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炼油工业中的催化裂化技术工艺分析

发表时间：2020/8/12 来源：《基层建设》2020年第10期作者：陈文明

[导读] 摘要：增加汽油池中烷基化汽油的比例是生产国Ⅵ标准汽油的有效途径之一。

        中国石油哈尔滨石化公司黑龙江省哈尔滨市 150056
        摘要：增加汽油池中烷基化汽油的比例是生产国Ⅵ标准汽油的有效途径之一。截至2017年我国烷基化装置产能已超过16Mt/a，然而不少烷基化装置却存在加工负荷不足的问题，主要原因之一是碳四烯烃原料供应不足。炼油厂近70%的碳四烯烃来自催化裂化装置。本文对炼油工业中的催化裂化技术工艺进行分析，以供参考。
        关键词：炼油工业；催化裂化；技术工艺
        引言
        当前，在可持续发展背景下，炼油工业开始注重环境保护和能源清洁问题，为了尽可能地降低石油资源在使用过程中引发的环境污染，可以借助催化裂化工艺来增加轻汽油的产量，以满足人民绿色出行的需求。对于炼油厂而言，应该结合自身的生产特点，对催化裂化工艺进行适当地优化和调整，确保其能够在生产中发挥出更大的价值。
        1催化裂化技术
        1.1灵活多效催化裂化工艺技术（FDFCC-Ⅲ）
        技术特点：（1）原料适应性强，产品结构调整灵活，高附加值产品产率高，汽油产品质量好，SOX排放低；（2）催化汽油烯烃含量可降至18%以下；（3）催化汽油S含量降低45%以上，RON和MON分别提高2个单位以上；（4）烟气中SOX排放量降低50%以上；（5）烯烃产率可达到10%（w）以上，同时干气产率在3.0%（w）左右，液化气中丙烯含量在37%（w）以上。生产工艺：该技术突破传统催化裂化工艺，将单提升管改为双提升管，并通过增加汽油沉降器和副分馏塔等设备，将汽油待生催化剂引入原料油提升管催化剂预提升混合器，实现“低温接触、大剂油比”的高效催化，从而大幅度降低汽油硫含量和烯烃含量，提高汽油辛烷值，同时增产丙烯、液化气等附加值较高的产品，有利于生产组织和产品结构的调整优化。
        1.2主要生产辛烷值高的优质抗爆性汽油，兼产含有较多烯烃的液化石油气
        技术特点：（1）原料广泛，可以加工常规FCC的各种重质原料；（2）油气兼顾，产物分布和产品性质兼有催化裂化正常裂化区（低干气和焦炭产率，汽油安定性好）与过裂化区（高液化气产率，液化气的高烯烃度和高辛烷值汽油）的共同优点；（3）采用活性高、水热稳定性好、重油转化能力突出、抗重金属污染强、烯烃选择性好的RMG、RAG系列催化剂；（4）该技术可在已有催化裂化装置上，利用提升管反应器来实施；（5）可改变工艺条件和操作方式，灵活调整产品结构。生产工艺：其工艺流程与常规FCC工艺基本相似，原料油经蒸汽雾化后送入提升管反应器，与热的再生催化剂接触，发生催化裂解反应。反应产物经分馏/吸收，实现分离/回收。待催化剂汽提后，将沉积有焦炭的催化剂送入再生器中烧焦再生。热的再生催化剂以适宜的循环速率返回反应器循环使用，并提供反应所需热量，实现反应-再生系统热平衡操作。
        1.3 MIP技术
        MIP工艺技术借助了经过串联改进后的提升管反应装置，依照对应的技术条件，可以将其分为2个区域。第一个区域的反应条件是催化剂与石油的比例及温度，对技术水平和要求较高，对重质油进行处理后，产生烯烃的速度更快。在第二个区域，提升管处在一个相对较高的位置，催化剂达到相关区域后，会与冷却介质融合，将反应温度降低，适当延长反应的时间，对于芳烃等物质的生成具备一定功效。借助MIP工艺技术，能够显著提升二次反应的强度，对氢转移反应进行管控，也可以使产品的性质和分布得到改善。
        2催化裂化工艺流程
        催化裂化工艺在炼油工业中的应用有一系列具体工艺流程，根据该工艺在不同生产方面的应用需求，目前主要涉及四方面内容，也就是反应—再生、产品分馏、吸收稳定以及产品后续处理等四部分。

