我国催化裂化技术发展现状及前景
左丽华
（石油化工科学研究院，北京，100083）
概括论述了我国催化裂化发展现状和世界FCC技术的最新发展水平，分析和比较了我国FCC技术与世界先进水平的差距，初步提出我国催化裂化技术的发展前景。关键词：催化裂化现状最新水平差距前景
1 概况
流化催化裂化（FCC）是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的一种重要方法。据统计，截止到1999年1月1日，全球原油加工能力为
015.48 Mt/a，其中催化裂化装置的加工能力为668.37 Mt/a，约占一次加工能力的16.6%，居二次加工能力的首位。美国原油加工能力为821.13 Mt/a，催化裂化能力为271 Mt/a，居界第一，催化裂化占一次加工能力的比例为33.0%。我国催化裂化能力达66.08 Mt/a，约占一次加工能力的38.1%，居世界第二位。
我国石油资源中，原油大部分偏重，轻质油品含量低，这就决定了炼油工业必须走深加工的路线。近十几年来，催化裂化掺炼渣油量在不断上升，已居世界领先地位。催化剂的制备技术已取得了长足的进步，国产催化剂在渣油裂化能力和抗金属污染等方面均已达到或超过国外的水平。在减少焦炭、取出多余热量、催化剂再生、能量回收等方面的技术有了较大发展。
2 现代催化裂化技术发展特点及趋势
影响FCC未来发展的重要因素将是：原油价格、满足环保要求、新燃料规格、石油化工
原料需求和渣油加工。
环保法规已成为FCC技术发展的主要推动力。FCC已从简单解决诸如汽油、柴油、液化气、抗金属等其中的一、二个问题转向要同时解决多个矛盾的组合。80年代以来，催化裂化技术的进展主要体现在两个方面：① 开发成功掺炼渣油（常压渣油或减压渣油）的渣油催化裂化技术（称为渣油FCC，简写为RFCC）；② 催化裂化家族技术，包括多产低碳烯烃的DCC技术，多产异构烯烃的MIO技术和最大量生产汽油、液化气的MGG技术。
2.1 RFCC工艺技术
1980年世界上专门设计用于RFCC的生产能力几乎为零，而到1996年其生产能力已达100.5 Mt/a，约占催化裂化总能力（约650 Mt/a）的16%，进入90年代，RFCC的势头有增无减，特别是亚太地区更显得强劲。如1993-1995年计划进行新建和改建的装置就有42套，其中新建17套。新建装置中RFCC占大多数，共有12套，除一套为Shell石油公司在美国路易斯安那州的Narco炼油厂外，其余的大都建在东亚地区的中国、日本、韩国、新加
坡和泰国。未来世界FCC装置的能力将继续以1%的速度增长，其中RFCC生产能力也将随之增长。
2.1.1 RFCC原料特征
世界RFCC装置原料中渣油的平均量为15%～20%。从国外各大公司对原料的要求来看，残炭与金属两个指标已分别达到8%和20 μg/g。而国内渣油催化裂化原料的残炭一般达到6%，金属15 μg/g，与国外水平相比，尚有潜力。中国石化集团公司FCC装置中约80%都掺炼不同比例的渣油，平均掺渣比约为26%，1989-1997年，掺炼重质油的比例从18.52%增至43.64%。我国大庆石蜡基原油具有残炭低、金属含量低的特点，其减压渣油的残炭为8.95%，金属为7 μg/g，所以大庆减压渣油可以直接进行催化裂化。前郭炼油厂已进行了大庆全减压渣油催化裂化的尝试，但未见国外全减压渣油催化裂化的报道。
2.1.2 RFCC工艺技术及硬件设备
目前世界上RFCC的主要工艺有Kellogg公司的HOC、UOP公司的RCC、S&W公司的RFCC、Shell公司的RFCC、IFP/Total公司的R2R和Exxon公司的Flexicracking等。各种工艺特点见表1。这些工艺虽各有特点，但在解决RFCC问题的技术措施上却大致相近。总体而言，重油FCC关键设备和工艺的主要改进情况列于表2。
表1 国外几家公司RFCC技术特征
表2 重油FCC关键设备和工艺的改进
新开发的RFCC技术和装置包括：两段渣油改质技术-移动床＋流化床、毫秒催化裂化（MSCC）工艺、下流式反应器与上流式再生器组合构型和NEXCC新型催化裂化装置、双提升管加工高康氏残炭的重量油FCC和FCC短接触时间的改进。FCC与加氢技术相结合也是一种发展方向。
渣油两段改质技术，用于多产汽油、柴油和喷气燃料。其优点是液体产物增加，而气体和/或焦炭产率减少。第一段降低渣油的康氏残炭和金属含量，第二段进行FCC反应。
移动床的改质是在气相短时间的热转化条件下进行。
MSCC反应器的进料垂直注射于由催化剂向下流动所形成的帘子，实现了毫秒接触，反应产物与催化剂水平沿着反应区穿过，实现剂气快速分离。快速的剂气分离和小空间的反应区，减少了非理想的二次反应，提高目的产物的选择性，汽油和烯烃产率增加、焦炭产率减少，能更好地加工重质原料，Ni和V对催化剂的影响减轻，投资费用较低。目前MSCC的应用情况：150 kt/a验证装置于1993年运行。第一套工业装置（2800 kt/a），位于美国新
泽西州，将Coast Eagle Point Oil Co(ECPOC)传统的FCC装置改造成MSCC设计。1994年11月开始运转，到1998年1月已运转37个月，开工率达98.2%。第二套工业装置（设计能力5000 kt/a）建在路易斯安那州的Trans American公司的炼油厂中，1999年开工。国外在80年代初就有下流式反应器的专利及设计构思，如美国Mobil公司在1983年5月31日发布的专利-带有下流式反应器提升管的FCC反应器；美国Texaco公司1985年4月30
日通过公告的专利-催化裂化系统（即下流式弹射反应器和分散相提升管再生器）；Kellogg 公司催化裂化专家撰文中设想的未来型FCC/HOC装置。UOP公司发表的最新专利，提出了下流式反应器与上流式再生器的组合构型。
下流式反应器与常规上流式反应器相比的优点是：由于催化剂在反应器内依靠重力下行，没有催化剂最小提升速度的问题，因而无返混、无偏流，油剂接触均匀、混合迅速、易于实现高温、短接触时间裂化以改善产品分布。原料适应性强，操作上有更大灵活性。
在采用多个小直径下流式反应器时，不仅能保证固体催化剂分布好，也能对不同质量的进料分别进行裂化。由于避免了催化剂返混，减少了油气的再裂化，因而能减轻催化剂受金属中毒的不良影响。可提高装置中催化剂的利用率，从而增加汽油选种性，提高汽油辛烷值并使催化剂系统藏量减少1/5～1/10。由于不用高速气化喷嘴，可显著减少对催化剂和设备的磨耗和磨损。可改进装置中催化焦的选种性，从而相对降低焦炭的生成量。能使催化剂迅速从下流式反应器中完成反应的油料中分离出来，并用最少的汽提量完全脱除可汽提烃。该专利发明的优势在于：FCC反应将重质烃在催化剂存在下裂化成低沸点产物；FCC反应器--再生器构型安排合理，减少了大型反应器和再生器；改善了进料和催化剂的接触，也改善了产物与催化剂的分离。
NEXCC被称为下一代的催化裂化装置，将由位于芬兰Porvoo的Neste OY公司实现工业化。与常规FCC装置相比，具有费用低、性能优良的特点。而且汽油加轻质烯烃的转化率可
达85%～90%（常规FCC装置转化率只有70%～75%）。
NEXCC工艺采用两台组合在一起的循环裂化床反应器，其中一台为反应器，另一台为催化剂再生器。在同一受压壳体内，反应器在再生器内。此外采用多入口旋风分离器取代了常规的旋风分离器。进料油、催化剂和输送气体从NEXCC装置的下部进入裂化反应器。在环形反应器中，催化剂裂化油料。待生剂送到装置的下部进再生器，待生剂烧焦再生，同时使催化剂升温，并借助燃烧用的空气将催化剂提升到再生器的顶部。据称，该新装置操作较容易、灵活，也易改换催化剂和原料油。
NEXCC采用较苛刻的条件，以超过常规FCC的产物产率。如催化剂循环量比常规FCC 多2～3 倍、反应温度600～650℃（常规FCC为530～550℃）、剂油接触时间只有1～2 s （常规5～7 s）。在这样的条件下操作才能允许有利的反应进行。
