催化裂化油漿利用有哪些招數(shù)

■ 金 文

催化裂化油漿中含有催化劑粉末，過(guò)濾后的澄清油在化學(xué)組成上與渣油相比有很大變化。催化油漿密度大，氫碳原子比低，芳烴含量高，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量低，殘?zhí)恐档?。就其芳香烴而言，單、雙環(huán)芳烴含量相對(duì)較少，三、四環(huán)芳烴含量較多，將這些重質(zhì)芳烴加以分離，可制成高附加值的化工產(chǎn)品。

用作渣油或原料瀝青的改性劑

國(guó)外優(yōu)質(zhì)瀝青含芳香烴一般為40%～55%，蠟含量小于3.0%。道路瀝青的需求約占瀝青總量的80%。當(dāng)瀝青的瀝青質(zhì)高、硬度大、延伸度大時(shí)，加入適量的芳烴和膠質(zhì)，可改善延伸度和耐久性。我國(guó)原油80%以上為石蠟基原油，不宜生產(chǎn)高等級(jí)瀝青。利用煉廠催化裂化油漿這一貧蠟富芳組分作改性劑，生產(chǎn)高等級(jí)道路瀝青的研究很活躍。油漿的初餾點(diǎn)一般較低，不能直接用作改善瀝青質(zhì)量的組分。有研究指出，利用強(qiáng)化蒸餾將油漿（強(qiáng)化劑）加入瀝青或渣油中，再進(jìn)行減壓蒸餾，使飽和的、對(duì)瀝青質(zhì)量不利的組分蒸出，而對(duì)瀝青有利的組分留在瀝青中，從而改善了瀝青質(zhì)量，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瀝青。將新疆混合原油丙烷脫油瀝青與催化裂化油漿等改性劑調(diào)和，可生產(chǎn)出符合國(guó)標(biāo)GB/T15180-94要求的各種牌號(hào)重交瀝青。錦西煉油廠將油漿減壓蒸餾，除去小于400℃的餾分，得到富芳、能改善瀝青質(zhì)量的有效組分，與遼河減渣調(diào)合，生產(chǎn)出質(zhì)量符合GB/T15180-94的高等級(jí)道路瀝青。該工藝全年可處理油漿4萬(wàn)噸，得到有效組分2.56萬(wàn)噸，可調(diào)合高等級(jí)道路瀝青13.2萬(wàn)噸，年增效500多萬(wàn)元。

用作丙烷脫瀝青的強(qiáng)化劑

與減壓渣油相比，催化裂化油漿密度大、閃點(diǎn)低。丙烷脫瀝青的萃取過(guò)程摻煉催化裂化油漿后，使萃取塔的進(jìn)料密度變大，粘度變小。進(jìn)料密度變大，使進(jìn)料與丙烷的密度差變大；進(jìn)料粘度減小，使萃取阻力降低，這都有利于萃取過(guò)程的進(jìn)行，提高脫瀝青油的收率。將催化油漿摻兌到渣油中脫瀝青，催化油漿中可以繼續(xù)裂化的組分回到脫瀝青油中，不宜裂化的組分（重芳烴和膠質(zhì)）留在脫油瀝青中，使脫油瀝青的性質(zhì)得以改善。

用作橡膠軟化劑和填充油

軟化劑是在橡膠加工過(guò)程中用于改善膠料加工性能的操作配合劑。生膠中加入軟化劑后，不僅能改善膠料的塑性，降低膠料的粘度和混煉時(shí)的溫度，縮短混煉時(shí)間，節(jié)省混煉時(shí)的動(dòng)力消耗，且能改善碳黑與其它配合劑的分散與混合，對(duì)壓延和擠出起潤(rùn)滑作用，同時(shí)可降低硫化膠的硬度，提高硫化膠的抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、耐寒性等性能。依據(jù)軟化劑的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)可分為芳烴類(lèi)軟化劑、環(huán)烷烴類(lèi)軟化劑和鏈烷烴類(lèi)軟化劑。而芳烴軟化劑具有密度大、粘度高、親和性好、加工性能優(yōu)的特點(diǎn)，是橡膠工業(yè)良好的軟化劑。

