重油催化裂化反應工藝技術探討

蓋永強

摘 要：重油催化裂化工藝技術中采用的反應器，我們利用多相流規律及數學描述可以更好地了解流動傳熱及裂化反應過程，可以為將來的催化裂化工藝發展指明方向。本文對催化裂化反應深度調控技術、反應系統關鍵裝備技術、汽油輔助反應器改質降烯烴技術和分區轉化技術展開探討。

關鍵詞：重油催化裂化;工藝技術;反應器

重油催化裂化工藝技術，是生產汽油、柴油和液化石油氣等油品的關鍵生產工藝技術。優化催化裂化產品分布，提高輕質油收率，保證催化裂化裝置的持續運行，對于提高煉化企業經濟效益起到重要作用。

1 催化裂化反應深度調控技術

以反應機制角度進行分析，重油催化裂化是一種較為復雜的平行、順序反應方式，原油中的烴類物質在催化裂化反應時，會向著多個方向發展，初次化學反應形成的產物，會再次進行反應。平行、順序的化學反應具備的特點是，化學反應的深度會對每個化學產物產生較大的影響。從反應工程角度進行分析，重油催化裂化反應，氣體、固體兩相產生流動及傳熱需在的提升管中完成，兩個狀態的物質在流動、傳質和裂化時會較高程度地進行結合，該化學反應過程存在于提升管反應器系統內的不同區域?？梢越M建起提升管三維多相流數學模型，對提升管反應系統中的反應過程進行準確地描述，采用注入終止劑技術，可以實現深度控制。通過對催化裂化反應機理的深入理解，研發出新型霧化進料技術、提升管反應控制技術等，形成了新集成技術，可以使產品分布更加顯著，在國內很多化工企業進行應用，輕質油產品收率可提升1.5%，反應過程擁有較好的操作彈性和穩定性，技術改造費用不高，有著較高的經濟效益。

2 重油催化裂化后反應系統關鍵裝備技術

減少提升管反應器后反應系統內的油氣物質經過時間，使油氣及催化劑實現高效率分離，可以得到更好的產品分布，使生產裝置實現正常運行。我國的很多重油催化裂化裝置，產品質量達不到標準，需應用高效率的后反應系統技術。把湍流氣體、固體、反應動力學數學模型耦合，應用到催化裂化的沉降器等后反應系統研究，處理兩相作用時團聚修正曳力是否準確的問題，組建起催化裂化多相反應模型，把大型冷模多相流實驗數據作為指導，來對多相體系傳遞和化學反應過程進行模擬，可以對多相作用機理進行重新的認識，也就是說，在重油催化裂化后反應系統中，氣固物質高效率稀相分離、密相傳質反應的關鍵受到多相流傳遞特點和反應過程的配合有關。通過對耦合關聯機制的重新認識，可以有效解決氣體、固體稀相分離及密相傳質耦合問題。采用催化裂化后反應關鍵裝備技術，可以實現油氣、催化劑的高效率分離，有效減少油氣物質在后反應系統中的時間，可以避免產生副反應，使化工產品選擇性得到拓展，提高生產裝置的生產周期，使化工生產效果達到國際水平。

3 催化裂化汽油輔助反應器改質降烯烴技術

清潔油化工生產的最大困難，在于催化裂化汽油烯烴占比較高。當前的汽油降烯技術多注重催化裂化的優化，實現了將汽油產物降烯烴化學反應與重油生產原料在相同的反應器中進行。從重油原料裂化及化工產物汽油烯烴的化學反應機制動力學相關規律研究中可以看出，最理想工藝條件有著較大的不同。通過對汽油烯烴組成物質定向催化反應流程和多相傳遞結合方面的研究，研發出多相流化學反應流程耦合輸送床、汽油改質反應器。將工業催化裂化反應裝置進行結合，在汽油改質反應器中實現異地改質，制造出滿足特殊改質油氣分餾塔，可以對改質油氣實現分餾處理。可以對工藝工程實現集成。該技術可以把汽油烯烴占比減小到18%，從而達到較高的標準，為企業創造更高的經濟效益。

4 重油催化裂化分區轉化技術

最近一些年來，提高催化裂化生產裝置輕質油收率是促進我國化工技術發展的關鍵動力，由于摻煉渣油占比的不斷攀升，原材料重質化、劣質化會使焦炭、干氣產率都達到很高的占比。當前，操作流程的優化、新技術應用在某種程度上降低了其它化學物質的產率，對生產技術進行分析可以發現，新型技術及生產裝備都需要針對某化學反應區域進行優化，會受制于其它化學反應區域的影響，因此改進并沒有達到理想效果。

通過對重油催化裂化反應的重新認識，把減少油劑混合接觸時間作為工藝技術改造的根本要求，采用進料強返混、反應平流和物質快速分離作為控制理念，研發出催化裂化反應多區協控技術，在催化裂化反應裝置中進行應用，總液收率提高了3.2%，汽油物質中的烯烴占比減小了60-70%左右，硫物質占比減少了20%。由于原油材料的重質化問題，使得催化裂化反應技術需要處理劣質的生產材料，化學成分不同的生產材料在性能上有著較大的差別，在同樣的化學反應容器內應用相同反應條件，不能滿足化學成分及性質方面的要求，會使輕質油收率受到較大的損失，化工產品質量得不到有效控制。研發出重油分級分區催化裂化技術，通過大量的實際應用中發現，該技術與原來的催化裂化技術在同樣的轉化率條件下，輕質油收率提升了5%，轉化率提升了7.25%，干氣及焦炭選擇性減少了1.2%。

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