石油化工催化裂化工艺技术的优化措施

随着石油资源开发的深入,石油资源储量越来越少,市场上的石油化工产品供给也越来越少。石油化工催化裂化工艺技术是一种重要的炼油工艺,通过对现行石化公司的催化裂化流程进行技术优化,能够有效地提高其反应效率,达到石化企业的预定生产指标,生产出更多高品质的轻质油,从而给石化企业带来更大的经济效益。基于此,本文主要分析了石油化工催化裂化工艺技术的优化措施。

催化裂化工艺转型升级有新路

在2023年4月3日于北京举行的生产基础化工原料和特色产品的炼化新技术开发验收评估会上,中国石油石油化工研究院(以下简称石化院)承担的课题——“应对转型升级的催化裂化工艺技术及催化剂研发与应用”通过了验收评估。该课题形成了深度降低汽油烯烃(CCOC)、重质柴油分区裂化转化(DCP)和催化裂解制低碳烯烃(ECC)3项工艺技术,为催化裂化工艺转型升级探索出新路径。这3项工艺为炼厂汽油质量升级、降低柴汽比、多产化工原料提供了技术支撑。

石油化工催化裂化工艺技术的优化措施

在石油化工行业,催化裂化技术是当前最主要的一种处理技术。采用催化裂化技术,可实现原油的深加工,使一部分原油逐渐变为稠油和轻油,并能满足石油化工生产的实际需求。此外,通过对重质油的催化裂化,还能得到各种附加产物,对石油化工企业产生了较大的经济效益。在石油化工行业,要想使催化裂化的效率更高,从而增加产品的效益,就必须对催化裂化的技术进行优化,使其技术水平得到进一步的提高。文章探讨了石油化工催化裂化的有关内容,并对其技术进行了分析,最后说明石油化工催化裂化工艺技术的优化措施,以期对石油化工企业的可持续发展起到一定的推动作用。

催化裂化工艺技术优化分析

在石油化工企业的生产过程中,催化裂化技术是一种主要的二次加工工艺,能够将稠度较高的重油转变成稠度较小的轻质油,是化工企业实现重油轻质化的主要途径,以此来满足石化行业的生产需求。经催化裂化处理后的重油,可得到多种优质产品,如汽油,从而为石化企业带来更多的经济效益。所以,为了使催化裂化的生产效率更高,必须对现有的工艺进行改进,以提高其技术水平。基于此,本文从流程、催化剂和过程管理3个角度,对催化裂化工艺进行了深入探讨。

浅谈石油化工催化裂化工艺技术的优化

催化裂化技术是石油化工企业重要的石油二次加工处理技术,通过催化裂化技术可以将高密度的重油转化为低密度的轻油,是重油轻质化的重要手段,以满足石化行业的需求。重油通过催化裂化处理后,可以得到许多高质量的产品,如汽油,并为石油化工企业创造丰厚的经济效益。因此,要提高催化裂化的效率,就需要对目前的催化裂化技术进行优化,提高其技术含量,增加其经济效益。本文对当前的催化裂化工艺技术,从流程、催化剂和工艺管理等方面进行了详细的分析与研究。

生产清洁汽油组分并增产丙烯的催化裂化工艺

生产汽油组分满足欧Ⅲ排放标准,又能增产丙烯的流化催化裂化工艺--MIP-CGP,在多产异构烷烃的催化裂化工艺基础上被提出。依据生产方案要求,研究了工艺条件和开发专用催化剂CGP-1,并在中型试验装置上进行该工艺探索试验。中型试验结果表明,在该反应系统中,用大庆重质原料油,可以生产出烯烃体积分数低于18％的汽油,同时还能生产丙烯,产率达9.20％。

管输油多产异构烷烃催化裂化工艺的工业应用

多产异构烷烃的催化裂化(MIP)工艺在中国石化安庆分公司催化裂化装置的工业应用标定结果表明,与常规FCC工艺相比,对于管输蜡油掺渣油原料,该工艺可以使汽油烯烃体积分数降到35％以下,硫质量分数相对下降了20.55％,汽油诱导期大幅度提高,抗爆指数略有增加,同时,产品分布得到优化,干气收率下降,总液体收率有所提高。