在催化裂化装置部分结构的革新方面涉及：多点进料改进产品性质，再生剂与待生剂预混合系统，用下流式反应器加工高碱原料，侧向安装的FCC二段汽提器，FCC待生催化剂分布管。
2.2 催化裂化家族技术
80年代末我国进行了多种低碳烯烃技术的开发，目前开发成功并实现工业应用的技术有：DCC、MGG、MIO技术。这些新工艺的出现为炼油和石化相结合以及生产清洁燃料开辟了经济可行的途径。
DCC技术以重质烃为原料，如VGO、VGO掺脱沥青、VGO掺焦化蜡油及VGO掺渣油等。以流化催化裂化为基础进行延伸，在工艺、工程和催化剂配方上进行革新，以多产丙烯为目的的DCC-Ⅰ型，采用石蜡基原料时，丙烯产率可达23%；而以多产异构烯烃为目的的DCC-Ⅱ型，在用石蜡基原料时，异丁烯加异戊烯产率接近13%，同时得到14%丙烯。目前已有多套工业装置在中国国内投产，国内尚有几套FCC装置正准备改造为DCC装置。泰国也已建成
700 kt/a催化裂化装置，并顺利投产。
MGG是以减压渣油、掺渣油和常压渣油等为原料的最大量生产富含烯烃的液态烃，同时最大生产高辛烷值汽油的工艺技术，与其他同类工艺的差别在于它在多产液态烃下还能有较高的汽油产率，并且可以用重油作原料（包括常压渣油）。反应温度在510～540℃时，液化气产率可达25%～35%（摩尔比），汽油产率40%～55%（摩尔比）。液化气加汽油产率为70%～80%。汽油RON一般为91～94，诱导期为500～900 min。这一技术是以液化气富含烯烃、汽油辛烷值高和安定性好为特点的，现已有多套装置应用。
MIO技术是以掺渣油为原料，较大量地生产异构烯烃和汽油为目的产物的工艺技术。1995年3-6月在中国兰州炼化总厂实现了工业化。以石蜡基为原料时，缩短反应时间和采取新的反应系统，异构烯烃的产率高达15%（摩尔比）。
催化裂化家族技术的发展与建设将为下游化工装置提供宝贵的化工原料。近来，国外在这一领域的研究也相当活跃，预计在21世纪这类技术会得到广泛应用。
2.3现代FCC催化剂技术水平及发展趋势
FCC催化剂的技术进步转向开发新沸石及沸石的改性、特定性质的基质及新的制备技术。FCC催化剂的活性组分已由单组元转向双多沸石复合组元，FCC催化剂技术已从传统的化学制备转变为现代的多种功能组件的物理组装。
由于原油的日益重质化和劣质化，金属污染物、高分子的沥青和胶质以及硫、氮等杂原子化合物的总量有明显增加的趋势，给渣油裂化带来了一系列困难，特别是对裂化催化剂性能的要求越来越高。因此加快改进和研制开发更高性能的渣油裂化催化剂是摆在炼油界面前的重大课题之一。开发渣油裂化剂的重点放在解决加工渣油时，催化剂的金属污染，降低生焦量，控制硫、氮化合物排放等，目前的主要措施有：继续开发新型USY沸石催化剂，改善基质，渣油裂化助剂和FCC添加剂的开发与应用。一大批适合加工渣油的裂化催化剂纷纷问世。国内外催化剂厂商不断推出各自系列的催化剂。
国外著名的催化剂公司，如Grace-Davison、Engelhard、Akzo-Nobel等，在重油催化剂方面发展很快，无论是高岭土基质，或是分子筛活性组分都有很大进展，系列化地一代一代推出新的裂化催化剂。生产量最大的一直是美国的Grace-Davison化学分部，年生产量约十几万吨，约占市场销售份额的50%；其次是美国的Engelhard；以及荷兰的Akzo-Nobel 和日本的触媒化成（Catalysts & Chemical Industries Co. LTD）。
Engelhard公司在高岭土基质质量方面具有较强的优势，该公司拥有高岭土矿，首先将采出的原土进行粗加工，包括配土、粉碎、打浆、振荡分离、旋液分离和沉降等过程，再经细加工，包括离心分离、转鼓过滤、打浆、喷雾干燥和焙烧等过程。生产的精土送往催化剂制造厂，因此，高岭土质量较纯。高岭土通过“原位”晶化，开发出含L酸低，可降低
自由基裂化反应的Dimention、Reduxion重油催化剂基质。
国外基于渣油原料中高沸点大分子烃类含量高，分子筛的微孔会引起扩散限制，而活性基质孔大、不会引起扩散限制，能改善渣油裂化性能为出发点，从90年代初就开始加强对催化剂基质的开发工作。
2.4 FCC装置排放控制
随着对空气质量法规的日趋严格，以及FCC装置加工劣质油、含硫油的比重越来越大，以便对炼厂利润有更大的贡献，各国对FCC装置排放作出了一定的限制。表3分别列出
了世界不同国家对新建FCC装置最大排放控制指标。
表3 不同国家FCC装置排放规格
3 我国FCC技术水平现状及差距
3．1 我国FCC技术现状
3．1．1 我国FCC工艺及工程的技术水平
我国由于在催化剂细粉流化态技术的发展，两器结构出现多种形式的组合：带外循环管的烧焦罐高效再生、带预混合管的烧焦高效再生、带预混合管的烧焦罐再生、管式烧焦、后置烧焦罐两段再生、高速床两段串联再生、并列式两段再生、同轴式两段再生。与此同时，高效雾化原料油注入系统及急冷油控制提升管中部温度（MTC）技术、新型Y型结构的提升管出口快速分离结构、新的汽提段结构和分段汽提也相继应用于工业装置，另外还研制了灵敏度高、推动力大的耐磨冷壁式电液控制滑阀，高热阻单层和双层耐热耐磨衬里、无泄漏盘式三旋单管，卧管式三级旋风分离器，高效旋风分离器，油浆旋风除尘和烟气能量回收机组等一系列具有先进水平的新设备。
3．1．2 我国FCC催化剂的技术水平
我国催化裂化催化剂的科研开发和生产是从60年代开始的，30多年来在科研、设计、生产、应用各方的密切配合和共同努力下，取得了长足的进步。到1997年，全国催化
裂化催化剂生产能力已达65 kt/a。基于我国原油资源的特点，决定了必须走深加工的路线，催化剂研究开发的指导思想即为多加工渣油为目标。开发的催化剂较好地满足了不同的需要，达到了多掺炼重油，多产轻质产品的目的。
国内近期在催化裂化催化剂的研制和生产上主要取得了两大成就：一是裂化催化剂的制造技术取得了突破，兰州炼油化工总厂催化剂实现了过去作坊式的生产制备为现代化的生产；从过去小群体设备过渡到大型规模经济生产，催化剂的制造水平有了很大的提高，使NaY分子筛的硅利用率、改性沸石收率和催化剂收率均达到了95％以上。二是渣油裂化催化剂的开发取得了很大的进展。开发了许多渣油裂化催化剂新品种，采用双多沸石复合组分制备催化剂的发展也很快。
3．2 我国FCC技术与国外先进技术的比较和差距
尽管历经几代人的不懈努力，我国FCC技术已取得长足进步，并为世人瞩目，但基础的薄弱、投入的不足、自主创新技术的缺乏、设备的落后、管理机制的陈旧、劳动生产率低等诸多因素，仍导致我国FCC技术和国外先进水平存在不少差距。
（1）催化剂性能
我国催化裂化催化剂和国外产品相比，催化剂的活性、选择性、水热稳定性等性质均在同一水平，各有千秋，而且配方基本相同，均采用超稳Y型分子筛、高岭土和粘合剂制成，1987-1990年，国内开发的超稳Y型催化剂和国外催化剂处于同等水平，但从1996-1997年以后，国产新催化剂性能明显优于国外同时代的新产品，国产渣油催化剂具有更好的重油裂化能力，抗金属污染，优良的焦炭选择性，并且在催化剂单耗上也低于国外。我国开发的催化裂化家族技术所用的催化剂具有世界水平。在今后裂化催化剂与国外的竞争中，关键是要开发新一代的分子筛裂化活性组分，从近期看，国内外在新型分子筛方面均难有突破。
催化助剂，特别是环保助剂与国外差距明显拉大。多功能型助剂在国外已工业化，
如NO还原和CO氧化助剂、脱SO x剂等，国内只有CO助燃剂在工业装置上应用。
（2）FCC催化剂生产技术
我国裂化催化剂生产的规模经济不如国外，只有20～30 kt/a，使成本处于劣势。国外催化剂厂生产规模为每年十几万吨至几十万吨。兰州炼油化工总厂催化剂经过三年奋斗虽然已经取得了“三个95％”的成果，使生产技术与国外差距缩短了一些，但仍存在催化剂制备的原材料不稳定、不精细和生产成本高等问题，在原材料的处理和加工、成品的储存、调配和包装上，需要继续完善并改造。
（3）FCC装置运转水平
我国催化裂化装置运转水平不高，表现在催化裂化装置的主要经济技术指标上有明显的差距包括：FCC装置的能耗高、催化剂单耗高、装置加工损失率偏高、开工周期短、装置利用率低等。
