催化裂化裝置用能優(yōu)化及碳排放研究

張聰

摘 要：催化裂化過程是煉油的一個(gè)重要過程，不僅需要消耗大量的能源，同時(shí)也是一個(gè)生產(chǎn)能源的重要環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，造成碳排放量的提升。基于此，本文主要闡述了催化裂化裝置在發(fā)生反應(yīng)的過程中的施工工藝，再根據(jù)問題對(duì)催化裂化裝置進(jìn)行用能優(yōu)化，節(jié)約資源并降低碳排放量。

關(guān)鍵詞：催化裂化裝置;性能優(yōu)化;碳排放

1 催化裂化裝置碳排放工藝

1.1 反應(yīng)再生系統(tǒng)

催化裂化反應(yīng)過程中，在催化裂化裝置換熱后，在催化裂化裝置中新添加的原料油和之前剩余的油混合，然后進(jìn)行加熱，直到原料油被加熱至180-320℃時(shí)停止，此時(shí)的原料油以霧氣的形式存在，然后在向催化裂化裝置中添加高溫催化劑，催化原料油快速發(fā)生汽化反應(yīng)，然后利用分離器將氣體中的催化劑分離出來(lái)，此時(shí)的催化劑已經(jīng)失去了活性，通過將失去活性的催化劑經(jīng)積碳反應(yīng)，將失去活性的催化劑流入瓶底，對(duì)其進(jìn)行加熱和灼燒處理，通過催化劑吸熱的過程，將失去活性的催化劑恢復(fù)活性，再次投入使用，這個(gè)過程這就是反應(yīng)再生的過程。注意的是，在燒焦過程中，需要配置一個(gè)吸收多余熱量裝置，在再生環(huán)節(jié)吸收多余的熱量用來(lái)發(fā)電[1]。

1.2 分餾系統(tǒng)

分餾系統(tǒng)主要是指分餾塔，分餾塔由三個(gè)不同部分組成，總共分為三層，每一層能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也不相同，分餾出來(lái)的產(chǎn)品也不相同，通過不同的分餾層來(lái)滿足油氣在分餾塔中的分餾效果和目的。在催化裂化過程中，為了保證煉油品質(zhì)，分餾過程中需要設(shè)置四種循環(huán)回流，一種包括了頂回流、兩個(gè)中回流和一個(gè)油漿回流，在吸收其中產(chǎn)生熱量的時(shí)候，需要保證熱量全部均勻和溫度適中，且負(fù)荷分配均勻。

1.3 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)

吸收穩(wěn)定系統(tǒng)在催化裂化裝置中屬于結(jié)束環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)能夠?qū)Ψ逐s塔遺留的油進(jìn)行再次加工，并將其中包含的一些富氣進(jìn)行分離，油中的富氣需要經(jīng)過吸收塔的吸收，將富氣通過液化吸收劑的吸收，將其中的濕氣吸收掉，得到最終的干氣。將通過吸收后的干氣再次放入吸收塔，利用分餾塔中的柴油再進(jìn)行吸收操作，將干氣中的C3吸收，吸收完畢的干氣再次進(jìn)入分餾塔，在分餾塔中判定干氣是否滿足要求。被吸收的富氣吸收液將其流進(jìn)分餾塔低進(jìn)行加熱操作，通過加熱富吸收液，其中比C3輕的組分基本脫除，從解吸塔頂排出進(jìn)入到平衡罐，然后進(jìn)入吸收塔中;將C3分離之后的輕組分放入穩(wěn)定塔中進(jìn)行再次的分離操作，這個(gè)過程中的油氣損耗可以降至最低，將在穩(wěn)定塔中分離完成的油氣和液化氣通過塔底的沉淀，最終將其分為兩部分，一部分輸出塔外，作為成品油，另一部分作為吸收劑留在塔內(nèi)，循環(huán)利用，再次將油氣流向吸收塔中，完成吸收過程的操作[2]。

