煉制中催化裂化技術(shù)發(fā)展節(jié)能視角下的石油研究

徐巖

（長(zhǎng)江大學(xué) 湖北荊州 434023）

煉制中催化裂化技術(shù)發(fā)展節(jié)能視角下的石油研究

徐巖

（長(zhǎng)江大學(xué) 湖北荊州 434023）

分析了石油催化裂化技術(shù)不足方面，從提升資源優(yōu)化利用和清潔生產(chǎn)技術(shù)、選用催化劑循環(huán)增強(qiáng)技術(shù)、減少?gòu)U堿排放等三個(gè)方面提出了節(jié)能減排背景下的石油煉制中催化裂化的發(fā)展要求，為新時(shí)期催化裂化技術(shù)發(fā)展方向提供了新的研究領(lǐng)域。

催化裂化；石油煉制；節(jié)能減排

1 概述

石油，在我國(guó)的能源消耗結(jié)構(gòu)中占了很大的比重，對(duì)石油的依賴程度也越來(lái)越高[1]。但石油產(chǎn)業(yè)也帶來(lái)了較大能耗，為此，2012年國(guó)務(wù)院頒發(fā)《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》，明確提出到2015年“原油加工綜合能耗”要比2010年降低13%，要完成這一節(jié)能減排目標(biāo)，石油加工和冶煉必須要牢固樹立貫徹節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展理念。隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，追求石油深度加工，提升資源最大效益成為了發(fā)展趨勢(shì)。催化裂化已成為石油深度加工的重要舉措，在整個(gè)煉油工業(yè)中發(fā)揮著巨大效益。

催化裂化（簡(jiǎn)稱FCC）的原理是反應(yīng)物在500℃左右、0.2～0.4MPa，與催化劑接觸的作用下發(fā)生裂化、異構(gòu)化、環(huán)化、芳化、脫氫化等化學(xué)反應(yīng)，生成汽油、輕柴油、重柴油以及干氣、焦炭和油漿等[2]。隨著煉油工業(yè)的蓬勃發(fā)展，催化裂化已為石油化工企業(yè)帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益，也是煉油工業(yè)的核心技術(shù)。

2 催化裂化技術(shù)存在不足

催化裂化是石油冶煉工業(yè)的核心加工裝置，隨著節(jié)能環(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)格，催化裂化也面臨著越來(lái)越多挑戰(zhàn)，存在一些亟待解決的問(wèn)題：（1）FCC催化劑的發(fā)展水平有待提高；（2）FCC裝置能耗高；（3）FCC單套平均能力不大；（4）FCC裝置開工周期短。以上這些不足也正是當(dāng)前我國(guó)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家催化技術(shù)方面存在的主要差距所在。煉油企業(yè)要取得更大效益，除了加強(qiáng)管理外，還需要切實(shí)優(yōu)化催化裂化綜合技術(shù)水平。

3 節(jié)能減排視角下的催化裂化技術(shù)發(fā)展研究

在滿足市場(chǎng)對(duì)石油需求量不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，也要滿足更為苛刻的環(huán)保要求，為此，就要探索新的催化裂化技術(shù)的應(yīng)用，在滿足市場(chǎng)需求取得更大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也要滿足節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)需要。

3.1 提升資源優(yōu)化利用和清潔生產(chǎn)技術(shù)

