催化裂化影響因素和發展方向探討

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)

現階段，我國大多數煉油企業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，從而提高企業的綜合競爭力，促進我國石油化工產業的健康發展。

石油加工；影響因素；催化裂化技術

近些年來，伴隨著石油化工產業的不斷發展，石油催化裂化技術得到了廣泛的應用，目前國內大多數煉油企業均有催化裂化裝置建成投產。但是，在多年的生產運行過程中，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，會產生大量的氣體和焦炭，影響裝置的平穩操作。因此，在使用催化劑時，需要根據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，主要所發生的是熱裂化反應，這會對催化裂化產品的質量產生不同程序的影響。在這一過程中，在轉化率不變的情況下，如果溫度越高，那么汽油的產率就會出現下滑的趨勢，焦炭的產率也會降低，只有氣體的產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生的影響，才能有效的利用這一變化應用在實際生產之中。

(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(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，催化裂化技術的發展還會受到原油性質的影響。同時，各家煉油企業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，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，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異構烷烴和芳烴。因此MIP工藝提出了兩個反應區的概念，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，經高溫和短時間接觸后，進入第二反應區(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反應。第一反應區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較多的烯烴；第二反應區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成為了一個必然趨勢，并且怎樣將重質原油加工中焦炭產率高的問題解決也是未來催化裂化技術的一個重要發展趨勢。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，未來發展中，也是需要特別加強的環節。只有有效的降低能耗，才能將催化裂化技術發揮到最佳。③解決污染。催化裂化生產過程中會產生粉塵、二氧化硫、氮氧化物等污染。隨著環境友好型社會的發展，如何有效解決這些污染問題成為各家煉油企業必須思考的問題。

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，是石油化工產業的發展之匙，催化裂化技術正是在這一背景下產生的。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，不斷創新，從而促進石油化工產業的不斷發展。

[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.