灵活多效催化裂化工艺技术的工业试验

介绍了洛阳石油化工工程公司开发的灵活多效催化裂化工艺的技术特点 ,该技术在清江石油化工有限责任公司 12 0kt/a双提升管重油催化裂化装置进行的工业试验结果表明 ,灵活多效催化裂化工艺技术可使重油催化裂化装置的汽油烯烃体积分数降低到 2 0 %以下 ,硫含量也可降低 15 %～ 2 5 % ,辛烷值可提高 1～ 2个单位 ,重油催化裂化装置柴汽比提高 0 .2～ 0 .7,丙烯产率提高 3～ 6个百分点。

降低催化汽油烯烃含量的灵活多效催化裂化工艺

在对催化裂化反应机理分析的基础上,提出了一种新的催化剂并联流动的双提升管催化裂化反应体系———灵活多效催化裂化(FDFCC)工艺。该工艺能显著降低催化裂化汽油的烯烃含量,中试及工业应用结果表明,烯烃含量可降低20%～30%,硫含量下降15%左右,改质汽油诱导期增加,马达法辛烷值(MON)和研究法辛烷值(RON)略有增加,苯含量基本维持不变,芳烃含量远小于规定指标。

生产蒸汽裂解原料的中压加氢裂化工艺——RMC

石油化工科学研究院通过研究原料油性质、催化剂、反应压力、加氢精制和加氢裂化反应深度以及加氢裂化尾油的切割点对生产乙烯性能的影响,开发了生产优质蒸汽裂解原料的中压加氢裂化(RMC)技术,该技术分别在上海石化股份有限公司1.5Mt/a中压加氢裂化装置上和燕山分公司1.3Mt/a中压加氢裂化装置上工业应用。结果表明,RMC工艺所采用的精制催化剂在中压下具有较好的脱氮性,裂化催化剂具有高抗氮性能,生产的尾油BMCI低,是优质的蒸汽裂解制乙烯原料。

石蜡基减压渣油直接催化裂化工艺的实践与探讨

石蜡基减压渣油（减渣）具有氢及饱和烃含量较高和硫、重金属及沥青质含量较低的特点。其直接催化裂化产品分布理想，工业试验表明汽油产率可达50％，无特殊环保问题。技术经济分析表明，当生产轻质燃料时，石蜡基减渣直接催化裂化工艺优于延迟焦化-催化裂化和溶剂脱沥青-催化裂化等传统的减渣加工组合工艺。

灵活多效催化裂化工艺反应动力学模型研究

根据催化裂化反应机理和灵活多效催化裂化(FDFCC)工艺特点,结合中试数据,分别确定了针对FDFCC工艺重油提升管的10集总和汽油提升管的7集总反应网络。将重油提升管中胶质沥青质向汽油、气体的裂化作为二级反应,其余(包括汽油提升管中全部反应)均作为一级不可逆反应,分别建立了10集总和7集总反应动力学模型。通过Runge-Kutta法与变尺度法(BFGS)相结合求取了模型的动力学参数。对动力学参数的分析表明,所求得的模型参数能够较好地反映催化裂化反应规律和FDFCC-Ⅲ工艺特点。模型对产品的计算值与实际值的相对偏差均小于5%,表明所开发的集总模型是可靠的。

灵活多效催化裂化工艺集总动力学模型

针对灵活多效催化裂化(FDFCC)工艺,以工业装置数据为基础建立了重油提升管催化裂化10集总和汽油提升管催化裂化7集总动力学模型,求取了10集总模型的43个动力学参数和7集总模型的18个动力学参数。结果表明,所获得的模型动力学参数是可靠的,所建立的模型能够较好地预测FDFCC装置的产品产率,并对汽油组成和丙烯产率具有良好的预测性。

低生焦、高低碳烯烃产率的催化裂化工艺研究

针对多产低碳烯烃的高反应苛刻度的催化裂化工艺因转化率高导致焦炭产率过高问题,提出优化催化裂化原料性质和原料油分子结构与催化剂孔道构成有效空间约束理念,由此形成了低生焦、高低碳烯烃产率的催化裂化工艺研究思路。试验结果表明:对于不适合作为多产低碳烯烃的加氢重油,采用溶剂脱沥青与催化裂化组合技术脱除加氢重油胶质与沥青质,脱沥青油作为催化裂化原料,焦炭产率大幅度降低;对于饱和烃含量高的大庆蜡油,中孔MFI分子筛孔道(TCC-1催化剂)与大庆蜡油分子的空间约束有效性明显优于大孔Y分子筛(MMC-2催化剂),焦炭产率降低28.9%,烯烃产品产率增加6.3百分点;当采用芳烃含量较高的加氢蜡油时,随着反应物中的多环芳烃含量上升,多环芳烃在中孔MFI分子筛上发生缩合反应也难以得到有效抑制。这些研究结果为深度开发低生焦、低能耗和高烯烃产品的中孔分子筛重油催化裂化技术提供更深入的理论认识,为炼油转型发展技术开发提供更加可靠的理论依据。

