淺議重油催化裂化裝置的工藝流程

鄭江永（中國(guó)石油遼河石化公司生產(chǎn)運(yùn)行處 遼寧 盤(pán)錦 124022）

概述

我國(guó)原油一般都是重質(zhì)原油，常壓重油占原油的65～75%，減壓渣油占原油的40～50%，因而重油的催化裂化是提高輕質(zhì)油收率的一條重要而有效的措施。轉(zhuǎn)化率控制適當(dāng)時(shí)，輕質(zhì)油收率可占重油量的60～70%，甚至更高。因此，對(duì)重油的催化裂化過(guò)程主要是滿足國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)高辛烷值汽油要求的一種煉油過(guò)程，同時(shí)也是生產(chǎn)有機(jī)合成原料的一種重要生產(chǎn)過(guò)程，它是目前原油二次加工過(guò)程中最重要的一種。

一、反應(yīng)-再生系統(tǒng)

反應(yīng)-再生系統(tǒng)有兩個(gè)反應(yīng)器，即筒式反應(yīng)器和管式反應(yīng)器，兩個(gè)反應(yīng)器與再生器都有U形管聯(lián)接，催化劑的循環(huán)是采用U形管密相輸送，兩個(gè)反應(yīng)器的待生催化劑都送到同一個(gè)再生器中進(jìn)行再生。

1.原料油流程

直餾原料（減壓一、二線餾分）與裂化油漿換熱后進(jìn)入圓筒式加熱爐預(yù)熱至約400℃，再進(jìn)入管式反應(yīng)器。在管反中，原料油與催化劑一起高速通過(guò)，在管反中反應(yīng)后的油氣經(jīng)頂部聯(lián)接管進(jìn)入筒反的稀相段?；?zé)捰团c焦化餾分油經(jīng)另一個(gè)圓筒式加熱爐預(yù)熱后進(jìn)入筒反的提升管與再生催化劑相混合，再經(jīng)筒反底部的分布板進(jìn)入密相床層。筒反的上部是稀相床層，部分被油汽帶上的催化劑在稀相床層中沉降下來(lái)，而反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)筒反頂部并聯(lián)的六組旋風(fēng)分離器與催化劑進(jìn)一步分離后，從筒反頂部引出送入分餾塔。每組分離器都有兩級(jí)，絕大部分被油汽攜帶出床層的催化劑在此被分離出，沿著底部插入床層的料腿沉降下來(lái)。一級(jí)分離器的料腿插入密相床層中，而二級(jí)分離器的料腿插入稀相床層中。料腿的底部有翼閥，當(dāng)料腿中的催化劑積存至一定高度時(shí)，由于重力作用使翼閥打開(kāi)，把催化劑放出后又自動(dòng)關(guān)閉，以防止床層中的油汽由料腿底部倒灌。

2.催化劑流程及調(diào)節(jié)

催化劑的循環(huán)是根據(jù)U形管密相輸送原理進(jìn)行的。筒反的下部有裝有人字擋板的汽提段。從反應(yīng)床層下至汽提段的積炭催化劑（稱作待生催化劑）上吸附有部分油汽，經(jīng)汽提段后，大部分油汽脫附以減輕再生器的負(fù)荷。由汽提段下來(lái)的催化劑經(jīng)U形管流至再生器的提升管，由增壓風(fēng)提升至再生器床層進(jìn)行再生。再生后的催化劑分兩路：一路由外溢流管經(jīng)U形管進(jìn)入管反，另一路由內(nèi)溢流管下來(lái)經(jīng)U形管進(jìn)入筒反。

催化劑的循環(huán)量由增壓風(fēng)量調(diào)節(jié)，當(dāng)增壓風(fēng)量增加時(shí)，立管與提升管間的壓差增大，于是催化劑進(jìn)入再生器的量增加。由于再生器內(nèi)催化劑藏量主要是由溢流管高度控制，一般情況下變化不大，因此當(dāng)進(jìn)入再生器的催化劑量增加了，從再生器溢流管流出的催化劑量也就隨之增加了。至于從再生器流往兩個(gè)反應(yīng)器各多少則由去管反的U形管上的單動(dòng)滑閥來(lái)調(diào)節(jié)。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)單動(dòng)滑閥經(jīng)常處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，至于從筒反去再生器的待生催化劑U形管上的單動(dòng)滑閥和從再生器去筒反的再生催化劑U形管上的單動(dòng)滑閥在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是全開(kāi)的。只是在開(kāi)工時(shí)用于調(diào)節(jié)循環(huán)量以及在發(fā)生緊急事故時(shí)切斷催化劑流。

