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催化裂化发展史

■ 20世纪80年代后期，中国引进了美国Stone and Webster公司的渣油催化裂化技术，改建或新建了镇海、武汉，广州、长岭和南京等5个炼油厂的催化裂化装置。通过对该技术吸收、改进，在一定程度上推动了渣油催化裂化技术的发展。1998年由石油化工科学研究院和北京设计院开发的大庆减压渣油催化裂化技术(VRFCC)就集成了富氧再生、旋流式快分(VQS)、DVR-l催化剂等多项新技术。

■ 近十年来，中国催化裂化还在不断发展，利用催化裂化工艺派生的“家族工艺”有多产低碳烯烃或高辛烷值汽油的DCC、ARGG、MIP等工艺以及降低催化裂化汽油烯烃含量的MIP、MGD和FDFCC等工艺。有的专利技术已出口到国外，如DCC工艺技术，受到国外同行的重视。

催化裂化装置的组成

反应—再生部分、主风机部分、分馏部分、气压机部分、吸收稳定部分、余热锅炉部分和低温热利用部分，有的装置还包括汽油脱硫醇等产品精制部分。

催化裂化装置简介

来自常压装置的蜡油、渣油的混合原料经预热后进入提升管反应器与催化剂接触进行反应，反应后的油气经分离器与催化剂分离后，进入分馏塔，分离出油浆、柴油、汽油、塔顶油气组分，油浆及柴油冷却后作为产品出装置，汽油进入稳定系统，塔顶油气经气压机压缩后进行稳定系统，进行吸收、解吸、稳定操作后，生产出干气、液化气、稳定汽油产品。冷却后出装置。

催化裂化的原料及产品

原料主要为常减压装置的蜡油及渣油，也可加工焦化蜡油、脱沥青油等油品

干气：脱硫后做为燃料使用；

液化气：进入气分装置深加工或直接做产品出厂。

汽油：脱硫醇后做产品调合组分；

柴油：进入加氢精制后做柴油调合组分；

重柴油：做为加氢裂化原料；

油浆；做为重质燃料油或焦化原料。

催化裂化装置工艺特点

催化裂化装置采用流化床形式进行反应与催化剂再生，形式特殊。

催化裂化反应系统复杂、属炼油装置中技术含量高的装置。

催化裂化装置在炼油厂的物料平衡及公用工程平衡（尤其是蒸汽平衡）是占有重要地位。特别是在燃料油型炼油厂中，催化裂化占二次加工比例相当大。

近年来，随着汽柴油质量升级及增产化工原料的需求增加，催化裂化新工艺、新技术发展较快。

催化裂化原料来源

传统的催化裂化原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油(VGO)，也包括焦化重馏分油（CGO）通常须经加氢精制。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步，近20年来更重要的油料也作为催化裂化原料，例如减压渣油、脱沥青油、加氢处理重油等。一般都是在减压馏分油中掺入上述重质原料，其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残碳值。对于一些金属含量很低的石蜡基原油也可以直接用常压重油作为原料。当减压馏分油中掺入更重质的原料时则通称为重油催化裂化。

催化裂化产品

气体

催化裂化装置干气和液化气的产率分别为3%-5%和8%-15%。因此催化裂化装置不仅是生产汽、柴油的重要二次加工装置，而且也生产大量可供石油化工综合利用的气体产物。

干气中除富含乙烷、乙烯、甲烷及氢气外，还有在生产过程中带入氮气和二氧化碳等。干气中还有一定量的丙烷、丙烯和少量较重的烃类。

馏分油催化裂化装置，干气中含氢量一般小于0.1%(对原料质量)；以渣油作原料时，含氢量成倍增长，但一般也不超过0.5%(对原料质量)。

渣油的重金属含量在催化裂化时会污染催化剂表面，导致氢气产率升高和H2/CH4摩尔比增加。以大庆馏分油为原料时，该比值为0.3；若以大庆常压渣油为原料时，该比值超过2；而已任丘直馏馏分油掺80常压渣油为原料时，该比值高达5.4以上。使用金属钝化剂可以降低Ni、V等金属的脱氢活性，相对提高催化剂平衡活性，从而降低干气中的H2含量和H2/CH4，液化气产率有所提高。

汽油

催化裂化汽油是车用汽油的主要组分，我国催化裂化汽油约占车用汽油的70%-80%。车用汽油最重要的质量指标是辛烷值，用研究法辛烷值(RON)、马达法辛烷值(MON)或抗爆指数[(RON+MON)/2]来表示。

轻柴油

催化裂化轻循环油(LCO)，一般与直馏柴油混合使用。我国习惯上称为轻柴油。催化裂化原料掺入渣油后，使得轻柴油中硫、氮含量增加，柴油质量及安定性变差。油品颜色随催化进料中渣油量增加而变深，胶质增加，十六烷值下降。

