石油化工催化裂化工藝技術優(yōu)化探究

牛永華，楊光偉，陳太生

（山東東明石化集團有限公司，山東 菏澤 274500）

引言

近年來，隨著全球石油資源的不斷減少，石油資源的市場供應日益緊張，滿足生產生活對石油化工產品的需求已經不能僅僅依靠開采和儲備，屬必要通過技術優(yōu)化的方式提高石油原油的煉化效率和最終質量，通過開源和節(jié)流并行的方法，滿足我國對石化產品及其附加品的需求。在科學技術飛速發(fā)展的今天，石油化工技術已經得到了日新月異的提升，但無論技術如何進步，石油催化裂化工藝仍然是輕質油提取的最主要、最重要的途徑。如何能夠在現(xiàn)有的基礎上，優(yōu)化石油催化裂化工藝技術，提高石化公司的生產效率，增加石油化工產品的產量，滿足生產生活的日常所需，是當下廣泛熱議的話題。作為石油煉制中的重要工藝，石油催化裂化工藝承擔著提高石油煉制效率，提高可用輕質油轉換率的任務，而且對石油催化裂化工藝進行優(yōu)化可以提高汽油、柴油等石油化工產品的產量，進而充分供給日常生產生活所需。因此，進行石油化工催化裂化工藝技術的優(yōu)化是勢在必行的。

1 石油化工催化裂化工藝技術介紹

石油化工催化裂化工藝技術發(fā)展至今，經歷了多次的技術革新和優(yōu)化，因為各階段科學技術水平和石油化工產品使用要求的不同，為了滿足各個時期的要求，石油化工催化裂化工藝在各個階段的技術特征也不盡相同，從最開始的熱裂化技術、焦化技術到后來的加氫技術，石油化工的煉油技術不斷發(fā)展進步，一直到今天所使用的石油化工催化裂化工藝，本工藝反應過程較為溫和，而且全程可控，能對原料油進行多元化的分解和提煉，大幅提高石油化工產品的生產效率，有效節(jié)約了大量石油資源，符合低碳生態(tài)的時代要求。經過近些年的技術革新和發(fā)展，石油化工催化裂化技術得到了廣泛的應用，其主要階段主要有以下三個，分別是原料油催化裂化、催化劑再生以及產物分離，如圖1 所示。

圖1 石油化工催化裂化技術示意圖

1.1 原料油催化裂化環(huán)節(jié)

首先，原料油催化裂化是石油化工催化裂化工藝過程的第一個環(huán)節(jié)，也就是借助催化劑的催化反應使原料油產生化學反應，進而發(fā)生裂化。這個反應階段主要分為三個過程，一是將蒸汽霧化后的原料油噴入再生器里；二是讓原料油和催化器之間產生充分的化學反應，將原料油分解為化學小分子；三是將上述兩個環(huán)節(jié)中產生的化學反應物經過一系列流程進入分餾階段。原料油催化裂化中所用到的催化劑主要有Y型分子篩和稀土改性Y 型分子篩兩種，通過催化劑的使用，不僅可以降低系統(tǒng)壓力要求，而且可以提高煉化質量[1]。

1.2 催化劑再生環(huán)節(jié)

石油化工催化裂化工藝過程中還涉及到一個催化劑再生的環(huán)節(jié)，催化劑再生也就是利用已經使用過的催化劑，使其重新恢復催化功能的過程。眾所周知，催化劑和經過蒸汽霧化后的原料油充分接觸產生化學反應后，會有焦炭產生，如果將再生后的催化劑注入再生器，就會產生激烈的反應，進而恢復自身的活性。所以為了提高石油化工企業(yè)煉油的效率，節(jié)約石油化工產品的生產成本，必須要提高對催化劑再生的關注度。

1.3 產物分離環(huán)節(jié)

在原料油煉化過程還要進行一個產物分離的環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)是能夠決定石油煉化結果的一個至關重要的階段。該環(huán)節(jié)主要包括以下兩個方面的工作，一是分餾和吸收第一階段催化裂化過程中產生的油氣，并通過分餾和吸收的過程產生汽油、液化氣等產物，并有效提升石油化工產品的質量；二是在富油進行充分進入后，排出的貧氣進入吸收塔底，在于柴油發(fā)生充分的逆流接觸之后就可以對貧氣中的汽油進行回收[2]。

2 石油化工催化裂化工藝技術優(yōu)化措施

2.1 合理控制工藝參數(shù)

