淺談煉油工業(yè)中的催化裂化技術(shù)

陳潤(rùn)

摘 要：在當(dāng)今工業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于煉油技術(shù)的要求變得越來(lái)越嚴(yán)格，尤其是催化裂化技術(shù)作為當(dāng)前煉油過(guò)程當(dāng)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其在應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中體現(xiàn)出了較高的作用和理想的價(jià)值。然而在新的發(fā)展背景之下，催化裂化技術(shù)同樣需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新優(yōu)化才可以跟得上時(shí)代的發(fā)展。鑒于此種狀況，筆者在本文當(dāng)中圍繞催化裂化技術(shù)展開(kāi)了詳細(xì)的論述，并在具體介紹生活中我們所常見(jiàn)到的幾種催化裂化技術(shù)的幾種類(lèi)型，以及催化裂化在今后的創(chuàng)新發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：煉油工業(yè);催化裂化技術(shù);創(chuàng)新發(fā)展

1 催化裂化技術(shù)簡(jiǎn)介

作為當(dāng)下煉油技術(shù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，催化裂化技術(shù)是其中一項(xiàng)不可缺少的加工流程。在1920年到1940年這20年間，世界上出現(xiàn)了流化床和并行開(kāi)發(fā)技術(shù);在1936年之后，催化裂化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為世界范圍內(nèi)首個(gè)固定床催化裂化技術(shù);在1960年之后，F(xiàn)CC工藝趨于不斷成熟和完善的階段當(dāng)中;1970年之后，隨著分子篩催化劑的成功研發(fā)，促使流體技術(shù)在我們國(guó)家得到了普及;繼而在1980年之后，在原有的FCC技術(shù)基礎(chǔ)之上，又出現(xiàn)了新的FCC技術(shù)。

不過(guò)，追溯到VFCC技術(shù)研發(fā)的初始階段，我們可以發(fā)現(xiàn)世界上首個(gè)固定床催化裂化裝置，最早產(chǎn)生于前蘇聯(lián)，并且在1958年的時(shí)候，煉油廠開(kāi)始投入運(yùn)行。當(dāng)時(shí)這種運(yùn)用噴氣燃料或氣體直接進(jìn)行柴油的生產(chǎn)技術(shù)，屬于世界上首個(gè)自主研發(fā)的wirbe流化床。在之后到了1965年的時(shí)候，隨著我們國(guó)家撫順石化二廠的建立，我國(guó)在提升管反應(yīng)器方面做出了進(jìn)一步的改進(jìn)，并在1974年的時(shí)候隨著玉門(mén)煉油廠的工業(yè)裝置得以成功運(yùn)行。

1.1 催化裂化機(jī)理分析

作為當(dāng)下石油生產(chǎn)加工過(guò)程當(dāng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，催化裂化技術(shù)不僅能夠提高原油的產(chǎn)量，而且還能夠提高原油的加工質(zhì)量。隨著當(dāng)今社會(huì)對(duì)于環(huán)保問(wèn)題重視程度的增加，使得人們對(duì)于一方面對(duì)于原油加工技術(shù)提升日益重視。另一方面，對(duì)于不同種類(lèi)的環(huán)保產(chǎn)品以及碳排放量關(guān)注度更高。尤其是對(duì)于CH需要節(jié)點(diǎn)的FCC創(chuàng)新發(fā)展要求更為迫切。然而，由于催化裂化技術(shù)無(wú)論是在應(yīng)用范圍方面，亦或是在性質(zhì)方面都受到了外界很大的限制，從而也在很大程度上影響到了石油的生產(chǎn)。此外在加工同時(shí)，由于將油作為催化劑，因此在時(shí)間和溫度方面都有著相應(yīng)的限制。

1.2 催化裂化技術(shù)分析

無(wú)論是源于催化劑方面的影響，亦或是出自客觀溫度這一方面的影響，都會(huì)使得重油的性質(zhì)會(huì)隨著柴油、汽油以及天然氣等各種因素而發(fā)生變化。再加上原油在生產(chǎn)和加工等環(huán)節(jié)都有著重要的地位，從而使得催化裂化在原油的這個(gè)加工緩解地位更為突出。此外，由于重油還能夠通過(guò)加工或者是去除瀝青等，主要在煤中進(jìn)行燃燒，并且還能夠在過(guò)程當(dāng)中提供需要的熱量。

2 當(dāng)前常見(jiàn)的催化裂化技術(shù)分析

2.1 移動(dòng)床催化裂化技術(shù)分析

在我國(guó)石油冶煉過(guò)程中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到這種技術(shù)，其催化反應(yīng)是在催化器中進(jìn)行的。在現(xiàn)實(shí)作業(yè)中，要將原料和催化劑一起放入反應(yīng)器中，它們會(huì)在下落過(guò)程中混合然后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，等到它們下落至反應(yīng)器最底部時(shí)，化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完成。這時(shí)催化劑外部會(huì)有油焦包裹，其活性會(huì)大不如前。這會(huì)影響到石油冶煉，因此要將催化劑放入在再生器中，清除其外部的油焦。催化劑的再生處理需要用到再生器和反應(yīng)器，催化劑外部油焦清除后，其會(huì)從再生器的底部移動(dòng)至頂部，然后重新進(jìn)入反應(yīng)器中。為了使這個(gè)過(guò)程順利進(jìn)行，避免空氣摩擦對(duì)催化劑位置移動(dòng)的影響，實(shí)踐過(guò)程中常常將催化劑做成小球狀，這可以加快催化劑從再生器進(jìn)入反應(yīng)器的速度，減少堵塞問(wèn)題的出現(xiàn)。催化劑的位置移動(dòng)會(huì)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以實(shí)踐操作過(guò)程中不需要安設(shè)加熱管?，F(xiàn)在我們國(guó)家很多石油化工企業(yè)都應(yīng)用了這種技術(shù)。