（4）汽油辛烷值较低
国外FCC汽油辛烷值全馏分平均为MON80.5，RON 92，最高MON 83，RON 96；最低MON 78，RON 89。我国FCC汽油辛烷值MON为78～81、RON为88～92；大部分加工石蜡基原油的厂家，FCC汽油MON一般为78～79，RON在88以下。这将给汽油升级换代带来困
难。（5）我国企业平均规模和单套装置能力偏低
全球FCC单套装置平均规模为2000～3000 kt/a，我国为900～1000 kt/a。
（6）工艺技术及设备制造、自动化技术水平不高
国内MSCC类的新工艺需下功夫加以开发应用。进料喷嘴尚需进一步改进和正确实用，直联封闭式旋风分离器、多段汽提以及混合温度控制、分别进料的技术国内尚是空白，有待开发。FCC装置设备和自动化水平较低，研究开发能力不足，工程能力不强。计算机在线、离线调优，先进控制及专家系统等的差距更大。
4 FCC技术“十五”发展计划和前景
基于我国原油资源的特点和FCC在二次加工能力中占绝对比重的现状，未来FCC仍然是我国重油轻质化和生产汽油的主要加工技术。加强技术创新，注重现有工艺、催化剂、工程技术和生产技术的改进以及现有装置的改造。FCC装置将会在高苛刻度下运转，尽可能掺炼更多的渣油，实现炼油工业尽可能低的投资把原油转变成符合环保法规要求的石油产品。提高FCC综合技术水平，缩小同先进水平的差距，具有同国外大公司竞争的能力。
4．1 FCC技术发展目标
以环保和市场为导向，继续完善和开发重油催化裂化和FCC家族技术的工艺和催化剂，提高FCC装置的重油加工能力，开发具有更高性能的渣油裂化催化剂。“十五”期间，大幅度降低FCC汽油中的烯烃含量，通过对工艺、催化剂的改进以及装置的改造，达到FCC 装置在少投资，快见效前提下，生产符合新环保标准的清洁汽油产品。提高FCC技术对市场需要的适应和调变能力，降低FCC产品的生产成本。到2015年，随着环保法规的日趋严格和对汽油中烯烃、芳烃含量的进一步限制，FCC在提高汽油辛烷值方面的作用将下降，将会发展成为生产汽油和组分以及为生产汽油调和组分提供生产原料的手段。逐步调整原油加工工艺的结构，为炼厂获取最大经济效益，满足我国实现经济可持续发展战略。
4．2 采取的措施和需要的政策
我国目前原油加工工艺中催化裂化占有的比重具有绝对优势，82％～85％的汽油组分来自FCC，加工工艺结构不合理。在国外此比例虽因地而异，但一般占30％～40％。从长远看，应改变我国原油加工工艺结构不合理的状况。为此，还要尽可能地发挥FCC加工技术的作用，加之FCC加工方式具有灵活性大，装置投资和操作成本相对不高的优点。所以还应强调对FCC装置进行必要的技术改造，以生产清洁汽油，满足市场的需求，同时FCC还可成
为提供化工原料的重要途径。
Present Situation and Prospect
for FCC Technology Development in China
（SINOPEC Research Institute of Petrochemical Processing）
The paper summarizes the present development situation for FCC technology in China and the newest development level in the world, and analyses the gaps between China’s FCC technology and global advanced level. It also puts the prospect of FCC technol
Keywords: catalytic cracking, present, development situation, gap, prospect
教案 叶蔚君 5.1催化裂化的工艺特点及基本原理 [引入]: 先提问复习，再从我国催化裂化汽油产量所占汽油总量的比例引入本章内容。 [板书]:催化裂化 一、概述 1、催化裂化的定义、反应原料、反应产物、生产目的 [讲述]: 1．催化裂化的定义(重质油在酸性催化剂存在下，在470~530O C的温度和0.1～0.3MPa的条件下，发生一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。)、 反应原料:重质油;(轻质油、气体和焦炭)、(轻质油); [板书]2.催化裂化在炼油厂申的地位和作用: [讲述]以汽油为例，据1988年统计，全世界每年汽油总消费量约为6.5亿吨以上，我国汽油总产量为1750万吨，从质量上看，目前各国普通级汽油一般为90-92RON、优质汽油为96-98RON，我国1988年颁布车用汽油指标有两个牌号，其研究法辛烷值分别为不低于90和97。 但是，轻质油品的来源只靠直接从原油中蒸馏取得是远远不够的。一般原油经常减压蒸馏所提供的汽油、煤油和柴油等轻质油品仅有10-40%，如果要得到更多的轻质产品以解决供需矛盾，就必须对其余
的生质馏分以及残渣油进行二次加工。而且，直馏汽油的辛烷值太低，一般只有40-60MON，必须与二次加工汽油调合使用。 国内外常用的二次加工手段主要有热裂化、焦化、催化裂化和加氢裂化等。而热裂化由于技术落后很少发展，而且正逐渐被淘汰，焦化只适用于加工减压渣油，加氢裂化虽然技术上先进、产品收率高、质量好、灵活性大，但设备复杂，而且需大量氢气，因此，技术经济上受到一定限制，所以，使得催化裂化在石油的二次加工过程中占居着重要地位(在各个主要二次加工工艺中居于首位)。特别是在我国，车用汽油的组成最主要的是催化裂化汽油，约占近80%。因此，要改善汽油质量提高辛烷值，首先需要把催化裂化汽油辛烷值提上去。目前我国催化裂化汽油辛烷值RON偏低，必须采取措施改进工艺操作，提高催化剂质量，迅速赶上国际先进水平。 [板书]3催化裂化过程具有以下几个特点 [讲述] (1)轻质油收率高，可达70%-80%，而原料初馏的轻质油收率仅为10%~40%。所说轻质油是指汽抽、煤油和柴油的总和。 (2)催化汽油的辛烷值较高，研究法辛烷值可达85以上。汽油的安定性也较好。 (3)催化柴油的十六烷值低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值。 (4)催化裂化气体产品产率约为10%~20%左右，其中90%左右是C3，C4(称为液化石油气)。C3、C4组分中合大量烯烃。因此这部分产品是优良的
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 炼油生产安全技术—催化裂化的装置简介类型及工 艺流程 Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-8978-61 炼油生产安全技术—催化裂化的装置简介类型及工艺流程 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、装置简介 (一)装置发展及其类型 1．装置发展 催化裂化工艺产生于20世纪40年代，是炼油厂提高原油加工深度的一种重油轻质化的工艺。 20世纪50年代初由ESSO公司(美国)推出了Ⅳ型流出催化装置，使用微球催化剂(平均粒径为60—70tan)，从而使催化裂化工艺得到极大发展。 1958年我国第一套移动床催化裂化装置在兰州炼油厂投产。1965年我国自己设计制造施工的Ⅳ型催化装置在抚顺石油二厂投产。经过近40年的发展，催化裂化已成为炼油厂最重要的加工装置。截止1999年底，我国催化裂化加工能力达8809。5×104t／a，占
