催化裂化工藝技術(shù)優(yōu)化分析

王文久

海順德（漳州）特種油品有限公司 福建 漳州 363215

目前，世界各國石化企業(yè)都采用了催化裂化技術(shù)來獲得輕質(zhì)油品，而對石油催化裂化技術(shù)水平的提升，可以實現(xiàn)對重油的高效輕質(zhì)化，從而得到多種優(yōu)質(zhì)石化產(chǎn)品。鑒于原油是不可再生的一種能源，且近幾年所生產(chǎn)的原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化現(xiàn)象日趨明顯，加之國內(nèi)環(huán)境問題的日趨嚴(yán)峻，種種原因使得石化公司不僅要對催化裂化工藝進(jìn)行改造與優(yōu)化，而且還要使其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)符合國家綠色環(huán)保要求，以滿足我國石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

1 催化裂化工藝技術(shù)概述

催化裂化工藝技術(shù)經(jīng)歷了多個時期的發(fā)展歷程，從最初的固定床、移動床、流化床發(fā)展到如今的提升管技術(shù)等，在各個不同的發(fā)展階段，催化裂化技術(shù)都呈現(xiàn)出各自的工藝技術(shù)特點。在實際的重質(zhì)油催化裂化反應(yīng)過程中，應(yīng)從具體的生產(chǎn)狀況出發(fā)，選取最優(yōu)的催化裂化工藝技術(shù)，在對催化裂化技術(shù)效果進(jìn)行強(qiáng)化的同時，實現(xiàn)對原油生產(chǎn)過程中投入成本的有效降低，以此來提高石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多技術(shù)都可以實現(xiàn)對重質(zhì)油的輕質(zhì)化，其中使用較廣、效果明顯的技術(shù)有加氫裂化技術(shù)、傳統(tǒng)焦化技術(shù)、熱裂化技術(shù)以及催化裂化技術(shù)等。近年來，因為重質(zhì)油輕質(zhì)化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，一些傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐漸被淘汰，如焦化技術(shù)、熱裂化技術(shù)等，盡管加氫裂化技術(shù)的效率最高、技術(shù)性最強(qiáng)，但由于高昂的生產(chǎn)費用，已成為制約其發(fā)展的瓶頸，所以，我國主流的重質(zhì)油輕質(zhì)化技術(shù)均為催化裂化工藝。另外，采用催化裂化技術(shù)所制得的柴油，其十六烷所占比重更高，制得的柴油質(zhì)量也較好。而且，在重油輕質(zhì)化過程中對催化裂化技術(shù)的利用，不但能夠得到更多質(zhì)量較好的柴油、汽油以及裂化氣，而且在進(jìn)行催化裂化反應(yīng)時，還能夠得到一些其他的附屬化工產(chǎn)品，如丙烯原料等。

2 催化裂化技術(shù)的優(yōu)化措施

2.1 有效控制技術(shù)參數(shù)

在石化公司的整個加工與生產(chǎn)過程中，起決定性作用的就是對工藝生產(chǎn)參數(shù)的控制， 所以應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格管理有關(guān)工藝參數(shù)。按照實際的生產(chǎn)狀況，來調(diào)節(jié)和操作催化裂化過程中的工藝參數(shù)，在條件允許的情況下，還要盡可能地對原料生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)水平進(jìn)行有效提升。在生產(chǎn)操作中，還要對生產(chǎn)細(xì)節(jié)進(jìn)行關(guān)注，這是由于在石油的處理和生產(chǎn)中，會產(chǎn)生一些油渣，此時，若直接采用催化裂化工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，將會在某種程度上導(dǎo)致氣態(tài)與液態(tài)的并存，而這一現(xiàn)象將嚴(yán)重影響對化學(xué)品的含量控制。因此，在進(jìn)行具體操作時，應(yīng)持續(xù)減少液體物質(zhì)的分離率[1]，從而對整個石油產(chǎn)品的加工水平和質(zhì)量進(jìn)行提升。

2.2 催化劑體系的優(yōu)化

為了提高催化裂化工藝技術(shù)的反應(yīng)速率，一般都會在生產(chǎn)加工中使用催化劑，如何保證催化劑選取的保質(zhì)保量，并且盡可能地做好優(yōu)中選優(yōu)，已成為人們關(guān)注的重點。為此，從業(yè)人員應(yīng)強(qiáng)化選材要求。事實上，在進(jìn)行催化裂化處理的過程中，大多數(shù)都會選擇采用固態(tài)催化劑，這樣不僅可以大大提高分離率，還能縮短原油脫離的處理時間[2]。然而，這種方法在應(yīng)用時，很容易被外部條件所影響，從而對整個催化劑的活性質(zhì)量產(chǎn)生影響，使得整體反應(yīng)效果不能得到最大程度的發(fā)揮。在此情況下，通常會使用對催化劑體系進(jìn)行優(yōu)選的方法，來提高整體石油加工的品質(zhì)與效果。