2.2 流化床催化裂化技術(shù)

這種技術(shù)是對(duì)前一種技術(shù)的發(fā)展和突破，其和前一種技術(shù)相比效率更高，有著前一種技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)被越來(lái)越多的石油加工企業(yè)認(rèn)可。應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行使用加工不僅需要把原料和催化劑放入反應(yīng)器，還需要通入空氣，這三者的混合物類(lèi)似于硫磺的狀態(tài)，運(yùn)用這種技術(shù)同樣需要清除催化劑表面的油焦。和前一種技術(shù)相比，這種技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求較低，因此操作起來(lái)更加方便，不容易產(chǎn)生故障，帶來(lái)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)比較少。同時(shí)，運(yùn)用這種技術(shù)進(jìn)行石油加工連續(xù)性較強(qiáng)，效率更高，所以這項(xiàng)技術(shù)的前景非常廣闊，未來(lái)一定會(huì)得到更好的發(fā)展。

2.3 循環(huán)裂化床催化裂化技術(shù)

這種煉油工藝和以往的煉油工藝相比，對(duì)設(shè)置的要求對(duì)設(shè)備的要求較低，操作難度較小，因此所耗費(fèi)的成本相對(duì)較低。同時(shí)，運(yùn)用這種煉油工藝可以為原料和催化劑的更換提供便利，有利于煉油工作的順利開(kāi)展。另外，這種煉油工業(yè)還可以使汽油加輕質(zhì)烯烴的轉(zhuǎn)化率更高。在操作過(guò)程中，要將反應(yīng)器安置在內(nèi)部，再生器安置在外部，同時(shí)還要借助具有多個(gè)入口的旋風(fēng)分離器。運(yùn)用這種技術(shù)也要借助空氣，應(yīng)該將所需材料從底部通入反應(yīng)器，催化劑在和原料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后會(huì)被油焦包裹，因此需要借助再生器來(lái)清除油焦，這時(shí)需要對(duì)設(shè)備加熱，促進(jìn)催化劑向上移動(dòng)到達(dá)再生器頂部，使催化裂化作業(yè)更加順利。

2.4 多產(chǎn)異構(gòu)烷烴催化裂化技術(shù)

目前這種技術(shù)的應(yīng)用范圍也比較廣。這種技術(shù)的應(yīng)用需要管式反應(yīng)器和流化床的配合。在現(xiàn)實(shí)作業(yè)中，原料和催化劑在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這一階段所需的溫度較高。在轉(zhuǎn)化值實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)后，要借助流化床實(shí)現(xiàn)二次反應(yīng)。流化床的選擇應(yīng)該被予以充分重視，其直徑不能過(guò)小，不然反應(yīng)會(huì)不充分，這會(huì)使生產(chǎn)效率降低。在生產(chǎn)過(guò)程中，為了使催化劑活性恢復(fù)，需要完成再生處理，只有這樣才能使烯烴含量減少，從而保證成品油的質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

3 催化裂化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

3.1 FD2G催化裂化柴油加氫轉(zhuǎn)化技術(shù)

為了在最大程度上避免原料的浪費(fèi)，使石油資源能夠發(fā)揮其最大效用，保證成品油的質(zhì)量，降低成本損耗，為企業(yè)爭(zhēng)取更多更大利潤(rùn)空間，滿(mǎn)足我們國(guó)家日益增長(zhǎng)的燃料需求，中國(guó)石化大連（撫順）石油化工研究院花費(fèi)了很多時(shí)間和精力進(jìn)行相關(guān)研究，最終提出了FD2G技術(shù)，目前這種技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了多個(gè)企業(yè)的煉油作業(yè)中。這項(xiàng)技術(shù)的有效實(shí)踐說(shuō)明：這種技術(shù)能夠使煉油作業(yè)的附加值更高。與此同時(shí)，還可以使柴油密度降低，符合市場(chǎng)需求。

3.2增強(qiáng)型催化裂解技術(shù)

這種技術(shù)是石科院在對(duì)以往的石油冶煉技術(shù)和石油冶煉工藝進(jìn)行研究后開(kāi)發(fā)出來(lái)的。其和以往的催化裂解技術(shù)相比，有著許多重要的優(yōu)勢(shì)，其克服了以往技術(shù)的許多缺點(diǎn)，所產(chǎn)生的干氣和焦炭等副產(chǎn)品較少?，F(xiàn)在我們國(guó)家和其他國(guó)家這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還并不廣泛，未來(lái)其一定能夠得到更快的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

最近幾年，我們國(guó)家石油冶煉企業(yè)運(yùn)用催化裂化技術(shù)的頻率越來(lái)越高，這使我們國(guó)家成品油的質(zhì)量水平得到提升，生產(chǎn)效率也更高，這對(duì)整個(gè)石油冶煉行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)有利因素。其可以為我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供新動(dòng)力。為了進(jìn)一步提高石油冶煉效率，促進(jìn)石油冶煉領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展，必須加快進(jìn)行相關(guān)研究，充分挖掘催化裂化技術(shù)的有效價(jià)值，使其為石油冶煉提供新的助力，以便逐漸縮小我國(guó)石油冶煉品質(zhì)量和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，提高我們國(guó)家石油冶煉行業(yè)在全世界范圍內(nèi)的影響力。

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