一次原油加工能力的33．5％，是加工比例最高的一种装置，装置规模由(34—60)×104t／a发展到国内最大300×104t／a，国外为675×104t／a。 随着催化剂和催化裂化工艺的发展，其加工原料由重质化、劣质化发展至目前全减压渣油催化裂化。根据目的产品的不同，有追求最大气体收率的催化裂解装置(DCC)，有追求最大液化气收率的最大量高辛烷值汽油的MGG工艺等，为了适应以上的发展，相应推出了二段再生、富氧再生等工艺，从而使催化裂化装置向着工艺技术先进、经济效益更好的方向发展。 2．装置的主要类型 催化裂化装置的核心部分为反应—再生单元。反应部分有床层反应和提升管反应两种，随着催化剂的发展，目前提升管反应已取代了床层反应。 再生部分可分为完全再生和不完全再生，一段再生和二段再生(完全再生即指再生烟气中CO含量为10—6级)。从反应与再生设备的平面布置来讲又可分为高低并列式和同轴式，典型的反应—再生单元见图
国内外催化裂化催化剂技术的新进展一、催化裂化催化剂发展 21世纪以来，随着人们生活水平的不断发展，在大量使用石油产品的同时，其环保意识也在不断地增强，环保立法也不断完善，继而推动了清洁燃料的生产。随着对轻质油品特别是对汽油需求量的增加，催化裂化无论是加工能力、装置规模，还是工艺技术均以较高的速度发展起来，其中催化裂化催化剂在催化裂化中的使用决定了催化裂化装置的生产水平。 催化剂是一种能影响化学反应速度，但其本身并不因化学反应的结果而消耗，也不会改变反应的最终热力学平衡位置的物质。在工业催化裂化装置中，催化剂不仅对处理能力、产品分布和产品质量起着主要影响，而且对生产成本也有着重要影响。催化剂的发展可以促进催化裂化工艺技术的发展，如分子筛催化剂的出现促进了催化裂化工艺的重大变革，提升管催化裂化工艺就是在这种情况下开发成功的。 最早的催化剂取自天然白土如高岭土等。全合成硅酸铝催化剂由硅酸钠、硅酸铝、氢氧化镁等原料组成，由于无晶体结构，因此也称 为无定形硅酸铝催化剂。较早使用的催化剂中Al 2O 3 含量为10%~13%, 称为低铝硅酸铝催化剂。后期又出现了Al 2O 3 含量为24%~26%的高铝 硅酸铝催化剂，以满足市场要求。半合成硅酸铝催化剂结合了全合成硅酸铝催化剂和天然白土催化剂的优点，其中的合成硅酸铝成分，改进了催化剂的化学选择性，天然成分改善了催化剂的不稳定性，提高了催化剂的抗老化和抗失活能力，同时还降低了生产成本。分子筛裂化催化剂的出现，带来了催化裂化的一次飞跃，这种结晶硅酸铝，比无定型硅酸铝有高的多的活性、更好的选择性，因此逐步取代了无定形硅酸铝催化剂。目前使用的分子筛主要是Y型分子筛，其中又分为REY、REHY、HY、USY等类型，早期的分子筛催化剂分子筛含量约8%~10%，随着催化剂工艺的发展，催化剂中的分子筛含量逐步上升。 二、国内外催化裂化技术的新进展 1、国内催化剂技术进展
我国催化裂化技术发展现状及前景 左丽华 （石油化工科学研究院，北京，100083） 概括论述了我国催化裂化发展现状和世界FCC技术的最新发展水平，分析和比较了我国FCC技术与世界先进水平的差距，初步提出我国催化裂化技术的发展前景。关键词：催化裂化现状最新水平差距前景 1 概况 流化催化裂化（FCC）是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的一种重要方法。据统计，截止到1999年1月1日，全球原油加工能力为 015.48 Mt/a，其中催化裂化装置的加工能力为668.37 Mt/a，约占一次加工能力的16.6%，居二次加工能力的首位。美国原油加工能力为821.13 Mt/a，催化裂化能力为271 Mt/a，居界第一，催化裂化占一次加工能力的比例为33.0%。我国催化裂化能力达66.08 Mt/a，约占一次加工能力的38.1%，居世界第二位。 我国石油资源中，原油大部分偏重，轻质油品含量低，这就决定了炼油工业必须走深加工的路线。近十几年来，催化裂化掺炼渣油量在不断上升，已居世界领先地位。催化剂的制备技术已取得了长足的进步，国产催化剂在渣油裂化能力和抗金属污染等方面均已达到或超过国外的水平。在减少焦炭、取出多余热量、催化剂再生、能量回收等方面的技术有了较大发展。 2 现代催化裂化技术发展特点及趋势 影响FCC未来发展的重要因素将是：原油价格、满足环保要求、新燃料规格、石油化工 原料需求和渣油加工。 环保法规已成为FCC技术发展的主要推动力。FCC已从简单解决诸如汽油、柴油、液化气、抗金属等其中的一、二个问题转向要同时解决多个矛盾的组合。80年代以来，催化裂化技术的进展主要体现在两个方面：① 开发成功掺炼渣油（常压渣油或减压渣油）的渣油催化裂化技术（称为渣油FCC，简写为RFCC）；② 催化裂化家族技术，包括多产低碳烯烃的DCC技术，多产异构烯烃的MIO技术和最大量生产汽油、液化气的MGG技术。 2.1 RFCC工艺技术 1980年世界上专门设计用于RFCC的生产能力几乎为零，而到1996年其生产能力已达100.5 Mt/a，约占催化裂化总能力（约650 Mt/a）的16%，进入90年代，RFCC的势头有增无减，特别是亚太地区更显得强劲。如1993-1995年计划进行新建和改建的装置就有42套，其中新建17套。新建装置中RFCC占大多数，共有12套，除一套为Shell石油公司在美国路易斯安那州的Narco炼油厂外，其余的大都建在东亚地区的中国、日本、韩国、新加
催化裂化装置的主要设备 催化裂化装置的主要设备 百克网：2008-5-30 14:50:14 文章来源：本站 催化裂化装置设备较多，本节只介绍几个主要设备。 一、提升管反应器及沉降器 (一)提升管反应嚣 提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是本装置的关键设备。随装置类型不同提升管反应器类型不同，常见的提升管反应器类型有两种： (1)直管式：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 (2)折叠式：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 图5—8是直管式提升管反应器及沉降器示意图 提升管反应器是一根长径比很大的管子，长度一般为30～36米，直径根据装置处理量决定，通常以油气在提升管内的平均停留时间1～4秒为限确定提升管内径。由于提升管内自下而上油气线速不断增大，为了不使提升管上部气速过高，提升管可作成上下异径形式。 在提升管的侧面开有上下两个(组)进料口，其作用是根据生产要求使新鲜原料、回炼油和回炼油浆从不同位置进入提升管，进行选择性裂化。
进料口以下的一段称预提升段(见图5—9)，其作用是：由提升管底部吹入水蒸气(称预提升蒸汽)，使由再生斜管来的再生催化剂加速，以保证催化剂与原料油相遇时均匀接触。这种作用叫预提升。 为使油气在离开提升管后立即终止反应，提升管出口均设有快速分离装置，其作用是使油气与大部分催化剂迅速分开。快速分离器的类型很多，常用的有：伞帽型，倒L型、T型、粗旋风分离器、弹射快速分离器和垂直齿缝式快速分离器(分州如图5—10中a、b、c、d、e、f所示)。 为进行参数测量和取样，沿提升管高度还装有热电偶管、测压管、采样口等。除此之外，提升管反应器的设计还要考虑耐热，耐磨以及热膨胀等问题。 (二)沉降器 沉降器是用碳钢焊制成的圆筒形设备，上段为沉降段，下段是汽提段。沉降段内装有数组旋风分离器，顶部是集气室并开有油气出口。沉降器的作用是使来自提升管的油气和催化剂分离，油气经旋风分离器分出所夹带的催化荆后经集气室去分馏系统；由提升管快速分离器出来的催化剂靠重力在沉降器中向下沉降，落入汽提段。汽提段内设有数层人字挡板和蒸汽吹入口，其作用是将催化剂夹带的油气用过热水蒸气吹出(汽提)，并返回沉降段，以便减少油气损失和减小再生器的负荷。 沉降器多采用直筒形，直径大小根据气体(油气、水蒸气)流率及线速度决定，沉降段线速一般不超过0.5～0.6米／秒。沉降段高度由旋风分离器科腿压力平衡所需料腿长度和所需沉降高度确定，通常为9～12米。汽提段的尺寸一般由催化剂循环量以及催化剂在汽提段的停留时间决定，停留时间一般是1.5～3分钟。 二、再生器