2.3 改善催化劑使用環(huán)境

采用催化裂化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，不但可以提高整體生產(chǎn)的品質(zhì)和效率，還可以減少成品油發(fā)生破損的幾率，并對催化裂化反應(yīng)中的安全管理要求進(jìn)行進(jìn)一步提升。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對制造機(jī)器設(shè)備的監(jiān)管與檢測，并且還要定期對機(jī)器進(jìn)行保養(yǎng)與維修，使整體機(jī)器的操作安全與品質(zhì)得到最大幅度的提高，從而保證機(jī)械設(shè)備在使用過程中不會由于自身原因而發(fā)生故障。此外，為了給企業(yè)和有關(guān)工作者提供一個更好、更安全、更舒服的生產(chǎn)環(huán)境，在現(xiàn)實發(fā)展過程中，相關(guān)企業(yè)還應(yīng)當(dāng)注重生產(chǎn)安全管理與監(jiān)督管理工作的開展情況，嚴(yán)格管理生產(chǎn)流程中的每個環(huán)節(jié)與步驟，并基于此，對催化裂化工作中的各項內(nèi)容進(jìn)行有效管理，明確相關(guān)人員的工作內(nèi)容與職責(zé)，將每個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)任務(wù)都落實到具體的人身上，這不但可以對工作人員的工作行為進(jìn)行規(guī)范，還可以調(diào)動他們的工作積極性。

2.4 催化劑的選擇與優(yōu)化

在整個石化行業(yè)催化裂化技術(shù)的使用和生產(chǎn)中，通常采用固體催化劑。催化劑能夠讓油快速地從催化環(huán)節(jié)中脫離出來，隨后催化劑的表面就會被相應(yīng)的焦炭所覆蓋，這就降低了固體催化劑的催化活性?；诖?，對再生組成部分所具有的實際功能進(jìn)行使用，就能將催化劑表面所形成的焦炭進(jìn)行燃燒處理，從而恢復(fù)催化劑的反應(yīng)活性，提高整個催化硫化反應(yīng)的速率[3]，從而實現(xiàn)石化行業(yè)催化裂化技術(shù)指標(biāo)的全面提升。在選取催化劑的過程中，要盡量符合目前重質(zhì)油對催化劑的活性需求，從而減少催化劑的用量，以減少重質(zhì)油在催化裂化過程中的費用支出。

2.5 優(yōu)化化工生產(chǎn)流程

目前石化企業(yè)實施的催化裂化工藝中，主要由以下幾個部分構(gòu)成：反應(yīng)及再生、石油分餾、吸收穩(wěn)定以及產(chǎn)物的脫硫提純和煙道氣能源回收。在構(gòu)建過程中，需要4個部分的有效協(xié)調(diào)才能進(jìn)行，從而使得整個重油的催化裂化反應(yīng)流程更加高效，并且還能在實際的操作流程中，節(jié)省已有的催化劑使用比例，使得焦炭可以燃燒得更加徹底，然后催化裂化具體反應(yīng)過程中的硫化劑，會在反應(yīng)再生中進(jìn)行應(yīng)用，并通過一定的反應(yīng)，再次恢復(fù)催化劑活性，從而對催化劑的二次催化效果進(jìn)行有效保證，在原油催化裂化的反應(yīng)過程中，還會獲得相應(yīng)高品質(zhì)石油化工產(chǎn)品，如汽油、柴油和裂解氣等，并且也能更好地滿足目前重油催化裂化產(chǎn)品的技術(shù)要求，從而極大地提高石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實際實施過程中，反應(yīng)再生是整個催化裂化過程中的重要環(huán)節(jié)，在一系列的反應(yīng)中會形成各種小分子產(chǎn)物，還可以產(chǎn)生縮合反應(yīng)。然后生產(chǎn)出了一種焦炭，而且這種焦炭在催化裂化全流程實施使用的過程中，將會產(chǎn)生某種程度的消極作用，因而，通過循環(huán)成分除去過剩的積碳，就能恢復(fù)催化劑的活力，并持續(xù)進(jìn)行下一步催化氯化反應(yīng)[4]，從而在分流組成的構(gòu)造中得到更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)物，可以對催化劑氯化物進(jìn)行高效的處理和分離。其殘余的高精度、高熱量分離可以滿足目前的生產(chǎn)要求，在特定的催化氯化反應(yīng)中，實現(xiàn)多路循環(huán)回流的分離，并且要做到塔頂循環(huán)回流，從而實現(xiàn)所設(shè)計的分離狀態(tài)。在特定的分離工藝結(jié)束后，利用吸收穩(wěn)定，可以實現(xiàn)對汽油產(chǎn)物及液化氣體的狀態(tài)穩(wěn)定。

