催化裂化工藝技術的應用與進展

容元偉 張彪(中國石油大港石化公司,天津300280)

催化裂化工藝技術的應用與進展

容元偉 張彪(中國石油大港石化公司,天津300280)

我國石油的催化裂化技術正在高速發展，科學有效的催化裂化技術有利于我國加工重油、提取輕油和改善油品質量，本文對其研究進展展開詳盡分析，為下一代技術的創新提出思路。

催化裂化;工藝技術;應用

到目前為止,國內催化裂化工藝技術水平處于國際先進水平,已有150多套不同類型的催化裂化裝置建成投產,處理量已接近150Mt/a,其中渣油含量占40%.從我國催化裂化技術發展歷程來看,1965年實現了催化裂化工藝的工業化,催化裂化技術的開發處于起步階段,典型的成就是建立石油二廠0.6Mt/a密相輸送流化催化裂化裝置,實現了從無到有的質的飛躍，主要有以下幾類關鍵技術。

1 密相流化床催化裂化工藝

密相流化催化裂化反應-再生系統設備主要包括反應器和再生器,兩者并列安裝于構架上,底部用U形管相連接。新鮮原料和回煉油混合后進入加熱爐加熱至300～330℃,然后送到反應器的進料噴嘴,在蒸汽霧化下噴入稀相提升管,與來自再生器的催化劑接觸,發生氣化和反應,隨后油氣和催化劑一起從進料彎管被送到密相流化床反應器床層內,繼續進行反應。主要需要熱交換器來進行工作，兩種不同起始溫度的流體流過熱交換器，一個流經管（管側），另一個流出管外，但在殼內。熱量通過管壁從一個流體傳遞到另一個流體，從管側到殼側，反之亦然。流體可以是液體，也可以是外殼或管側的氣體。為了有效地傳遞熱量，應該使用大的傳熱面積，導致使用較多的管。這樣，廢熱就可以再利用，這是節約能源的有效途徑。每側只有一相（液體或氣體）的熱交換器可以稱為單相或單相熱交換器。兩相熱交換器可用于加熱液體以將其蒸發成氣體（蒸汽），有時稱為鍋爐或冷卻蒸汽以將其冷凝成液體（稱為冷凝器），相變通常發生在殼體側。蒸汽機車中的鍋爐通常是大型的，通常為圓柱形的管殼式熱交換器。在具有蒸汽驅動渦輪機的大型發電廠中，使用單管程浮頭式表面冷凝器將從渦輪機排出的廢氣蒸汽冷凝成冷凝水，再循環回到蒸汽發生器中的蒸汽中。管可以是直的或成U形，稱為U形管。在核電廠壓水反應堆，大型熱交換器稱為蒸汽發生器是兩相的殼和管式熱交換器，其通常具有U形管。它們被用來從沸騰表面冷凝器再循環到水蒸汽驅動渦輪機來產生電力。在單管程熱交換器中，流體進入各管的一個端部并從另一端流出。

2 重油深度加工工藝

2.1 快速流化床燒焦罐再生技術

為了提高催化裂化催化劑的再生效率,石油化工科學研究院于1977年開始研究一氧化碳助燃劑,1978年研制出含鉑的一氧化碳助燃劑,當年先后在玉門煉油廠和獨山子煉油廠催化裂化裝置中使用,取得良好效果,并很快在許多煉油廠得到應用，主要有單段和兩段(單個再生器或兩個再生器)等各種床型和方式的組合型式.盡管雙管式燒焦罐是最簡單的設計，但在以下情況下，更好的選擇是單管程燒焦罐：單管程燒焦罐的主要優點是，它的高效利用特別是在有限的時候，沒有足夠的直管可以鋪設。在低流量（或層流）條件下，典型的殼管式燒焦罐的傳熱系數低，變得不經濟。當其中一種流體存在低壓時，通常來自其他工藝設備中累積的壓降。當其中一種流體具有多個（固體、液體和氣體）的組分時，這在操作過程中會產生機械問題，例如堵塞小直徑管。用于這些多相流體的單管程的清潔可能比其殼管對應物更難，單管程單元將需要更少的清理。這些已經在核工業中被用來作為從20世紀70年代早期開始用大型液態金屬快速反應器的鈉系統進行熱交換的方法，使用單管程燒焦罐裝置。

2.2 渣油催化裂化工藝

取熱器是渣油催化裂化裝置的關鍵設備之一,開發出PV型旋風分離器、第三級旋風分離器核心部件EPVC型和PT型兩種分離單管,YL型煙氣輪機以及各種型號的隔熱耐磨襯里,這些設備廣泛地應用于多套催化裂化裝置。從技術角度來看,噴嘴和取熱器是渣油催化裂化裝置的兩項關鍵設備和關鍵技術.取熱器內的冷卻潤滑油需要定期進行更換，冷卻潤滑油更換的時間應該從環境、濕度、沙塵、空氣中是否含有大量酸堿性氣體等四個方面來決定更換周期長短。剛剛買的空壓機在第一次運行時候，運行時長達到五百小時后需要進行更換機油，更換之后每四千個小時更換一次機油，其中一年空壓機運行不到四千小時的應該在每年的年末進行更換一次機油。機油的取熱器在剛剛購買新機器的時候，在運行了三百到五百小時的時候需要更換一次，再往后就是兩千個小時進行更換一次。空氣取熱器的維修或更換的時候，一定要注意防止雜物進入到主機腔中，維修更換的過程中，一定要將主機的入口處進行封閉，在維修更換過后，用手按住主機轉動的方向進行手動轉動幾圈，觀察沒有任何阻礙機器轉動的情況下再開機運作。

3 結語

催化裂化技術的革新有利于重油和輕油油品的提升，對于我國煉油技術的長期科學發展意義重大。

[1]許友好,戴立順,龍軍,聶紅.多產輕質油的FGO選擇性加氫工藝與選擇性催化裂化工藝集成技術(IHCC)的研究[J].石油煉制與化工.2011(03).

[2]許友好,張久順,馬建國,龍軍.生產清潔汽油組分并增產丙烯的催化裂化工藝[J].石油煉制與化工.2004(09).

[3]許友好,張久順,徐惠,郝希仁.多產異構烷烴的催化裂化工藝的工業應用[J].石油煉制與化工.2003(11).

[4]陳俊武,盧捍衛.催化裂化在煉油廠中的地位和作用展望——催化裂化仍將發揮主要作用[J].石油學報(石油加工).2003 (01).

容元偉（1988-），性別:男，民族：漢，籍貫:河北保定，當前職務：運行工程師，學歷：碩士研究生，研究方向：催化裂化。