催化裂化的装置简介及工艺流程 概述 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应 / 再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应--再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： （一）反应—再生系统 新鲜原料（减压馏分油）经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370C 左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温（约650C ~700C ）催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7 米/ 秒~8 米/ 秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气（由主风机提供）接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度（密相段温度约650E ~680C ）。再生器维持0.15MPa~0.25MPa表）的顶部压力，床层线速约0.7 米/秒~1.0 米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO为了利用其热量，不少装置设有 CO锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。 （二）分馏系统 分馏系统的作用是将反应/ 再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。
催化裂化的发展技术展望 [ 摘要] 对国内外的催化裂化技术发展进行了综述，重点介绍了从多掺渣油、生产低碳烯烃、增加产品结构灵活性等方面系统地评述了国内外催化裂化工艺技术近年来的最新进展，指出增加掺渣比同时生产 清洁燃料，以及炼油与石油化工一体化的新工艺将是催化裂化发展的重点。 1催化裂化技术进步的推动力 近年来,催化裂化原料的品质越来越差,但对提高目的产物收率、汽柴油质量、柴汽比,以及多产丙烯和改善烟气排放等提出了更高的要求。围绕这些问题,催化剂、设备和工艺技术方面的新技术不断涌现,推动着催化技术不断向前发展。由于催化裂化过程的庞大加工规模,目的产品产率提高一个百分点即可产生巨大的经济效益,因此提高目的产品产率始终是催化裂化技术进步的主旋律。由于馏分油和重质油性质的显著差别,至今所取得的大多数技术进步主要都是针对重油催化裂化。此外,近年来对催化裂化产品质量的要求越来越 高,对产品需求结构的变化,以及环保法规的逐渐完善,都促进了催化裂化技术的发展。 渣油与馏分油相比,原料重,胶质、沥青质、残炭和金属含量高。原料重,不宜于雾化;胶质、沥青质和残炭高,会显著增加焦炭产率,使产品分布变差,同时给催化剂的汽提和再生带来困难;对于不含沥青质的抽提油,其胶质含量与催化裂化反应的焦炭产率之间呈直线关系; Ni、V等金属的含量高,直接影响到催化剂的活性、选择性和稳定性。因而,重油催化裂化使传统的催化裂化过程面临严峻挑战。除原料变差以外,市场对产品结构和产品品质的要求也在不断变化。在产品结构方面,要求提高柴汽比和增产丙烯;在产品的品质方面,要求生产低烯烃含量和低硫含量的高辛烷值汽油和低硫含量的高十六烷值柴油。由于我国许多炼化企业生产的汽油除催化裂化汽油外,其他的调合组分很少甚至没有,因而,汽油标准对烯烃和硫含量的限制给许多企 业带来了不小的压力。 2 催化裂化技术的发展 2.1 我国催化裂化技术的发展 2.1.1 渣油催化裂化(RFCC) 工艺技术 VRFCC 是中国石化集团公司石油化工科学研究院、北京设计院和北京燕山石化公司合作开发的一项加工大庆减压渣油的催化裂化新工艺。该工艺专利技术主要包括：(1) 高黏度原料的减黏雾化技术；(2)无返混床剂油接触实现热击汽化及高重油转化技术；(3)短接触反应抑制过裂化和结焦技术；(4)反应再生温差及再生剂温度调控协调初始反应深度及总反应苛刻度技术；(5)采用VRFCC 专用催化剂(DVR 系列)技术[3]。第一套VRFCC工业装置是由北京燕山石化公司炼油厂的催化裂化装置改造成的，处理能力为800 kt/a 。洛阳石化工程公司的ROCC-V 工艺，第一套ROCC-V 型装置(100 kt/a)1996 年5 月在洛阳石化工程公司炼油实验厂投产，1999 年9 月在青岛石油化工厂还投产了1.0 Mt/a 工业化装置；另外还有石油 大学的两段提升管FCC 工艺，目前在中试[4]；清华大学的下行管式FCC 工艺。 2.1.2 多产柴油和液化气的MGD技术 MGD 技术是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的以重质油为原料，利用常规催化裂化装置同时多产液化气和柴油，并可显著降低汽油烯烃含量的工艺技术。该技术与常规催化裂化技术相比，具有以下特点：(1)采用粗汽油控制裂化技术，增加液化气产率，降低汽油烯烃含量，调节裂化原料的反应环境以增加柴油馏份的生成和保留。(2)重质原料油在高苛刻度下、轻质原料油在低苛刻度下进行选择性反应，以增加重质原料油一次裂化和柴油馏份的生成。(3) 液化气和柴油产率明显大于常规的FCC
浅谈中国催化裂化工艺流程的新进展 中国催化裂化工艺的快速发展已逐步与世界接轨，越来越先进，逐渐的有了对比性。不仅是与国内各企业间的对比，还包括与外国的对比，工艺之间的差距对比，工艺之间的提升技术间的对比，除此之外，还包括各类催化剂的对比，并指出了以后的发展方向及进步目标。 标签：催化裂化；技术；发展；工艺；催化剂 催化裂化技术的逐步发展，使人们对它的理解也越来越透彻，并研究出了多种催化裂化技术和相应的产品。比如温控技术，工艺提升技术，速冻技术，速降管冷降技术，反应停止技术，高温骤降技术，油水迅速分离技术等。重质油国家重点实验室的高金森教授及其团队研究出了帮助提速管反应降碱有机技术。这项技术以平常原油裂化技术为前提，设置了一套新的设备。这组机器实现了轻改装，动力大，耗资小的目标。这项技术降把劣质汽油与主要燃油混合在一起同时注入分馏机器中，在辅助提升装置下运用分别沉淀装置进行沉淀分离。这项技术在华北原油公司每年有120万吨的原材料需要进行处理，原油裂化催化技术装备及滨海石材公司每年有25万吨投入生产。原油催化裂化设备的成功投入使用，使原油中各类有机物的含量由45%到50%降低到30%，而且烷烃值保持不变。稍微调整劣油的反应条件就可以将原油中的烯烃含量降低到15%以下。这样既满足了欧式汽车队原油的要求也完成了汽车性能的提升。 1 国内催化裂化技术工艺的发展前景 UOP技术的投入在很大程度上扩大了炼油厂，而且这对燃油的要求非常严厉。因此，它在现代化工厂中起着不可替代的作用。拥有UOP技术的产品能极大程度上将炼油厂的资金发挥到位。利用高科技沉降技术和能源再生技术实现对各机器的控制。 （1）高效煤炭脱氧催化剂。这种催化剂具有耐硫、防高温、脱氧率高、机器作用效率高、脱氧处理费较低等的优点。（2）脱氧过程运用液态化技术，它具有气固密集接触，热传导效率高，气态可直接处理，功能强大、操作简便、在高氧条件下也可以进行的特点。它的工艺作用范围广，适合处理含氧量在4%-20%的煤炭层，这符合我国煤矿脱氧排燃气的特点。原材料的来源主要是煤矿。 这套设备在气体裂化催化车间内以NaOH再生液体作为催化裂化的氧化剂去除雾气中大部分的SO2和灰尘，并且在车间外使用Ca（OH）2溶液对催化裂化溶液进行重复置换，从而产生可以稳定存在的亚硫酸钙结晶和溶液。除此之外，还要增加一套致酸设备，用其来处理重生中的有用产品，其中含有少量水分的石膏，这可以解决重复污染。刚刚创立的裂化催化致酸双重复合车间作为这项设备的核心技术，在相对标准的致酸条件下生成酸性物质，使全部系统不需要处理废水。