油浆

分馏塔底抽出物称油浆。在装置操作中，一部分油浆可以打回提升管反应器回炼，另一部分作为外甩油浆经换热冷却后送出装置。油浆也可以全外甩不回炼，因油浆中含有催化剂细粉，需在油浆沉降器中进行沉降分离，从沉降器上部分离出的清净油品称为澄清油，可以作为重质燃料油的调合组分，或者作为生产重质芳烃的原料。

石油馏分的催化裂化反应催化裂化工艺流程

装置原料分常压渣油、减压渣油、焦化蜡油和减压蜡油进装置，在装置内混合后温度为130~170℃，直接进入本装置原料油缓冲罐，由原料油罐底出来的原料油经原料油泵提压后，经原料油—循环油浆换热器加热至220℃分六路经原料油雾化喷嘴进入提升管反应器，在此与670℃高温催化剂接触并迅速生温、汽化。在与催化剂沿提升管向上流动的同时，原料不断发生催化裂化反应，生成汽油、轻柴油、液化气、干气、油浆等气相产物，同时生成焦碳吸附在催化剂表面，使催化剂逐渐丧失裂化活性。500℃的油气与待生催化剂在提升管出口经三组粗旋快速分离，油气沿升气管向上进入三组单级旋风分离器进一步除去携带的催化剂细粉，{zh1}经内集气室离开沉降器进入分馏塔。

催化裂化工艺流程

工艺原理

工艺原理：反应--再生部分主要任务是完成原料油的转化。原料油通过反应器与催化剂接触并反应，不断输出反应产物，催化剂则在反应器和再生器之间不断循环，在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭，恢复催化剂的活性，使催化剂能够循环使用。烧焦放出的热量又以催化剂为载体，不断带回反应器，供给反应所需的热量，过剩热量由专门的取热设施取出加以利用。

影响催化裂化反应的主要因素：

9.2.1原料油的性质

选择催化剂，制定生产方案，选择操作条件都应首先了解原料油的性质，生产中要求原料要相对的稳定。同时加工几种性质不同的原料时，要在原料罐或管道中调和均匀后再送入装置。另外要特别注意罐区脱水，换罐时不要因脱水不净，将水送入反应器，否则会急剧降低反应温度，反应压力会因水的汽化而迅速上升，严重时会造成重大事故。

9.2.2反应时间

反应时间短，转化率低，回炼比增加；反应时间长，转化率提高，但时间过长则会使转化率过高，汽、柴油收率下降，液化气中烯烃饱和，丙烯、丁烯的产率下降。工业装置一般取2～4s。目前有些加工渣油的装置采取了更低的反应时间，以降低生焦率。

反应时间在生产中不是可以任意调节的，它由提升管的容积(直径和长度)决定，生产中反应时间是变化的，进料量的多少，其他条件引起的转化率的变化，都会引起反应时间的变化。

对于一个特定的装置，如果需要大幅度改变反应时间，可以采取向提升管内注入稀释介质的办法(如蒸汽和干气)。但这种办法的前提是装置负荷较低的情况下方可使用。

9.2.3反应温度

反应温度高、裂化快、转化率高，一般采用480-520℃之间的温度进行操作。提高反应温度，则干气增加、汽油减少，在转化率不变时，焦炭产率下降(因为抑止了缩合反应随温度的升高，丙烯和丁烯产率增加很快)。

提高温度能提高汽油的辛烷值。因为汽油中烯烃和芳烃都随温度升高而增加。反应温度是生产中的主调参数，也是对产品产率和质量影响最灵敏的参数。提升管装置中，反应温度主要是用再生单动滑阀通过开度调节催化剂的循环量来达到控制的目的。

9.2.4反应器压力

提高反应压力就是提高了反应器内的油气分压。油气分压的提高意味着反应物浓度的增加，因而反应速度加快，从而提高了转化率。

提高反应压力，生焦率的提高比较明显，干气的产率也会增加，汽油产率稍有降低，但不太明显。

对于一定的提升管反应器来说，提高压力也等于降低了反应器内的反应物料体积流速。在进料量不变的情况下，等于延长了反应的时间。若维持反应时间不变则可增大处理能力。

9.2.5再生催化剂含碳量(定碳)

分子筛催化剂对再生剂的含碳量非常敏感，再生催化剂含碳量是指经再生后催化剂上残留的焦炭含量。再生催化剂含碳量过高，分子筛催化剂的活性和选择性都会下降，因而大大降低转化率，汽油产律下降，溴价上升，诱导期下降。采用高温再生可以降低催化剂定碳，一般含碳量降低0.1个百分点活性提高2～3个单位。

9.2.6剂油比

剂油比不是一个独立变量而是一个因变参数，一切引起反应温度变化的因素都会影响它，且剂油比反作用于反应温度。剂油比增大反应温度升高，而当再生温度和反应温度升高时，剂油比减小。剂油比增大，转化率提高，焦炭产率升高，对于提升管反应器，剂油比一般在3～7，改变剂油比最灵敏的方法是调节原料预热温度和急冷油用量等。当操作条件改变，剂油比增加时，转化率和焦炭产率就会增加。