催化裂化油漿密度大、粘度大、芳烴和環(huán)烷烴含量高，與合成橡膠相容性好。因此適合于在丁苯、順丁、氯丁、丁腈等合成橡膠及天然橡膠加工中使用，也適合于在載重輪胎、深色橡膠制品的制造工藝中應(yīng)用。錦州石化煉油廠利用芳烴含量大于40%的油漿，經(jīng)沉降分離后直接作為天然橡膠和各種合成橡膠的軟化劑；武漢石化廠將油漿經(jīng)過(guò)濾除催化劑粉末、脫瀝青、精制、脫色等制取了二元族烴型橡膠軟化增塑劑；齊魯石化公司和濟(jì)南煉油廠等也采用催化裂化重芳烴（FCCHA）研制了橡膠軟化劑。催化裂化重芳烴（FCCHA）具有獨(dú)特的不飽和分子結(jié)構(gòu)，芳烴含量高，芳香度大，與通用的SBR/BR橡膠極性相近，它與橡膠有良好的相容性，有利于碳黑分散，與膠料的摻混均勻性好，混煉工藝性能良好，能完全滿足橡膠加工的要求。且使用FCCHA軟化劑具有相對(duì)分子質(zhì)量大、閃點(diǎn)高、凝點(diǎn)較低、不易凍結(jié)、使用方便等特點(diǎn)。

用作制取石油芳烴增塑劑

將催化裂化油漿中提取出的芳烴可用作聚氯乙烯（PVC）制品的增塑劑。大量應(yīng)用表明，石油芳烴增塑劑與PVC樹(shù)脂的相容性好，易于塑化，電性能和機(jī)械性能較好，價(jià)格便宜，可降低PVC制品的價(jià)格，以芳烴為輔助增塑劑的PVC因性能好，不僅可作硬質(zhì)、半硬質(zhì)，還可作軟質(zhì)制品，用于乳液聚合或懸浮聚合的PVC。

用作碳素纖維材料

碳素纖維是高強(qiáng)度、高韌性、耐熱、耐磨、耐腐蝕、耐輻射的新型材料。瀝青基碳纖維是由多環(huán)結(jié)構(gòu)的大分子芳烴所構(gòu)成，這些大分子芳烴經(jīng)熱處理會(huì)同時(shí)發(fā)生脫烷基或縮聚反應(yīng)，使分子量進(jìn)一步增大。由于這種瀝青分子是平面結(jié)構(gòu)，仍為各向同性，以此為原料可得低性能碳纖維；若將各向同性瀝青進(jìn)一步加熱，可得中間相瀝青。中間相瀝青的分子構(gòu)成具有一定的取向性，有利于各向異性中間相小球的形成，因此可作高性能碳纖維。催化裂化油漿含有大量的2～4環(huán)芳烴，沸點(diǎn)主要集中在300℃～500℃的餾分。根據(jù)液相碳化生成中間相理論以及從分子間相互作用能推論，油漿體系的芳香性較大，中間相保持塑性的溫度區(qū)間較寬，易于獲得各向異性的易石墨化的顯微結(jié)構(gòu)。因此，催化裂化油漿是制備碳素材料的優(yōu)質(zhì)原料。但必須除去油漿中的輕質(zhì)組分和催化劑顆粒，催化劑顆粒含量必須在10PPm以下。當(dāng)今瀝青基碳素纖維開(kāi)發(fā)較好的國(guó)家是日本和美國(guó)。

用作生產(chǎn)針狀焦

針狀石油焦是新型的碳素材料，用它制成的碳素制品具有高結(jié)晶度、高純度、低燒蝕量、低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，被廣泛用于煉鋼、宇航等重要部門(mén)。針狀焦生產(chǎn)以延遲焦化工藝為基礎(chǔ)。根據(jù)針狀焦機(jī)理的研究，生產(chǎn)針狀焦的原料必須是芳烴含量高（稠環(huán)大分子芳烴不在其內(nèi)），BMCI芳烴指數(shù)不小于120，硫含量不大于0.5%，總氮不大于0.05%，苯不溶物不大于1.0%，灰分低，并在熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有較高的中間相轉(zhuǎn)化溫度和較寬的中間相溫度范圍，能生成較大的中間相小球體。催化裂化澄清油中幾乎全都是帶短側(cè)鏈的芳烴，是生產(chǎn)針狀焦的最好材料。

美國(guó)生產(chǎn)針狀焦的原料均以催化裂化澄清油為主，生產(chǎn)能力居世界第一。中國(guó)石化北京石油化工科學(xué)研究院與安慶石化合作，以催化裂化澄清油和回?zé)捰统槌鲇蜑樵希?0萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置上完成針狀焦生產(chǎn)工業(yè)試驗(yàn)，針狀焦收率達(dá)40%。安慶石化已建成15萬(wàn)噸/年針狀焦生產(chǎn)裝置，錦州石化也建成10萬(wàn)噸/年針狀焦生產(chǎn)裝置。

用作生產(chǎn)碳黑

碳黑是橡膠加工和油墨生產(chǎn)的重要原材料，催化裂化油漿中重質(zhì)芳烴含碳量高而雜質(zhì)少，是制備碳黑的優(yōu)質(zhì)原料。國(guó)外多采用催化裂化輕循環(huán)油、澄清油直接作為制備碳黑的原料，收率高且產(chǎn)品顆粒細(xì)、強(qiáng)度好，適宜做高級(jí)橡膠制品的填料。