文献综述 催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在五百摄氏度左右、一万到三万帕下发生以裂化反应为主的一系列化学反应，生产轻质油、气体和焦炭的过程。由于催化裂化投资和操作费用低、原料适应性强、转化率高，自1942年第一套工业化流化催化裂化装置运转以来，它已发展成为炼油厂中的核心加工工艺，是重油轻质化的主要手段之一。催化裂化产品是主要的运输燃料调合组分。在世界范围内，FCC汽油占总汽油产量的25%～80%，FCC柴油占总柴油量的,10%～30%，而且是仅次于蒸汽裂解制取丙烯的又一大生产装置。面对日益严格的环保法规的要求，通过装置改造和与其它上下游工艺结合(如进料加氢，产品后处理等)，催化裂化能以合适的费用生产合适的产品。即使从更长远的目标看，催化裂化装置所产汽油经加氢饱和后也应能成为燃料电池的一种燃料组分【1】。 催化裂化的原料和产品【2】 一原料 催化裂化的原料范围广泛，可分为馏分油和渣油两大类。馏分油主要是直馏减压馏分油，也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油、脱沥青油等；渣油主要是减压渣油、加氢处理渣油等。渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工，其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值。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渣油时则通称为重油催化裂化，1995年之后我国新建的装置均为掺炼渣油RFCC【2】。 二产品 催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。其中气体主要是干气和液化气。液体产物分为：汽油、柴油、重柴油（回炼油）和油浆。 中国石油石油化工研究院开发的国Ⅳ汽油生产技术集成催化剂、催化剂级配、工艺及开工操作等多项核心技术，有效破解了高烯烃含量的催化汽油脱硫和辛烷值降低的技术难题，形成了具有自主知识产权的满足国Ⅳ标准的催化裂化汽油加氢改质技术。该技术作为中国石油具有自主知识产权的清洁汽油生产技术，填补了中国石油生产国Ⅳ清洁汽油的技术空白，可为企业汽油质量升级提供自主技术支持，具有巨大的社会效益和经济效益，工业应用前景广阔【7】。 催化裂化工艺流程 催化裂化装置一般由反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统三部分组成。一反应－再生系统 新鲜原料油经过换热后与回炼油混合，经加热炉加热至300～400℃后进入提升管反应器下部的喷嘴，用蒸汽雾化后进入提升管下部，与来自再生器的高温催化剂（600～750℃）接触，随即气化并进行反应。油气在提升管内的停留时间很短，一般2～4秒。反应后的油气经过旋风分离器后进入集气室，通过沉降器顶部出口进入分馏系统。积有焦炭的再生催化剂（待生催化剂）由沉降器进入下面的汽提段，用过热水蒸汽进行汽提，以脱除吸附在待生催化剂表面的少量油气，然后经过待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气接触反
催化裂化装置技术问答 1什么叫催化剂的污染指数? 污染指数表示催化剂被重金属污染的程度。其定义是： 污染指数=0.1(Fe+Cu+14Ni+4V) 式中 Fe----催化剂上的铁含量,μg/g; Ni----催化剂上的镍含量,μg/g; Cu----催化剂上的铜含量,μg/g; V----催化剂上的钒含量,μg/g 2什么叫催化剂的重金属污染? 重金属如Fe,Ni,Cu,V等沉积在催化裂化催化剂表面上,降低催化剂的选择性,使焦炭产率增大,液体产品产率下降,产品的不饱和度增加,气体中的？和？的产率降低,特别明显的是使氢气产率增加,这就是催化剂的重金属污染. 3什么叫金属钝化剂? 能使沉积于催化裂化催化剂上的重金属钝化,减轻重金属对催化剂的毒害,而使催化剂不失去活性和选择性的物质,叫做金属钝化剂. 4重金属钝化剂的作用原理是什么? 钝化剂作用原理是基于钝化剂有效组分随原料油一起沉积在催化剂表面,并和金属镍,钒等发生作用,或是形成金属盐或是以膜的形式覆盖在污染金属表面,其结果是改变污染金属的分散状态和存在形式,使其
转变为稳定的,无污染活性的组分,抑制其对催化剂活性和选择性的破坏. 5催化裂化反应过程的7个步骤是什么? (1)原料分子由主气流中扩散到催化剂表面. (2)原料分子沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散. (3)原料分子被催化剂内表面吸附. (4)被吸附的原料分子在催化剂内表面上发生化学反应. (5)产品分子自催化剂内表面脱附. (6)产品分子沿催化剂微孔向外扩散. (7)产品分子扩散到主气流中去. 6催化裂化中各类单体烃的催化裂化反应是什么? （1）烷烃：主要发生分解反应，分解成较小分子的烷烃和烯烃。例如：→ + 生成的烷烃又可继续分解成更小的分子。烷烃分解时，都从中间的C-C 键处断裂，而且分子越大也越易断裂。异构烷烃的反应速度比正构烷烃的快。 （2）烯烃： ①分解反应：分解为两个较小分子的烯烃。烯烃的分解反应速度比烷烃的快得多。大分子烯烃的分解速度比小分子的快，异构烯烃的分解速度比正构烯烃的快。 ②异构化反应：烯烃的异构化反应有两种：一种是分子骨架结构改变，正构烯烃变成异构烯烃；另一种是分子中的双键向中间位置转移。
1.0催化裂化 催化裂化是原料油在酸性催化剂存在下，在500℃左右、1×105～3×105Pa 下发生裂解，生成轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的重要手段。 催化裂化的石油炼制工艺目的： 1）提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品； 2）增加品种，提高产品质量。 催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，是重油轻质化和改质的重要手段之一，已成为当今石油炼制的核心工艺之一。 1.1催化裂化的发展概况 催化裂化的发展经历了四个阶段：固定床、移动床、流化床和提升管。见下图： 固定床移动床 流化床提升管（并列式）在全世界催化裂化装置的总加工能力中，提升管催化裂化已占绝大多数。
1.2催化裂化的原料和产品 1.2.0原料 催化裂化的原料范围广泛，可分为馏分油和渣油两大类。 馏分油主要是直馏减压馏分油（VGO），馏程350-500℃，也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油等，以此种原料进行催化裂化称为馏分油催化裂化。 渣油主要是减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工，其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值。对于一些金属含量低的石蜡基原有也可以直接用常压重油为原料。当减压馏分油中掺入渣油使通称为RFCC。以此种原料进行催化裂化称为重油催化裂化。 1.2.1产品 催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。 1、气体 在一般工业条件下，气体产率约为10%-20%，其中含干气和液化气。 2、液体产物 1）汽油，汽油产率约为30%-60%；这类汽油安定性较好。 2）柴油，柴油产率约为0-40%；因含较多芳烃，所有十六烷值较低，由重油催化裂化得到的柴油的十六烷值更低，这类柴油需经加氢处理。 3）重柴油（回炼油），可以返回到反应器内，已提高轻质油收率，不回炼时就以重柴油产品出装置，也可作为商品燃料油的调和组分。 4）油浆，油浆产率约为5%-10%，从催化裂化分馏塔底得到的渣油，含少量催化剂细粉，可以送回反应器回炼以回收催化剂。油浆经沉降出去催化剂粉末后称为澄清油，因多环芳烃的含量较大，所以是制造针焦的好原料，或作为商品燃料油的调和组分，也可作加氢裂化的原料。 3、焦炭 焦炭产率约为5%-7%，重油催化裂化的焦炭产率可达8%-10%。焦炭是缩合产物，它沉积在催化剂的表面上，使催化剂丧失活性，所以用空气将其烧去使催化剂恢复活性，因而焦炭不能作为产品分离出来。 1.3催化裂化工业装置的组成部分