從清潔生產(chǎn)和資源優(yōu)化利用的角度出發(fā)，國(guó)外提出了應(yīng)選用“原子經(jīng)濟(jì)（atom economy）”的化學(xué)反應(yīng)來(lái)發(fā)展化工技術(shù)，即原料中的每一原子均進(jìn)入產(chǎn)品或生成水，這樣即實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”[3]。隨著環(huán)保要求越來(lái)越高，化工生產(chǎn)首要考慮的便是化工工藝的選擇，提高原料的利用率。例如，中石化洛陽(yáng)石化工程公司在提升管催化裂化工藝制取丙烯技術(shù)方面加大研究開發(fā)力度，在開發(fā)出靈活多效催化裂化工藝（FDFCC）的基礎(chǔ)上，又研發(fā)出化工型FDFCC工藝，取得了良好效果。化工型FDFCC工藝是以成熟的靈活多效催化裂化工藝為技術(shù)平臺(tái)，利用配套的多產(chǎn)烯烴催化裂化催化劑，并把催化裂化全餾分汽油或輕汽油以及C4餾分或其它劣質(zhì)汽油引入輕烴提升管進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)優(yōu)化工藝條件，實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)丙烯和生產(chǎn)清潔汽油的目的[4]，實(shí)現(xiàn)了資源的最優(yōu)化利用（見(jiàn)表1）。

表1 化工型FDFCC工藝丁烯催化裂解產(chǎn)品分布 體積分?jǐn)?shù)/%

3.2 選用催化劑循環(huán)增強(qiáng)技術(shù)

ShellGlobalSolution公司開發(fā)出新的技術(shù)，進(jìn)一步提升了催化裂化裝置的催化劑循環(huán)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在不更換原有輸送管線和滑閥的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。該新技術(shù)采用圓盤（在圓盤的上方引入少量流化氣體，優(yōu)化提升管進(jìn)口區(qū)域的流化狀態(tài)）來(lái)阻滯流化氣體，防止過(guò)量氣泡進(jìn)入實(shí)現(xiàn)有效控制流化狀態(tài)，在提升管外側(cè)形成了密相床區(qū)域。這一技術(shù)能夠有效提升催化劑循環(huán)速率達(dá)50%，還可以增加提升管的壓力提升量，進(jìn)一步增強(qiáng)了提升管的穩(wěn)定性，提升了催化劑的循環(huán)效率，可以滿足再生器和分離器提升管中應(yīng)用。

3.3 減少?gòu)U堿排放

在石油冶煉過(guò)程中，為了控制設(shè)備的腐蝕、汽油脫臭、中和硫化氫等，產(chǎn)生了許多廢堿液的排放。提升煉油廠中的堿液重復(fù)使用效率，可以達(dá)到減少?gòu)U堿的排放與后處理。例如，為了減少汽油脫臭中產(chǎn)生的廢堿，國(guó)外有的企業(yè)已經(jīng)使用氨來(lái)替代氫氧化鈉，用活化劑和高活性催化劑的汽油和煤油脫臭工藝。而且國(guó)內(nèi)一些大型煉油廠也相繼將無(wú)堿液汽油脫臭工藝應(yīng)用到汽油脫臭中，如，以水滑石作為固體堿、負(fù)載磺化酞青鈷的催化劑。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，在國(guó)家節(jié)能環(huán)保要求日益嚴(yán)格的背景下，在推動(dòng)石油煉制催化裂化技術(shù)革新方面提出了新的發(fā)展方向，推動(dòng)新催化材料和工藝不斷取得新的成績(jī)。在資源節(jié)約型、環(huán)境友好型領(lǐng)域中石油煉制技術(shù)一定會(huì)取得更多成果，在創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)保效益。

[1]王潔，沈蘭，韋保仁.NICE模型在石油工業(yè)中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2009（6）：54-57.

[2]譚學(xué)良.催化裂化技術(shù)在石油冶煉中的作用[J].科學(xué)與財(cái)富,2011（12）：216.

[3]閔恩澤.環(huán)境友好石油煉制技術(shù)的進(jìn)展[J].化學(xué)進(jìn)展,1998,10（2）：207-214.

[4]陳曼橋，孟凡東，王龍延.等.催化裂化新工藝技術(shù)的研究與開發(fā)[J].現(xiàn)代化工，2011,31（4）：67-70.

徐巖（1980—）男，漢族，湖北襄陽(yáng)市人，本科，助理工程師，主要從事石油液化氣工程研究。