催化裂化影響因素和發(fā)展方向探討

李通(中海煉化惠州煉化分公司煉油一部, 廣東 惠州 516086)

催化裂化影響因素和發(fā)展方向探討

李通(中海煉化惠州煉化分公司煉油一部, 廣東 惠州 516086)

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)煉油企業(yè)都采用了催化裂化技術，這樣可以很大程度提高石油的利用率。但我國在使用這項技術時起步較晚，與發(fā)達國家相比較，還存在很大差距，因此要不斷完善和深化該項技術，從而提高企業(yè)的綜合競爭力，促進我國石油化工產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

石油加工；影響因素；催化裂化技術

近些年來，伴隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石油催化裂化技術得到了廣泛的應用，目前國內大多數(shù)煉油企業(yè)均有催化裂化裝置建成投產(chǎn)。但是，在多年的生產(chǎn)運行過程中，這項技術也受到了很多因素的影響，例如：催化劑活性、反應溫度、原油性質等，所以一定要合理的應用催化裂化技術，才能確保裝置運行的效率得到提升。

1 石油加工中催化裂化反應的影響因素

(1)催化劑活性 首先，影響催化裂化反應的首要因素在于催化劑的活性不同。在石油加工過程中加入催化劑，主要作用就是為了提高反應速率，使原料油轉變成目的產(chǎn)品。但是催化劑活性越高，轉化率越高，隨著轉化率的提高，會產(chǎn)生大量的氣體和焦炭，影響裝置的平穩(wěn)操作。因此，在使用催化劑時，需要根據(jù)實際情況來選擇活性適中的催化劑，從而確保更好的將原料油轉變成目的產(chǎn)品。同時，保證轉變過程的安全性。

(2)反應溫度 其次，催化裂化反應還會受到反應溫度的影響。在反應過程中，雖然原料油會受到催化劑的影響而進行進一步的催化裂化反應，但是隨著時間的推移，熱裂化反應的速度提高的比催化裂化反應快，當反應溫度很高時，主要所發(fā)生的是熱裂化反應，這會對催化裂化產(chǎn)品的質量產(chǎn)生不同程序的影響。在這一過程中，在轉化率不變的情況下，如果溫度越高，那么汽油的產(chǎn)率就會出現(xiàn)下滑的趨勢，焦炭的產(chǎn)率也會降低，只有氣體的產(chǎn)率會得到相應的增加。因此，只有充分掌握溫度變化對催化裂化反應產(chǎn)生的影響，才能有效的利用這一變化應用在實際生產(chǎn)之中。

(3)原油性質 不同的原油對催化裂化反應具有不同的影響。原油按特性因數(shù)(K值)分類法可分為石蠟基原油(K＞12.1)、中間基原油(11.5＜K＜12.1)、環(huán)烷基原油(10.5＜K＜11.5)。不同類別的原油裂化的難易程度不同，由此可見，催化裂化技術的發(fā)展還會受到原油性質的影響。同時，各家煉油企業(yè)目前基本都采取多種原油摻煉的“套餐”模式，這對于催化裂化技術的應用也會產(chǎn)生不利的影響。因為原油的差異性越大，越難裂化。因此，只有對原油性質具有充分的認識，才能采取有效的手段突破石油加工的技術難點。

2 石油加工中催化裂化技術的應用分析

(1)移動床催化裂化 該技術的反應和再生是分別在反應器和再生器內進行的。原料油與催化劑同時進入反應器的頂部，它們互相接觸，一面進行反應，一面向下移動。當它們移動至反應器的下部時，催化劑表面上已沉積了一定量的焦炭，于是油氣從反應器的中下部導出而催化劑則從底部下來，再由氣升管用空氣提升至再生器的頂部，然后，在再生器內向下移動的過程中進行再生。再生過的催化劑經(jīng)另一根氣升管又提升至反應器。由于催化劑在反應器和再生器之間循環(huán)，起到熱載體的作用，因此，移動床內可以不設加熱管。

(2)流化床催化裂化 該技術和移動床較為相似，也是反應器和再生器這兩個設備分別完成催化裂化的反應和再生的，不同的是，該技術不再通過催化劑來完成熱量的傳遞，而是在反應器與再生器當中的催化劑和空氣結合形成一種流化形態(tài)，整個過程為了形成流化，催化劑往往要制作成直徑是50mm左右的微球，因為整個過程兩個容器內的溫度分布較為均勻，加之所用的催化劑量很大，可攜帶大量的熱，使得兩個容器內溫度變化幅度大大降低，因此與移動床相比，其不再需要架設取熱管，設備結構相比移動床更加簡化了。

(3) MIP工藝 該技術的設計思想是既保留提升管反應器具有高反應強度的特點，同時又能夠進行某些二次反應以多產(chǎn)異構烷烴和芳烴。因此MIP工藝提出了兩個反應區(qū)的概念，即熱原料與熱催化劑在提升管下部接觸，然后進入第一反應區(qū)，經(jīng)高溫和短時間接觸后，進入第二反應區(qū)(一個擴徑的提升管反應器)，在較低的溫度和較長的油氣停留時間下油氣繼續(xù)反應。第一反應區(qū)以一次裂化反應為主，采用較高的反應苛刻度，即較高的反應溫度和較大的劑油比，裂解較重的原料油并生產(chǎn)較多的烯烴；第二反應區(qū)主要增加氫轉移反應和異構化反應，采用較低的反應溫度和較長的反應時間，從而使汽油中的異構烷烴和芳烴含量增加。

3 石油加工中催化裂化技術的發(fā)展方向

①重質原油的加工。過去的催化裂化技術所用原料大多為減壓餾分油，但由于原油價格的不斷上漲及輕質油需求的增加，通過催化裂化技術加工重質油已經(jīng)成為了一個必然趨勢，并且怎樣將重質原油加工中焦炭產(chǎn)率高的問題解決也是未來催化裂化技術的一個重要發(fā)展趨勢。②減少能耗。對于石油加工中的催化裂化技術而言，降低能耗一直都是重中之重，未來發(fā)展中，也是需要特別加強的環(huán)節(jié)。只有有效的降低能耗，才能將催化裂化技術發(fā)揮到最佳。③解決污染。催化裂化生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生粉塵、二氧化硫、氮氧化物等污染。隨著環(huán)境友好型社會的發(fā)展，如何有效解決這些污染問題成為各家煉油企業(yè)必須思考的問題。

4 結語

石油是不可再生的資源，如何合理的開采，高效的煉制，是石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之匙，催化裂化技術正是在這一背景下產(chǎn)生的。在今后的石油加工過程中，還應對催化裂化技術進行不斷的完善，攻克技術難點，不斷創(chuàng)新，從而促進石油化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]李金云，張雨.催化裂化油漿利用技術的研究[J].安徽化工，2010，(1).

[2]馬秉騫.煉油設備基礎知識[M].中國石化出版社，2013：177-209.