炼油生产安全技术一催化裂化的装置简介类型及工艺流程 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应？再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应--再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： ㈠反应--再生系统 新鲜原料（减压馏分油）经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370 C左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温（约650 C ~700C ）催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化 剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催 化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气（由主风机提供）接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度（密相段温度约650 C ~68 0 C ）。再生器维持0.15MPa~0?25MPa （表）的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经 淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部 分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO 为了利用其热量，不少装置设有Co锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的 装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电 能。 ㈡分馏系统 分馏系统的作用是将反应？再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。 由反应？再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分 馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。富气和粗汽油去吸收稳定系统；轻、重柴油经汽提、换热或冷却后出装置，回炼油返回反应--再生系统进 行回炼。油浆的一部分送反应再生系统回炼，另一部分经换热后循环回分馏塔。为了取走 分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀，在塔的不同位置分别设有4个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。 催化裂化分馏塔底部的脱过热段装有约十块人字形挡板。由于进料是460 C以上的带有催化 剂粉末的过热油气，因此必须先把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。因此由塔底抽出的油浆经冷却后返回人字形挡板的上方与由塔底上来的油 气逆流接触，一方面使油气冷却至饱和状态，另一方面也洗下油气夹带的粉尘。 ㈢吸收--稳定系统： 从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3 C4甚至C2 组分。吸收--稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气 （≤ C2）、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。 一、装置简介 （一）装置发展及其类型
炼油生产安全技术—催化裂化的装置简介类型及工艺流程 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应?再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： ㈠反应––再生系统 新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~68 0℃)。再生器维持~ (表)的顶部压力，床层线速约米/秒~米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利用其热量，不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。 ㈡分馏系统 分馏系统的作用是将反应?再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。 由反应?再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。富气和粗汽油去吸收稳定系统；轻、重柴油经汽提、换热或冷却后出装置，回炼油返回反应––再生系统进行回炼。油浆的一部分送反应再生系统回炼，另一部分经换热后循环回分馏塔。为了取走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀，在塔的不同位置分别设有 4 个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。 催化裂化分馏塔底部的脱过热段装有约十块人字形挡板。由于进料是460℃以上的带有催化剂粉末的过热油气，因此必须先把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。因此由塔底抽出的油浆经冷却后返回人字形挡板的上方与由塔底上来的油气逆流接触，一方面使油气冷却至饱和状态，另一方面也洗下油气夹带的粉尘。 ㈢吸收––稳定系统：
石油化工催化裂化装置工艺流程
炼油生产安全技术—催化裂化的装置简介类型及工艺流程催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应?再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： ㈠反应––再生系统 新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~68 0℃)。再生器维持0.15MPa~0.25MPa (表)的顶部压力，床层线
速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利用其热量，不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。 ㈡分馏系统 分馏系统的作用是将反应?再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。 由反应?再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。富气和粗汽油去吸收稳定系统；轻、重柴油经汽提、换热或冷却后出装置，回炼油返回反应––再生系统进行回炼。油浆的一部分送反应再生系统回炼，另一部分经换热后循环回分馏塔。为了取走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀，在塔的不同位置分别设有4 个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。 催化裂化分馏塔底部的脱过热段装有约十块人字形挡板。由于进料是460℃以上的带有催化剂粉末的过热油气，因此必须先把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。因此由塔底抽出的油浆经冷却后返
