催化裂化工藝技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展

容元偉 張彪(中國(guó)石油大港石化公司,天津300280)

催化裂化工藝技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展

容元偉 張彪(中國(guó)石油大港石化公司,天津300280)

我國(guó)石油的催化裂化技術(shù)正在高速發(fā)展，科學(xué)有效的催化裂化技術(shù)有利于我國(guó)加工重油、提取輕油和改善油品質(zhì)量，本文對(duì)其研究進(jìn)展展開詳盡分析，為下一代技術(shù)的創(chuàng)新提出思路。

催化裂化;工藝技術(shù);應(yīng)用

到目前為止,國(guó)內(nèi)催化裂化工藝技術(shù)水平處于國(guó)際先進(jìn)水平,已有150多套不同類型的催化裂化裝置建成投產(chǎn),處理量已接近150Mt/a,其中渣油含量占40%.從我國(guó)催化裂化技術(shù)發(fā)展歷程來(lái)看,1965年實(shí)現(xiàn)了催化裂化工藝的工業(yè)化,催化裂化技術(shù)的開發(fā)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(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的質(zhì)的飛躍，主要有以下幾類關(guān)鍵技術(shù)。

1 密相流化床催化裂化工藝

密相流化催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)設(shè)備主要包括反應(yīng)器和再生器,兩者并列安裝于構(gòu)架上,底部用U形管相連接。新鮮原料和回?zé)捰突旌虾筮M(jìn)入加熱爐加熱至300～330℃,然后送到反應(yīng)器的進(jìn)料噴嘴,在蒸汽霧化下噴入稀相提升管,與來(lái)自再生器的催化劑接觸,發(fā)生氣化和反應(yīng),隨后油氣和催化劑一起從進(jìn)料彎管被送到密相流化床反應(yīng)器床層內(nèi),繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。主要需要熱交換器來(lái)進(jìn)行工作，兩種不同起始溫度的流體流過(guò)熱交換器，一個(gè)流經(jīng)管（管側(cè)），另一個(gè)流出管外，但在殼內(nèi)。熱量通過(guò)管壁從一個(gè)流體傳遞到另一個(gè)流體，從管側(cè)到殼側(cè)，反之亦然。流體可以是液體，也可以是外殼或管側(cè)的氣體。為了有效地傳遞熱量，應(yīng)該使用大的傳熱面積，導(dǎo)致使用較多的管。這樣，廢熱就可以再利用，這是節(jié)約能源的有效途徑。每側(cè)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(fā)成氣體（蒸汽），有時(shí)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(fā)生在殼體側(cè)。蒸汽機(jī)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(qū)動(dòng)渦輪機(jī)的大型發(fā)電廠中，使用單管程浮頭式表面冷凝器將從渦輪機(jī)排出的廢氣蒸汽冷凝成冷凝水，再循環(huán)回到蒸汽發(fā)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(yīng)堆，大型熱交換器稱為蒸汽發(fā)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(lái)從沸騰表面冷凝器再循環(huán)到水蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)來(lái)產(chǎn)生電力。在單管程熱交換器中，流體進(jìn)入各管的一個(gè)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(shù)

為了提高催化裂化催化劑的再生效率,石油化工科學(xué)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(dāng)年先后在玉門煉油廠和獨(dú)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(yīng)用，主要有單段和兩段(單個(gè)再生器或兩個(gè)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(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，但在以下情況下，更好的選擇是單管程燒焦罐：?jiǎn)喂艹虩构薜闹饕獌?yōu)點(diǎn)是，它的高效利用特別是在有限的時(shí)候，沒有足夠的直管可以鋪設(shè)。在低流量（或?qū)恿鳎l件下，典型的殼管式燒焦罐的傳熱系數(shù)低，變得不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)其中一種流體存在低壓時(shí)，通常來(lái)自其他工藝設(shè)備中累積的壓降。當(dāng)其中一種流體具有多個(gè)（固體、液體和氣體）的組分時(shí)，這在操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)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(duì)應(yīng)物更難，單管程單元將需要更少的清理。這些已經(jīng)在核工業(yè)中被用來(lái)作為從20世紀(jì)70年代早期開始用大型液態(tài)金屬快速反應(yīng)器的鈉系統(tǒng)進(jìn)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(guān)鍵設(shè)備之一,開發(fā)出PV型旋風(fēng)分離器、第三級(jí)旋風(fēng)分離器核心部件EPVC型和PT型兩種分離單管,YL型煙氣輪機(jī)以及各種型號(hào)的隔熱耐磨襯里,這些設(shè)備廣泛地應(yīng)用于多套催化裂化裝置。從技術(shù)角度來(lái)看,噴嘴和取熱器是渣油催化裂化裝置的兩項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù).取熱器內(nèi)的冷卻潤(rùn)滑油需要定期進(jìn)行更換，冷卻潤(rùn)滑油更換的時(shí)間應(yīng)該從環(huán)境、濕度、沙塵、空氣中是否含有大量酸堿性氣體等四個(gè)方面來(lái)決定更換周期長(zhǎng)短。剛剛買的空壓機(jī)在第一次運(yùn)行時(shí)候，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)達(dá)到五百小時(shí)后需要進(jìn)行更換機(jī)油，更換之后每四千個(gè)小時(shí)更換一次機(jī)油，其中一年空壓機(jī)運(yùn)行不到四千小時(shí)的應(yīng)該在每年的年末進(jìn)行更換一次機(jī)油。機(jī)油的取熱器在剛剛購(gòu)買新機(jī)器的時(shí)候，在運(yùn)行了三百到五百小時(shí)的時(shí)候需要更換一次，再往后就是兩千個(gè)小時(shí)進(jìn)行更換一次?？諝馊崞鞯木S修或更換的時(shí)候，一定要注意防止雜物進(jìn)入到主機(jī)腔中，維修更換的過(guò)程中，一定要將主機(jī)的入口處進(jìn)行封閉，在維修更換過(guò)后，用手按住主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，觀察沒有任何阻礙機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下再開機(jī)運(yùn)作。

3 結(jié)語(yǔ)

催化裂化技術(shù)的革新有利于重油和輕油油品的提升，對(duì)于我國(guó)煉油技術(shù)的長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展意義重大。

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

[2]許友好,張久順,馬建國(guó),龍軍.生產(chǎn)清潔汽油組分并增產(chǎn)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(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工.2003(11).

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

容元偉（1988-），性別:男，民族：漢，籍貫:河北保定，當(dāng)前職務(wù)：運(yùn)行工程師，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：催化裂化。