催化裂化工艺的前景展望

回顾了国内外催化裂化工艺应用现状,着重讨论了今后柴油轿车发展以及柴油取代汽油的趋势和程度,展望了氢能燃料从燃料电池汽车的起步到逐渐普及给汽油生产带来的影响,分析了今后催化裂化工艺在石油加工与石油化工领域的适应性。

生产清洁汽油的新型催化裂化工艺

介绍了生产清洁汽油的4种催化裂化新工艺,并与催化裂化工艺在产率分布及汽油性质方面进行了对比。这些新工艺具有依托原提升管催化裂化工业装置,使用常规或专用裂化催化剂,通过对裂化反应、氢转移反应和异构化反应等进行控制与选择,明显降低催化汽油烯烃含量的特点。

催化裂化过程中骨架异构化反应的研究 Ⅰ.催化裂化工艺过程中骨架异构化反应的表征及其特点

在提升管催化裂化装置(Riserunit,RU)中,以中间基的中东混合油的加氢脱硫常压渣油(DSAR)和石蜡基的减压蜡油(VGO)掺减压渣油(VR)构成的混合油(70%大庆VGO掺混30%大庆VR,质量分数)为催化进料,研究了DCC(Deepcatalyticcracking) Ⅰ和 Ⅱ、常规FCC(Fluidcatalyticcracking)和MIP(Maximizingiso paraffin)4种工艺中骨架异构化反应的特点、裂化气组分和汽油馏分支链度的表征及其间的关联性。结果表明,裂化气中C4组分支链度指数BG1和BG2(BG,Degreeofbranchingforcrackedgas,BG1为(异丁烷+异丁烯)与(正丁烷+正丁烯)的产率(质量分数)之比,BG2为异丁烷与正丁烷的产率(质量分数)之比)与汽油馏分支链度指数(BN,Degreeofbranchingfornaphtha,汽油馏分中异构烷烃与正构烷烃的产率(质量分数)之比)有良好的关联性。DCC、常规FCC和MIP工艺产品汽油馏分支链度、汽油馏分中异构烷烃含量以及汽油馏分中相同碳原子数烷烃的支链度等,均按DCC Ⅰ<DCC Ⅱ<FCC<MIP的顺序递增。上述4种工艺汽油馏分中C6烃和C9烃的烷烃组分的支链度均最高,为两个峰值点,但其汽油馏分中烷烃的支链度峰谷点不同,DCC工艺汽油馏分中C7烃的烷烃组分支链度最低,常规FCC和MIP工艺汽油馏分中C8烃的烷烃组分支链度最低。

多产异构烷烃的催化裂化工艺(MIP)的工业应用

多产异构烷烃的催化裂化工艺 (MIP)成功地应用在黑龙江石油化工厂的催化裂化装置上。工业试验结果表明 ,以大庆常压渣油为原料 ,采用MIP技术 ,可以使汽油中的烯烃含量下降 2 0个体积百分点以上 ,汽油性质全面改善 ;总液体质量收率增加 1.5～ 3 .5个百分点 ;并具有很好的焦炭和干气选择性。

灵活多效催化裂化工艺汽油提升管反应热的探讨

对灵活多效催化裂化工艺汽油提升管的反应热进行了分析研究,并通过催化碳法和分子膨胀法计算得出,在低温下以降低汽油烯烃为目标时,反应热为20～30kJ/kg;在高温下以多产丙烯和降低汽油烯烃为目标时,反应热为180～200 kJ/kg。

炼油厂催化裂化工艺的研究

1沉降器和再生器采用同轴式结构 沉降器和再生器采用沉降器在上,再生器在下的同轴式结构,这种布置型式允许的两器压差大,能够很好地兼顾反应和再生对操作压力的不同要求,另外同轴布置还具有结构简单、操作控制灵活方便,压力平衡适应范围大,抗事故干扰,尤其是抗催化剂倒流能力强,占地面积小等优点。