FDFCC－Ⅲ重油催化裂化工艺 FDFCC-Ⅲ工艺特有的技术特点： （1）开发了实现“低温接触、大剂油比”高效催化技术（HECT）。即利用汽油提升管待生剂相对较低的温度和较高的剩余活性，将汽油提升管待生剂引入重油提升管底部与再生剂混合，降低干气和焦炭产率，提高丙烯收率，改善产品分布。 （2）采用双提升管、双沉降器和双分馏塔工艺流程，即分别设置重油提升管和汽油
提升管，两根提升管后均设有沉降器和分馏塔，从而充分利用汽油提升管的改质效果，使催化汽油的烯烃含量直接满足欧Ⅲ标准。 4. 采用了带预混合管的烧焦罐高效再生技术，具有较高的烧焦强度和较低的再生剂含炭。为降低再生系统压降2007年FDFCC技术改造取消了预混合管和大孔分布板。 5. 采用了可调性强的下流式外取热器，取出两器热平衡多余的热量。 6. 能量回收机组采用了烟气轮机-轴流式主风机-汽轮机-电动／发电机四机组同轴新设备，回收了能量，降低了装置能耗。烟气轮机轮盘和叶片使用的是国研制的新型高温合金和喷涂材料。 7. 设有余热锅炉回收系统，回收热量，降低能耗，为防止省煤器炉管低温腐蚀，在烟气低温位置采用了20G钢炉管，过热器高温段采用12CrMo材质。 8. 选用了高效旋风器和电液冷壁滑阀等设备。 生产原理 1. 反应—再生部分 重油催化裂化提升管和汽油提升管用的催化剂为分子筛催化剂。原料油与高温催化剂在提升管接触，在一定的压力和温度下发生一系列化学反应，主要有裂化、异构化、氢转移、芳构化、缩合等反应，生成包括干气、液化气、汽油、柴油、回炼油、油浆馏份的高温油气和焦炭，生成的焦炭附着在催化剂上。在沉降器反应油气和催化剂分离，反应油气到主、副分馏塔进行分离，重油反应器附有焦炭的催化剂经汽提段汽提直接回到再生器，汽油反应器附有焦炭的催化剂经汽提后一路直接回到再生器烧焦一路返回重油提升管底部与重反再生剂混合。再生器催化剂在一定的温度、压力及通入主风的条件下，烧去催化剂上的积炭(即催化剂的再生过程)。催化剂活性、选择性恢复后回提升管循环使用。焦炭燃烧放出的热量除满足工艺需要外，多余的热量由外取热器取出，焦炭燃烧后生成的高温烟气经烟气轮机和余热炉后排入大气。 2. 分馏部分 重油催化分馏部分的作用是把从反应器来的高温油气混合物按沸点围分割成为富气、汽油、轻柴油、回炼油及油浆馏分，并保证各个馏分的质量符合产品要求。此外分馏系统还完成原料预热及热量回收的任务。催化分馏塔与常减压装置的常压塔原理基本相同。不同之处在于： (1).催化分馏塔的进料是过热气相进料。 (2).催化分馏塔气相进料中携带了一部分催化剂颗粒。 因此，催化分馏塔除了按分馏原理完成一般的产品分割外，还设有油浆循环以完成脱过热(将高温过热油气冷却到饱和状态)并和回炼油返塔一起洗涤反应油气中的催化剂。 3. 吸收稳定部分 吸收稳定部分由吸收塔、解吸塔、再吸收塔、稳定塔、容器、冷换及机泵等组成。吸收稳定部分的任务是加工来自分馏塔顶油气分离器的粗汽油和富气(富气经气压机压缩)，从中分离出干气(C3≯3％(V))，液化气(C2≯3％(V)，C5≯1.0％(V))和稳定汽油，并要求稳定汽油的蒸汽压合格(冬季≯88kpa，夏季≯74kpa)。吸收、解吸、再吸收塔主要解决C2与C3馏份的分离，是吸收和解吸过程；其原理是利用气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同来分离气体混合物。 稳定塔完成C3、C4馏份与汽油馏份的分离，是精馏过程；其原理是利用液体混合物各组分的挥发度不同进行分离。 4. 柴油碱洗 碱洗就是利用碱溶液（非加氢精制剂DF-01）和油品中的酸性非烃化合物起反
催化裂化技术综述 摘要：本文主要介绍了催化裂化的工艺流程，阐述了清洁油品对催化裂化提出的挑战，同时指出催化裂化在未来炼厂中仍将发挥主要作用。本文此外也介绍了重油催化裂化的特点以及其对工艺的要求。 关键词：催化裂化清洁油品地位 1 前言 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一。催化裂化过程投资少、操作费用低、原料适应性强、轻质产品收率高、技术成熟，是目前炼油厂利润的主要来源。目前我国催化裂化的年加工能力已经超过1亿t，商品汽油构成中，催化裂化汽油占80%左右，柴油占30%左右，而且30%以上的丙烯也来自催化裂化过程。 2003年侯芙生院士和陈俊武院士分别阐述了催化裂化过程在重质油深度加工和炼油厂中的重要地位，认为催化裂化作为主要的重质油轻质化过程，仍将继续发挥骨干作用。 2 工艺介绍 催化裂化装置的核心是反应再生系统，在提升管反应器部分完成强吸热的催化裂化反应，在再生器部分完成强放热烧焦再生反应，恢复催化剂活性，通过催化剂的循环实现反应器和再生器之间的热平衡。尽管不同公司所开发的流化催化裂化(FCC)技术的反应再生系统的具体结构型式不同，但工艺流程没有本质区别。 图1 UOP公司的FCC反应再生系统 以UOP公司的高低并列式反应再生系统为例(图1)，反应部分由提升管反应
器(包括预提升段、进料段、油气分离设备)和沉降器组成。从再生器来的高温(680~730℃)再生催化剂，在预提升气的推动下向上运动，在进料段与经过喷嘴喷入的雾化原料接触汽化，在沿提升管向上运动的过程中于480~540℃下反应，主要是大分子转化为较小分子的裂化反应，同时由于缩合反应生成少量焦炭沉积在催化剂上使其活性迅速降低，经过很短的反应时间(2~4 s)后，油气与大部分催化剂经提升管末端快分设备分离，并经沉降器内的旋风分离器进一步分离后离开反应系统去分馏塔，而结焦的催化剂进入沉降器的汽提段进一步分离油气，经充分汽提的结焦催化剂由待生斜管进入再生器进行再生，在高温(680~730℃)下由空气烧去催化剂上的焦炭，恢复其活性，再生催化剂经再生斜管返回到反应部分，完成催化剂的循环。由此可见，FCC反应再生系统是一个连续循环的系统，原料的转化是一个湍流的多相催化快速反应体系。 3 清洁燃料对催化裂化的挑战 从全球看，汽、柴油的硫含量不可避免地要下降，烯烃和芳烃也要降低。国外由于其所加工的原油和相应加工路径的特点，烯烃的体积分数相对不高，一般不超过15 % ，而国内则要高得多，特别是以催化裂化汽油为主的90 号汽油的烯烃体积分数常超过40 %。[1] 3.1 FCC汽油和柴油的脱硫 在原料基本固定的情况下，要降低FCC 产品的硫含量，可选用多种方法，如FCC 原料的预处理、在FCC 装置中使用合适的催化剂和添加剂、FCC 产品后处理等，这些方法既可单独使用，也可组合使用。 很明显，不同的方法各有优点和不足。进料预处理的投资和操作费用都很高，但其优点也很明显，即在降低产品硫含量的同时，降低了烟气硫含量，更重要的是改进了FCC 产品分布和操作，如提高轻质油收率，降低焦炭产率，降低FCC 催化剂消耗等。。因此，从长远的观点看，进料预处理是非常有吸引力的选择。 优化FCC 操作和催化剂(包括添加剂) 虽然简便易行，费用低，但降低硫含量的效果有限，可作为临时性的措施和特定的装置，如进料硫含量低、产品规格要求不严格等情况。 FCC 油品后处理技术的研究是目前最活跃的领域之一。由于常规的后加氢处理工艺耗氢量高，辛烷值损失大，世界上许多公司都已开发出各具特色的脱硫工艺，且主要是针对催化裂化汽油或柴油(LCO) 。这些工艺根据其采用的脱硫技术主要可分为选择性加氢、吸附、氧化、生物脱硫等及其他技术。 各项脱硫工艺对汽油辛烷值和产率损失的影响见图2。