3.自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)

反應(yīng)－再生系統(tǒng)內(nèi)催化劑的正常流動(dòng)和反應(yīng)器內(nèi)的油汽不竄入再生器都是由系統(tǒng)的壓力平衡來(lái)保證的。在平衡被破壞時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的事故，甚至爆炸，因此除了再生器頂部有很靈敏的雙動(dòng)滑閥來(lái)控制反應(yīng)器和再生器之間的壓差外，還有一套自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)筒反提升風(fēng)流量、筒反進(jìn)料流量、管反進(jìn)料流量以及主風(fēng)流量等中的某一個(gè)流量過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)的壓力平衡會(huì)破壞，此時(shí)，自保系統(tǒng)即起作用，自動(dòng)地打開(kāi)相應(yīng)的事故蒸汽線，噴入一定量的事故蒸汽以保持系統(tǒng)內(nèi)的正常流化狀態(tài)。如果筒反與再生器間的壓差過(guò)低，為了防止催化劑倒流，自保系統(tǒng)即自動(dòng)關(guān)閉反應(yīng)器與再生器間兩根U形管上的單動(dòng)滑閥，同時(shí)切斷原料油，并向反應(yīng)器內(nèi)噴入事故蒸汽，使催化劑保持流化狀態(tài)。

二、分餾系統(tǒng)

由反應(yīng)器出來(lái)的油汽是氣體烴、汽油、柴油、回?zé)捰图傲鸦瘹堄偷幕旌衔?，并夾帶少量催化劑粉末。與常減壓分餾塔的進(jìn)料是處于汽液平衡狀態(tài)不同，催化裂化分餾塔的進(jìn)料是處于過(guò)熱狀態(tài)，必須首先取走進(jìn)料中的多余的熱量才有可能進(jìn)行分餾。困此，催化裂化分餾塔的一個(gè)重耍特點(diǎn)是塔的底部是一個(gè)換熱段，裝有人字形擋板，在換熱段打入冷卻過(guò)的循環(huán)油漿來(lái)冷卻進(jìn)料。在換熱的同時(shí)，循環(huán)油漿還把進(jìn)料油汽中攜帶的催化劑粉末洗了下來(lái)，防止堵塞塔板。

分餾塔頂出來(lái)的汽油和富氣的混合物，經(jīng)油氣分離罐后汽油送往穩(wěn)定—吸收部分，富氣經(jīng)氣壓機(jī)壓縮后亦送往穩(wěn)定－吸收系統(tǒng)。整個(gè)分餾系統(tǒng)的壓力以及反應(yīng)系統(tǒng)的壓力是由氣壓機(jī)入口壓力控制的。由上而下在塔的第18層、第10層和第2層塔板抽出輕柴油、重柴油和回?zé)捰汀Ｓ伤壮槌鰩в写呋瘎┓勰┑脑头Q為油漿，一部分可送回反應(yīng)器回?zé)挘徊糠肿餮h(huán)油漿經(jīng)冷卻后送入分餾塔底部的換熱段，多余的一部分油漿排出裝置。

總結(jié)與思考

常壓重油或減壓渣油直接進(jìn)行催化裂化的主要問(wèn)題有兩方面。一是由于重渣油中含有較多的瀝青質(zhì)，加上催化劑重金屬污染比較嚴(yán)重，生焦量高，焦炭產(chǎn)率在10～16%，再生器燒焦負(fù)荷很大，導(dǎo)致投資和操作費(fèi)用都較高；另一方面為了控制催化劑上的重金屬量，需要卸出和補(bǔ)充較大量的催化劑，而催化劑的消耗量又和催化劑抗重金屬污染的性能有關(guān)。如果催化劑抗重金屬污染的性能很差，則能否實(shí)現(xiàn)重油直接催化裂化取決于重油的性質(zhì)和由于催化劑補(bǔ)充量的增加所引起的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

[1]石油催化裂化.勝利煉油廠華東石油學(xué)院著.--石油化學(xué)工業(yè)出版社，1975年8月第1版.

[2]催化裂化干氣綜合利用新流程探討.徐龍伢[著]著.--高等教育出版社，2001.