石油化工催化裂化技術的工藝參數(shù)指的是在完成催化裂化工作時的一系列基礎數(shù)據(jù)和指標要求，對于石油化工催化裂化工藝的工作效率和最終效果有著重要的影響作用，所以對工藝參數(shù)進行科學合理的控制可以提升石油化工產品的最終產出質量。因此，在石油原料油煉化的過程中，要求工作人員應該時時根據(jù)石油化工產品的需求和煉制過程的實際工作來調整工藝參數(shù)，通過工藝參數(shù)的控制來改善催化裂化工藝中各種反應的實施條件。而且原油材料中有很多的渣油，如果直接使用催化裂化技術進行工作，往往會導致汽化過程不完全，甚至出現(xiàn)氣、液體并存的局面，對石油化工產品的濃度變化有著很大影響。所以在工作過程應該最大限度地合理控制工藝參數(shù)，以此降低催化裂化過程中的不充分反應和不良影響，進而確保催化裂化質量[3]。

2.2 優(yōu)選催化劑體系

催化劑在石油化工催化裂化工藝中起著重要的作用，好的催化劑不但可以加快催化裂化過程的反應效率，提高石油化工產品的質量，而且可以降低石油化工企業(yè)的生產成本，提高其經濟效益。因此，為確保石油化工催化裂化工藝在投入生產時能取得更好的工藝效果，必須要選擇合適的催化劑，優(yōu)化催化劑體系，不同催化劑活性與產品收率的關系也不盡相同，如表1 所示。在實際工作過程中，固體催化劑得到了廣泛的應用，但是生產的過程并不是一個完全固定的過程，反而會出現(xiàn)很多不固定的因素，所以受到這些因素的影響，固體催化劑的催化效果也會有所降低。所以就要優(yōu)選催化劑體系，提升其活性和催化效率，避免催化劑無效的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)[4]。

表1 不同催化劑活性與產品收率的關系

2.3 改善工藝生產條件

在石油化工產品的生產過程中，需要通過改善生產條件來提高生產效率和產品品質，這就要求在催化裂化的反應過程中，通過升高溫度和強化加管力度的方式來改善生產條件。首先，如表2 所示，不同溫度下的產品收率以及總液體收率是不同的，升高溫度可以增加工藝反應速度，加快工藝反應效率，降低催化裂化過程中對設備造成的傷害，減少設備成本的支出。而且加強對催化裂化反應過程中各生產設備的監(jiān)管，定期進行維修養(yǎng)護，可以有效降低安全事故的發(fā)生頻率，保證企業(yè)和操作人員的生命財產安全。除此之外，還要加強設備安全的監(jiān)督，對工作的全過程進行監(jiān)管，盡可能的保障安全生產。

表2 不同溫度下的產品收率以及總液體收率

2.4 優(yōu)化工藝生產流程

目前的石油化工催化裂化工藝有五個組成部分，分別是反應再生、原油分餾、吸收穩(wěn)定、脫硫精制和煙氣能量回收，只有將這五個工藝內容進行統(tǒng)籌協(xié)調，嚴格按照這五個組成部分的固定順序進行工作，并在這個工作過程中不斷完善各方面的條件，才能有效地進行石油化工的催化裂化，減少催化劑的使用，實現(xiàn)效率的大幅提升和資源的高效利用。

2.5 完善工藝管理體系

石油化工催化裂化的過程是一個專業(yè)的化學工藝，需要操作人員具有極高的專業(yè)素養(yǎng)和相關技能，而且為了能獲得更好地反應效果，勢必要規(guī)范完善催化裂化的工作流程，確保安全化的高效率生產。為了完善工藝管理體系，必須要完善工藝要點，提高工作人員的專業(yè)水平和創(chuàng)新意識，做好催化劑和反應產物的分離工作，并對反應器進行日常檢查和改造，以確保反應器的工作效率和產品質量[6]。

3 結語

在當下石油資源開發(fā)不斷深入，石油資源儲備日益減少，石油化工產品市場供應逐漸匱乏的大環(huán)境下，石油化工企業(yè)應該在充分了解石油化工產品在生產過程中面臨的困境的情況下，通過技術革新、工藝優(yōu)化等方式，不斷提高石油煉化的技術含量和產出效率。比如通過合理控制工藝參數(shù)、優(yōu)選催化劑體系、改善工藝生產條件、優(yōu)化工藝生產流程、完善工藝管理體系等方法對石油化工催化裂化工藝進行技術優(yōu)化，達成或超過石油化工企業(yè)的計劃生產目標，提高石油化工產品的質量，減少對原油資源的消耗，進而提高企業(yè)的經濟效益和社會效益，促進國家發(fā)展和社會進步。