9.2.7催化剂活性

催化剂平衡活性越高，转化率越高，产品中烯烃含量减少，而烷烃含量增加。

分子筛催化剂的平衡活性，各种不同类型的催化剂有较大的差别。生产中应根据原料性质，产品方案，装置类型来选择合适活性的催化剂。平衡催化剂的活性除和操作条件有关外。主要由催化剂的置换速度调节，正常的新鲜催化剂补充是通过小型加料进行的。

重金属的污染会使催化剂的活性下降，选择性明显变差，气体和焦炭产率升高，气体中氢气含量明显增加，而汽油收率明显降低。在这种情况下，需要较大幅度的置换催化剂。在卸出平衡剂的同时用较大的加料量向系统内补入新鲜催化剂，同时保证金属钝化剂的注入量。

9.2.8雾化蒸汽

雾化蒸汽在反应进料中具有相当重要的作用，雾化蒸汽量适当，原料雾化教果好，还可以降低油气分压，避免催化剂迅速结焦。一旦原料中断，雾化蒸汽还可防止喷嘴堵塞。

催化裂化工艺流程

9.2.9预热温度

对提升管装置来说，预热温度已不再是调节反应温度的主要手段。但不同的原料油和不同结构的原料喷嘴对预热温度有不同的要求。一般来说，预热温度对进料雾化效果有一定的影响，对产品收率和质量有不同程度的影响。雾化效果好则在同样转化率条件下焦碳和气体产率下降，轻质油收率上升。雾化效果差，则焦碳产率回上升。一般预热温度高，雾化效果好。

催化裂化分馏塔

9.3.1催化裂化分馏塔的主要技术特点

①分馏塔进料为带有催化剂粉尘的过热的催化裂化油气，故分馏塔不设提馏段。在分馏塔内，首先通过油气脱过热段，使之变成饱和油气以利于产品的分馏。为避免塔盘堵塞结焦，在油气脱过热段一般设有8—10层人字挡板。

②产品质量易于控制，一般除分馏塔一中段外，都采用处理能力大、压降小的固舌形塔盘。

③分馏塔一般设有4个循环回流以保证全塔热平衡，即油浆循环、二中循环回流(或回炼油循环)、一中循环回流和顶循环回流。从节能角度看，宜增大高温位的油浆循环和中段循环的取热量。

催化裂化工艺流程

9.3.2本装置流程特点

分馏部分由沉降器来的反应油气进入分馏塔底部，通过规整填料与上返塔循环油浆逆流接触，洗涤反应油气中催化剂并脱除过热量，使油气呈“饱和状态”进入分馏塔进行分馏。

分馏塔多余热量分别由顶循环回流、一中段回流、二中段回流及油浆循环回流取走。顶循环回流自分馏塔第4层塔盘抽出。当油浆需要回炼时，可由循环油浆泵出口引出与回炼油混合，进入提升管反应器。

从分馏塔顶油气分离器来的富气经气压机压缩后，出口压力为1.6MPa。经气压机出口油气分离器分离后的气体进入吸收塔下部进行吸收，作为吸收介质的粗汽油及稳定汽油分别自第四层及{dy}层进入吸收塔，吸收过程放出的热量由两个中段回流取走。

经吸收后的贫气至再吸收塔，用轻柴油作吸收剂进一步吸收后，干气出再吸收塔后分两路，一路至提升管反应器作预提升干气，一路做为产品至干气脱硫。十 总结

2008年8月1日，我们踏上了回校的列车，同时我们为期10天的实习也宣告结束。这次的实习，虽然实习时间很短，但是收获却很大，自己也有许多的亲身体会。首先，感受颇深的一点是，理论学习是业务实战的基础，但实际工作与理论的阐述又是多么的不同。在讲课过程中，相关人员还强调在单位如何处理好自己与周围人的关系的重要性。由此我知道，在工作岗位上，有着良好的业务能力是基础能力，但怎样处理好与同事的关系，为自己和他人的工作创建一个和谐的氛围，又是那么的重要。其次，对工作也应该认真，好好做好自己手中的工作，无论是怎样的工作。

理论学习是业务实战的基础，但实际工作与理论的阐述又是多么的不同。有些工厂领导在给我们进行培训时，还深有体会的告诫我们在以后的工作中，不仅要有良好的业务能力—这是基础能力，但怎样处理好与同事的关系，为自己和他人的工作创建一个和谐的氛围，也是相当的重要的。所以不论何时，学会做人还是特别的重要的。这一点我也应该谨记，因为我也很快就要走入工作岗位了。

虽然这次实习的时间很短，但对我来说，收获却是很大的。这次的实习是我不断学习的基石，也是我前进的资本。我想通过这次的实习我会更加珍惜自己的学习的，并且用实习的心得时时激励自己！并要在以后的学习和工作时刻提醒自己，严格要求自己，争取使自己的生活和工作过的充实和愉快！