【《催化裂化工艺技术国内外相关技术进展文献综述》2700字】

PAGEPAGE38催化裂化工艺技术国内外相关技术进展文献综述催化裂化工艺技术是在克服热裂化技术缺点的基础上发展起来的。热裂化以常压重油、减压馏分油、焦化蜡油等为原料，在高压（2.0-4.0MPa)、高温（450-550℃）下裂化生成裂化气、裂化汽油、裂化柴油及燃料油。热裂化汽油成分比较复杂，其烯烃含量比较高，这就造成其辛烷值较低，抗爆性能较差，安定性不够等缺陷。因此，不久热裂化技术就逐渐被催化裂化工艺技术所代替。催化裂化工艺装置可以分为固定床、移动床、流化床和提升管四种类型，世界上第一套100kt/a催化裂化装置是由Cross热裂化装置改组而成的，属于固定床反应器。该装置是将小颗粒球状或片状催化剂预先放在反应器内，等原料油预热到400℃左右时进入反应器内反应，经过几分钟到十几分钟的反应，由于表面积炭而导致催化剂的活性下降，这时要停止进料。经水蒸气吹扫后，通入空气进行再生。等到催化剂活性恢复后，再通入原料油进行反应。该操作过程属于间歇式操作，即反应和再生是在同一个设备内交替进行。由于其操作比较繁琐，难以控制，且设备结构复杂，用钢材量大，生产能力小，因此工业上早已淘汰。在40年代初期，工业生产上逐渐出现了移动床和流化床催化裂化，最初的移动床催化裂化反应装置是由SoconyVacuum石油公司建成的，处理量为500kt/a，定名为TCC。在移动床催化裂化装置中，原料油和催化剂同时进入到反应器顶部,通过接触反应后慢慢向下移动。当移动到反应器的下部阳寸，催化剂表面已经沉积了一定量的焦炭,当催化剂和油气进行分离时，油气从反应器的中下部输出，催化剂则从底部通过气升管中的空气将其提升到再生器的顶部，之后再进入再生器内不间断向下移动，在移动过程中进行再生。TCC装置使用的颗粒尺寸为3-6mm，它在反应器和再生器之间循环流动，实现了连续再生。但是移动床技术也有其应用上的缺陷，设备比较复杂，钢材耗量大，操作控制不方便，特别是处理量大于800kt/a的大型装置，在经济和效益上都不如流化床优越。因此，后来的流化床催化裂化技术得到了迅猛的发展，从而取代了移动床催化裂化反应装置。流化床催化裂化采用了先进的流化技术，使用的催化剂为30-100um的微球催化剂，在反应器和再生器内，与反应油气和空气形成流化状态来进行反应与再生。催化剂在两器之间就像流体流动一样，循环起来非常方便。由于在流化状态时，反应器和再生器内分布均匀，且催化剂循环量很大，可携带的热量也多，这就减小了反应器和再生器内温度变化的幅度,从而避免了设嚣外取热器，使设备结构简单化。流化床催化裂化设备简单、处理量大、操作灵活、产品性质稳定等优点，因而得到了广泛的应用。上个世纪50年代最具代表性的流化床装置是同高并列式密相床催化裂化。催化剂的巨大发展推动了催化裂化技术的不断提高。在催化裂化工艺技术发展过程中﹐最早使用的是纯天然的活性白土催化剂。后来人工合成出了硅酸铝催化剂，由于其具有良好的热稳定性和耐磨性，因此，在工业上有了广泛的使用。到了60年代初,分子筛催化剂问世，它因活性高,选择性好的特点，从一定程度上促进了催化裂化装置流程和设备的重大变革。为了充分发挥分子筛催化剂的优点，于是便发展了现在的提升管反应器，反应器以高温和短接触时间的活塞流反应代替原来的床层反应，大大减少了二次反应，并且克服了返混的缺点，使生产能力大大提高。由于分子筛催化剂对积炭非常敏感,为了确保它的高活性，就必须得降低其积炭量。