2 催化裂化裝置用能優(yōu)化

2.1 調(diào)整分餾部分操作

催化裂化反應(yīng)生成的油氣經(jīng)過分餾、吸收穩(wěn)定等單元的操作分離出合格的柴油、汽油、液化氣等產(chǎn)品。如果產(chǎn)品之間出現(xiàn)餾分重疊，則說明分餾、吸收穩(wěn)定分離效果差。針對(duì)該問題，將汽油干點(diǎn)的控制由原來(lái)180-190℃調(diào)整為200℃，以此拓寬汽油餾程，降低汽油與柴油產(chǎn)品的重疊率。提高柴油的初餾點(diǎn)是從減少汽油和柴油餾分重疊的角度降低柴油收率。在柴油初餾中，汽提塔的氣體效果影響用能的消耗率，同時(shí)也能增加催化裂化裝置的用能效率，降低用能損耗，在柴油汽提塔中通過注入蒸汽來(lái)實(shí)現(xiàn)油氣分壓降低的目的，使柴油在汽提塔中能夠更好的輕組分，也能夠更好的揮發(fā)，最終回到催化裂化裝置的分餾塔中。

2.2 調(diào)整反應(yīng)部分的操作

反應(yīng)部分操作調(diào)整主要是調(diào)整反應(yīng)深度來(lái)降低柴油收率，但是反應(yīng)深度過高的反應(yīng)深度會(huì)大幅增加低碳分子烴（干氣）和焦炭產(chǎn)率的增加，導(dǎo)致催化裂化裝置總液收降低，經(jīng)濟(jì)效益大幅降低。

影響反應(yīng)操作部分的主要因素有6種，其中最主要的影響因素是溫度和反應(yīng)力以及活性劑等。在催化裂化裝置中主要產(chǎn)生的反應(yīng)是一個(gè)吸熱過程，溫度大小能夠影響催化裂化的反應(yīng)速度，控制溫度和活性劑的使用可以有效提高催化裂化裝置的用能效果，并同時(shí)能夠?qū)⑻寂欧啪S持在一定標(biāo)準(zhǔn)下。

反應(yīng)所需的熱量主要由催化再生燒焦產(chǎn)生的熱量提供，當(dāng)二者密相溫度降低時(shí)，為保證反應(yīng)溫度，需提高催化劑循環(huán)量，即提高劑油比。當(dāng)反應(yīng)壓力降低時(shí)有利于裂解反應(yīng)，不利于縮合反應(yīng)，在實(shí)際操作中可以通過調(diào)整汽提蒸汽量、原料霧化蒸汽量等來(lái)降低油氣分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)裂解反應(yīng)的控制?；钚源呋瘎┰诖呋鸦磻?yīng)中占據(jù)重要地位，由于催化劑與原料反應(yīng)時(shí)會(huì)與原料中的Ni、V等重金屬接觸，造成催化劑酸性中心及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加之催化劑在再生過程出現(xiàn)水熱失活，導(dǎo)致催化劑活性偏低，這就需要加大新鮮催化劑的補(bǔ)充量來(lái)維持其活性。

3 總結(jié)

新建渣油加氫裝置，將常壓渣油進(jìn)行加氫后渣油質(zhì)量得到明顯改善，可直接用催化裂化工藝，將其全部轉(zhuǎn)化成市場(chǎng)急需的汽油和柴油，提高了資源的利用率和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)產(chǎn)品碳含量顯著降低。同時(shí)，通過對(duì)催化裂化裝置催化劑配方的調(diào)整，可增加汽油液化氣收率，降低柴油收率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊啟業(yè)，徐承恩.砥礪奮進(jìn)四十年煉油工業(yè)換新顏[J].石油學(xué)報(bào)（石油加工），2019，35（05）：825-829.

[2]楊智.催化裂化裝置再生煙氣污染物排放治理[J].石油石化節(jié)能，2019（09）：49-51+12.