我国的石油二次加工的催化裂化工艺及发展浅析

                                               作者：张彪
　　摘　要：主要介绍了我国的石油的二次加工的主要工艺，其中重点介绍了催化裂化具体工艺，及我国催化裂化工艺取得的发展 。
　　关键词：石油加工　催化裂化　发展
　　目前石油加工主要的加工方法有一次加工、二次加工等过程。一次加工将原油用蒸馏的方法分离成轻重不同馏分的过程；二次加工主要指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程，包括热裂化、减黏裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化等。
　　20 世纪30 年代法国人胡得利发明了催化裂化，催化裂化汽油的质量远远优于热裂化汽油，催化裂化就逐渐取代热裂化成为生产汽油的主要手段。原油的二次加工中的催化裂化过程是所有这些过程中所占比例最大的工艺，现已成为重油轻质化的最重要的加工手段。
　　一、石油催化裂化工艺
　　裂化反应是吸热反应，在一般工业的条件下，对每公斤新鲜原料的反应大约需吸收热量400 kJ ；再生反应却是强放热反应，每公斤的焦炭燃烧要大约放出热量33500 kJ 。因此，一个工业催化裂化装置一定要解决好周期性地进行反应和再生，同时又能周期性地供热和取热这一个关键问题。如何解决好反应和再生这一对重要矛盾就是早期促进催化裂化工业装置型式发展的主要推动力之一。
　　1.催化剂的使用
　　催化剂在催化裂化的发展中会起着十分重要的作用。在催化裂化发展的最初期，主要是用天然的活性白土作为催化剂。在40年代起，就已经广泛采用人工合成的硅酸铝催化剂；60年代初期又出现了分子筛催化剂，由于它具有以下的优点，如活性高、选择性和稳定性好，它很快就被广泛地采用。同时也促进了催化裂化装置的流程和设备的重大改革更新，除了促进提升管反应技术的发展外，还加快了再生技术的迅速发展。
　　2.固定床催化裂化工艺
　　固定床催化裂化的设备特点结构复杂，生产连续性差，如今，在工业上已渐被其他型式所代替，它的使用价值只体现在试验研究中。在40年代初期，移动床催化裂化和流化床催化裂化差不多是同时发展起来的。
　　3.移动床催化裂化工艺
　　移动床催化裂化主要反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反应器的顶部，互相接触，边向下移动，边进行反应。移动至反应器的下部时，催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭，于是油气从反应器的中下部导出而催化剂则从底部下来，再由气升管用空气提升至再生器的顶部，然后，在再生器内向下移动的过程中进行再生。
　　再生过的催化剂经另一根气升管又提升至反应器。为了便于移动和减少磨损，将催化剂做成3~6mm直径的小球。由于催化剂在反应器和再生器之间不停地循环，起到热载体的作用，因此，移动床内可以不设加热管。但是在再生器中，由于再生时放出的热量很大，虽然循环催化剂可以带走一部分热量，但仍不能维持合适的再生温度。因此，在再生器内还须分段安装一些取热管束，用高压水进行循环以取走剩余的热量。
　　4.流化床催化裂化工艺
　　流化床催化裂化的反应和再生也是分别在两个设备中进行，其主要原理与移动床相似，只是在反应器和再生器内，催化剂与油气或空气形成与沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化，催化剂被制成直径为20~100mm 的微球。在流化状态时，反应器或再生器内温度分布比较均匀，而且催化剂的循环量大，可以携带的热量增多，减少了反应器和再生器内温度变化的幅度，因而就不用再在设备内专设取热的设施，也从而极大地简化了设备的结构。同固定床催化裂化对比，移动床或流化床催化裂化都具有生产连续、产品性质稳定及设备简化等优点。在设备简化方面、流化床的优点更为突出，而且流化床更适用于大处理量的生产装置。因为流化床催化裂化的优越性，它很快就在各种催化裂化型式中占据了主导地位。在60年代后，为配合高活性的分子筛催化剂，流化床反应器又逐渐地发展为提升管反应器。目前，在全世界催化裂化装置的总加工能力中，提升管催化裂化已占绝大部分。
　　二、我国催化裂化工艺的发展
　　1.渣油催化裂化(RFCC) 工艺技术
　　该工艺专利技术主要包括：(1) 高黏度原料的减黏雾化技术；(2)无返混床剂油接触实现热击汽化及高重油转化技术；(3)短接触反应抑制过裂化和结焦技术；(4)反应再生温差及再生剂温度调控协调初始反应深度及总反应苛刻度技术；(5)采用VRFCC 专用催化剂(DVR 系列)技术。
　　2.MGD 技术
　　这是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的以重质油为原料，利用常规催化裂化装置同时多产液化气和柴油，并可显著降低汽油烯烃含量的工艺技术。
　　3.多产柴油的催化裂化(MDP) 技术
　　RIPP 在传统增产柴油工艺技术的基础上开发了催化裂化增产柴油的新工艺MDP。
　　4.多产烯烃和高辛烷值汽油的DCC工艺技术
　　近年来，DCC 技术还在不断发展和完善，这些新进展主要有两个方面：一个是开发系列催化剂产品；另一个是改进工艺以进一步提高轻烯烃、特别是丙烯的产率。在工艺改进方面也已经取得很好的实验室结果。
　　5.多产异构烷烃的MI P 技术
　　我国催化裂化汽油中烯烃含量高达40~65%，远远高于我国车用汽油烯烃不大于35%的指标。由中石化石科院等多家单位联合公关的和多产异构烷烃的催化裂化技术(MIP)。
　　6.两段提升管催化裂化新工艺技术。
　　两段提升管催化裂化新工艺技术由石油大学(华东)研究开发成功。最突出的效果，是可以改善产品结构，大幅度提高原料的转化深度，显著提高轻质油品的收率，提高催化汽油质量，改善柴油质量，提高催化装置的柴汽比。
　　三、小结
　　催化裂化是石油二次加工的最主要的也最重要的工艺，也已经成为生产汽油的主要手段，研究好这项工艺是一项关系到能源安全，也是一项关乎国计民生大事，也衷心地期待各位专家取得更多的研究进展。
　　参考文献
　　[1]陈俊武，曹汉昌.催化裂化工艺与工程[J]北 京: 中 国 石 化 出 版社，2009 .
　　[2]高岱巍，徐春明，高金森.重油催化裂化油浆热重反应性能研究[J]石油炼制与化工，2004.
　　[3]杨朝合，山红红，张建芳.两段提升管催化裂化系列技术[J]炼油技术与工程2005

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2019-07-29