为了达到这样的再生要求，在再生设备和工艺方面人们还发展了两段再生、高效再生和高温再生等新型再生技术。1.5.1国内催化裂化技术（1）MIP工艺MIP工艺是由石科院开发的一种生产品质优良的催化裂化汽油的新型工艺技术。MIP工艺第一次了利用直径不同的提升管反应器建立了两个反应区域（包括异构化和氢转移），结果使催化裂化汽油的辛烷值反而升高了，同时催化裂化汽油的品质也变好了。而催化裂化汽油作为国内数量最大的汽油组分，催化裂化汽油的质量直接影响汽油的整个生产，因此，MIP工艺的研制成功引起诸多关注。直至2018年，MIP工艺已经给国内提供了约为一半的车用汽油。（2）TSRFCC两段提升管催化裂化工艺（TSRFCC）是中国石油大学创新开发的一项新技术。TSRFCC技术有两段提升管，且两段提升管并联。第一段提升管内反应的是比重大于0.9的原料，在第二段提升管内反应的是回炼油。若有需求可以将一部分汽油通入第二段提升管，这样做可以使得汽油中CnH2n含量降低。此项技术可以针对不同的方案进行调整，灵活多变同时重质原料能很好的转化成产品、也可以根据需要生产不同的产品并且产品的质量也能得到保障。该工艺在国内好几家石化公司都有应用。（3）FDFCC工艺FDFCC—由洛阳石化工程公司研制的一种操作灵活、原料适应面广、反应效率高的催化裂化技术，该工艺的优势在于再生剂在提升管内不同的输送方式。串联型式是再生剂先后分别进入汽油、重油的提升管；并联型式是再生剂分别进入两个提升管。并联型式相比串联型式操作更加方便，因而这种操作方便的类型更加适应于工业应用。目前，该工艺在中国石油天然气集团有限公司旗下的多家石化公司都有应用。1.5.2国外催化裂化技术（1）SCT（ShortContactTime）——短时接触该技术是由Exxon公司开发于BP公司的Espana炼油厂应用。该技术是对FCC装置进行改造，采用了Exxon公司的专利技术（新型进料喷嘴）减少了返混的同时也使原料变成雾状效果变好；采用特殊类型的旋分器使得裂化后的产品能与催化剂更好地分离；采用技术位于前列的划分成不同段的使用水蒸气汽提的装置能更好除去催化剂裹挟的烃类物质，烃类物质出去之后焦炭的生成将会减少。（2）SCC由Lummus公司研制的SCC技术，该技术采用新型进料喷嘴、短的停留时间和直连式旋风分离器；采用高温、剂油比大的操作方式，这些使得催化裂化过程中乙烯、丁烯歧化生成很多丙烯，丙烯产率28wt%左右。（3）MSCC毫秒催化裂化技术是美国环球油品公司研制的，被用于CEPOC公司的炼油厂。该技术中原料油品与催化剂进行反应仅仅用了几毫秒。这种反应仅需要毫秒的技术和快分的技术，使得非理想反应（二次反应）减少，对于目的产物的选择性也会提高，使汽油收率达57.0wt%、柴油收率达20.6wt%、焦炭收率达5.0wt%。（4）PetroFCCUOP公司的PetroFCC技术采用重油与汽油分开反应的双提升管反应器和高含量的ZSM-5型催化剂的助剂，该技术的液化石油气产率高、丙烯产率最高可到22%（以质量分率计）但缺点是汽油和柴油的产率比较低。参考文献[1]S大学化工系选编.石油炼制设计数据图表集(上、下册)[M].S大学，1995．[2]徐春明,石油炼制工程[M].第四版．北京：石油工业出版社，2009：180-257[3]苗兴东,催化裂化技术的现状及发展趋势[J].煤炭与化工,2007,30(1):6-9.[4]石