2.6 有效優(yōu)化工藝管理

在全面開展催化裂化技術(shù)的實施中，為了提高石油催化裂化技術(shù)的反應(yīng)效率，從而對石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行提升，除了需要對催化裂化工藝環(huán)節(jié)和相關(guān)催化劑進(jìn)行優(yōu)化外，還需要從生產(chǎn)工藝出發(fā)進(jìn)一步優(yōu)化工藝管理，進(jìn)而使得整個催化裂化工藝在進(jìn)行管理時具有更加的科學(xué)性與合理性，在進(jìn)行催化裂化設(shè)備操作時，必須要對其參數(shù)進(jìn)行高效選擇，從而有效控制其本身所具有的反應(yīng)速度。采用最適合的反應(yīng)進(jìn)行速度，能夠使整個催化裂化裝置在進(jìn)行反應(yīng)時，其綜合效應(yīng)得到最好的發(fā)揮。在化工企業(yè)的不斷發(fā)展中，必須對目前已有的催化裂化工藝技術(shù)進(jìn)行全面改革，能夠?qū)δ壳暗膬煽钌壌呋鸦夹g(shù)展開更加深入的研究，并以此為基礎(chǔ)，對石油化工催化裂化反應(yīng)過程進(jìn)行全面改進(jìn)，在改進(jìn)的過程中能夠提高重質(zhì)油催化裂化的深度，并增加汽油本身所含的辛烷值和柴油所含的十六烷比例值[5]，從而大大提高了輕質(zhì)油的質(zhì)量。

在發(fā)展中，必須要對催化裂化工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)展開有效的改革，從而使催化裂化技術(shù)的工藝可以被更好地優(yōu)化，在對石油化工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新時，還可以對反應(yīng)器和出口系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善，同時還必須有效使用封閉式禍合旋分器，這樣就可以迅速分離出催化劑和對應(yīng)液化產(chǎn)物，利用這種方式來提高重質(zhì)油催化裂化反應(yīng)過程中的時效性，還必須對供料的噴嘴進(jìn)行有效改進(jìn)，從而有效消除噴嘴中的積碳問題，并極大地延長了其本身的使用壽命，從而為催化裂化生產(chǎn)提供更好的現(xiàn)實支撐。另外，還必須采用更先進(jìn)的分段氣體裝置來除去催化劑所攜帶的烴類物質(zhì)，有效防止結(jié)焦現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以顯著提升整個重質(zhì)油催化裂化過程的反應(yīng)效能。

3 催化裂化工藝技術(shù)的發(fā)展

在國內(nèi)，通過長時間的努力和技術(shù)更新，目前，通過催化裂化工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，可以達(dá)到70%以上的輕油收率，并且通過該技術(shù)生產(chǎn)的成品油具有適應(yīng)廣、質(zhì)量高、性能高等特點，對現(xiàn)階段的社會發(fā)展具有重大的推動作用。盡管石化領(lǐng)域的催化裂化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于行業(yè)生產(chǎn)中，但是其應(yīng)用過程中還面臨著一些問題，最主要的一個問題就是它的應(yīng)用會對周圍環(huán)境造成一定程度的污染，并且還會浪費很多的熱能消耗，而有關(guān)企業(yè)在今后的發(fā)展過程中，要對這一問題進(jìn)行更好的處理，還可以從以下兩個角度來進(jìn)行思考：

（1）在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，要提高對催化劑篩選工作的效率和品質(zhì)，以保證所用的催化劑與自身實際生產(chǎn)需要相匹配，與此同時，還要加強(qiáng)對專業(yè)人才的引進(jìn)，這樣就可以不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)水平，并對催化劑進(jìn)行升級和優(yōu)化，保證其在現(xiàn)實發(fā)展中能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實踐的同步發(fā)展。此外，企業(yè)還應(yīng)盡可能地減少催化劑使用過程中發(fā)生的表面焦炭附著問題，以此對整個工藝技術(shù)生產(chǎn)的水平和質(zhì)量進(jìn)行提升。

（2）持續(xù)提高催化裂化工藝技術(shù)的作用和性能，在目前的發(fā)展過程中，綠色發(fā)展在我國得到了普遍推廣，人們在生產(chǎn)與生活中對綠色發(fā)展、節(jié)能減排的重視程度越來越高，每個行業(yè)在發(fā)展過程中，都會努力地去做到綠色發(fā)展和節(jié)能減排，而對于石油化工企業(yè)來說，要在發(fā)展過程中達(dá)到節(jié)能減排的目的，就必須持續(xù)對催化裂化工藝流程進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以強(qiáng)化對多回路循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用和開發(fā)，并基于此，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行統(tǒng)一回收和集中凈化，從而更好地實現(xiàn)節(jié)能減排，最大程度地減少對生態(tài)環(huán)境的損害。

4 結(jié)束語

總之，在我國石化產(chǎn)業(yè)中，催化裂化技術(shù)的應(yīng)用十分普遍。要對當(dāng)前石化行業(yè)的催化裂化技術(shù)進(jìn)行深入研究，就要剖析其應(yīng)用過程中的工藝技術(shù)問題，從而給出科學(xué)合理的解決對策，不斷提升對石油化工企業(yè)的技術(shù)水平。通過對現(xiàn)行石化公司的催化裂化流程進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，能夠有效地提高其反應(yīng)效率，達(dá)到石化企業(yè)的預(yù)定生產(chǎn)指標(biāo)，生產(chǎn)出更多高品質(zhì)的輕質(zhì)油，從而給石化企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。同時，還對我國的催化裂化工藝技術(shù)的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用，為我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的動力。