石油煉製過程）所得的重質餾分油；或重質餾分油中混入少量渣油，經溶劑脫瀝青後的脫瀝青渣油；或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應過程中由於不揮發的類碳物質沉積在催化劑上，縮合為焦炭，使催化劑活性下降，需要用空氣燒去（見催化劑再生），以恢復催化活性，並提供裂化反應所需熱量。催化裂化是石油煉廠從重質油生產汽油的主要過程之一。所產汽油辛烷值高（馬達法法80左右），安定性好，裂化氣（一種煉廠氣）含丙烯、丁烯、異構烴多。
沿革 催化裂化技術由法國E.J.胡德利研究成功，於1936年由美國索康尼真空油公司和太陽石油公司合作實現工業化，當時采用固定床反應器，反慶和催化劑再生交替進行。由於高壓縮比的汽油發動機需要較高辛烷值汽油，催化裂化向移動床（反應和催化劑再生在移動床反應器中進行）和流化床（反應和催化劑再生在流化床反應器中進行）兩個方向發展。移動床催化裂化因設備復雜逐漸被淘汰；流化床催化裂化設備較簡單、處理能力大、較易操作，得到較大發展。60年代，出現分子篩催化劑，因其活性高，裂化反應改在一個管式反應器（提升管反應器）中進行，稱為提升管催化裂化。
中國1958年在蘭州建成移動床催化裂化裝置，1965年在撫順建成流化床催化裂化裝置，1974年在玉門建成提升管催化裂化裝置。1984年，中國催化裂化裝置（見彩圖）共39套，占原油加工能力23％。
提升管催化裂化裝置
催化劑 主要成分為矽酸鋁，起催化作用的是其中的酸性活性中心（見固體酸催化劑）。移動床催化裂化采用3～5mm小球形催化劑。流化床催化裂化早期所用的是粉狀催化劑，活性、穩定性和流化性能較差。40年代起，開發瞭微球形（40～80μm）矽鋁催化劑，並在制備工藝上作瞭改進，活性和選擇性都比較好。60年代初期，開發瞭高活性含稀土元素的 X型分子篩矽鋁微球催化劑。70年代起，又開發瞭活性更高的Y型分子篩微球催化劑（見石油煉制催化劑）。
化學反應 與按自由基反應機理進行的熱裂化不同，催化裂化是按碳正離子機理進行的，催化劑促進瞭裂化、異構化和芳構化反應，裂化產物比熱裂化具有更高的經濟價值，氣體中C3和C4較多，異構物多；汽油中異構烴多，二烯烴極少，芳烴較多。其主要反應包括：①分解，使重質烴轉變為輕質烴；②異構化；③氫轉移；④芳構化；⑤縮合、生焦反應。異構化和芳構化使低辛烷值的直鏈烴轉變為高辛烷值的異構烴和芳烴。
工藝過程 催化裂化的流程（圖1)包括三個部分：①原料油催化裂化；②催化劑再生；③產物分離。原料經換熱後與回煉油混合噴入提升管反應器下部，在此處與高溫催化劑混合、氣化並發生反應。反應溫度480～530℃，壓力0.14MPa（表壓）。反應油氣與催化劑在沉降器和旋風分離器（簡稱旋分器）分離後，進入分餾塔分出汽油、柴油和重質回煉油。裂化氣經壓縮後去氣體分離系統。結焦的催化劑在再生器用空氣燒去焦炭後循環使用，再生溫度為600～730℃。
使用分子篩催化劑時，為瞭使煉廠產品方案有一定的靈活性，可根據市場需要改變操作條件以得到最大量的汽油、柴油或液化氣（見表）。
催化裂化（以分子篩為催化劑）產品產率與溫度的關系
裝置類型 流化床催化裂化裝置有多種類型，按反應器（或沉降器）和再生器佈置的相對位置的不同可分為兩大類：①反應器和再生器分開佈置的並列式；②反應器和再生器架疊在一起的同軸式。並列式又由於反應器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分為同高並列式和高低並列式兩類。
同高並列式 主要特點是：①催化劑由U型管密相輸送（圖2）；②反應器和再生器間的催化劑循環主要靠改變 U型管兩端的催化劑密度來調節；③由反應器輸送到再生器的催化劑，不通過再生器的分佈板，直接由密相提升管送入分佈板上的流化床可以減少分佈板的磨蝕。
高低並列式 特點是反應時間短，減少瞭二次反應；催化劑循環采用滑閥控制(圖3)，比較靈活。
同軸式 裝置形式特點是：①反應器和再生器之間的催化劑輸送采用塞閥控制（圖4）；②采用垂直提升管和90°耐磨蝕的彎頭；③原料用多個噴嘴噴入提升管。
發展 長期以來，流化床催化裂化原料主要為原油蒸餾的餾出油（柴油、減壓餾出油等）和熱加工餾出油，原料中鎳、釩(會使催化劑中毒)含量一般均小於0.5ppm。在以減壓渣油作催化裂化原料時，通常要在進入催化裂化裝置前，用各種方法進行原料預處理，除去其中大部分鎳、釩等金屬和瀝青質。70年代以來，由於節約石油資源引起商品渣油需求下降。因此，流化床催化裂化裝置摻煉減壓渣油或直接加工常壓渣油已相當普遍。主要措施是：采用抗重金屬中毒催化劑；在原料中加入鈍化劑等。
參考書目
華東石油學院煉油工程教研室編：《石油煉制工程》，第二版，石油工業出版社，北京，1982。
G.D.Hobson.Modern Petroleum Technology，5th ed.，Part1 &2.John Wiley &Sons，New York，1984.