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通过催化裂化工艺的四个步骤，能够确保炼油工业生产出合格的产品。催化裂化工艺在炼油工业的实际生产应用中，第一步将蜡油、渣油等混合原料做好预热处理，然后输送至反应器和催化剂发生以裂变反应为主的一系列化学反应，反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器（简称旋分器），分离后油气进入分馏塔进一步分离，分离出的催化剂则从旋分底部的翼阀排出进入汽提段后再进入再生器烧焦循环使用。第二步是利用分馏塔将反应油气进行分馏处理，根据各组分的沸点不同分离出粗汽油、轻柴油、油浆以及富气等。粗汽油进入吸收稳定单元进一步处理，形成质量更好的稳定汽油；富气通过压缩机增压后也进入吸收稳定单元和粗汽油接触后生产出液化石油气和干气等石油产品，促进炼油工业的生产效益稳步提升。最后一步则是石油产品的后续精制处理，使用脱硫和脱硫醇工艺脱除里面的硫化氢和硫醇，提高了石油产品的质量。
        3催化裂化技术工艺改进分析
        3.1改进工艺设备
        炼油工业生产过程中，为实现催化裂化工艺的良好应用则需对各设备的实际应用情况予以足够关注。其中尤为重要的设备应用主要有沉降器和再生器。在沉降器和再生器的应用过程中需要根据生产情况的不同选择合适的设备型号和参数，同时要对设备的特点进行细致了解，重点把握好整体设备的结构布置，对于设备的安装位置的设计应进行合理优化。例如在炼油生产过程中，针对沉降器的安装设计，需要使其处于整个两器系统的上部，而再生器则截然相反，需要将其安装在两器系统的下部，使两种设备在生产体系中具备同轴式特点。这种生产设备的布置方式具备较高的生产效率，在实际的炼油生产过程中，能够有效控制再生器和沉降器之间压力差，确保设备在应用过程中的稳定性。通过以往催化裂化工艺设备的应用和布置方式来看，使用此种安装设计方式能够确保整体的炼油生产更加安全、高效，设备结构也较为合理，同时能够进一步发挥催化剂在炼油生产过程中的积极作用。
        3.2优化反应系统
        炼油厂在生产中，对于催化裂化工艺的应用，如果要提高整体经济效益，必须要优化提升管反应系统，这也是最为基本的手段之一，要求技术人员从生产的现实需求着手，做好相应的处理改进工作。在对提升管进行改进优化的过程中，应该先保障其本身的质量和性能，强化提升管在生产应用中的适宜性，对其材质、参数、结构等进行优化，使合理地运用来自再生器的高温，精准地控制大剂油比。在提升管反应系统优化中，喷嘴是一个非常重要的装置，需要技术人员给予高度重视，通过结构优化，进一步提升喷嘴雾化的效果，为后续生产环节的质量优化提供可靠保障。另外，技术人员应该从炼油企业的生产反应过程着手，分析其中存在的各种问题，做好修正处理工作，使汽提段作业能够有效地控制焦炭产量，对产物的性能进行优化。在实际操作中，应该将汽提段挡板的高度设置得合理实用，以确保汽提段能够更加充分地进行反应，最大限度地发挥结构所具备的应用优势。
        结束语
        综上所述，本文简述了炼油工业中催化裂化技术工艺的应用和发展，并对催化裂化技术工艺的几种技术类型进行了分析，提出了炼油工业催化裂化技术工艺的改进措施。
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