我国催化裂化工艺技术研究现状及发展趋势

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催化裂化技术主要具有投资低、产品方案灵活、操作压力低、轻质油产率高、重油转化率高以及原料适应性宽等特征，是原油二次加工重要的生产技术。自1942年发展以来，取得了较大的发展和创新。全球催化裂化发展主要增长点在中国，目前已达210Mt/a的加工能力。随着原料品质的变差，对生产产品的要求不断提高，催化裂化技术面临前所未有的挑战。1 反应器发展现状1.1 提升管反应器传统单提管反应器结构简单，配置等径直管型提升管，催化剂从单侧进，预提升段通入预提升蒸汽主要采取环管式和直管式。提升管反应器较流化床反应器而言，缩短了反应时间，提升了产品选择性，轻油产率大大提高。同时焦炭产率大幅降低，明显提高了掺渣比例。但由于原油日益劣质化和重质化，传统提升管反应器也存在很多不足。针对提升管径向分布不均和固相浓度低问题，形成了变径提升管反应器；针对原料来源广泛和性质复杂等问题，形成了多段进料提升管反应器。1.2 下行式反应器在提升管反应器内，存在径向分布不均、催化剂逆重力场流动、返混严重以及固相颗粒跟随性差等问题，往往表现出“环-核”流动结构。因此，为突破传统提升管反应器局限，形成了下行式反应器，实现了油剂接触均匀、无返混、无偏流分布以及混合迅速等优势。该反应器保证了高裂解温度，裂解油和催化剂接触时间短，结焦量得到有效控制，最终提高了反应目标产物收率。2 反应机理研究进展2.1 以生产化工原料为目的2.1.1 催化裂解技术（DCC）DCC装置在国际上使用较早，在催化裂化多产低碳烯烃技术方向仍处于世界领先水平。近年来，在深入研究乙烯和丙烯生成化学的基础上，认为引发催化裂解链的反应路径存在多元性特征。经五配位正碳离子中间过渡态，原料烃分子可以引发单分子裂化反应，经三配位正碳离子中间过渡态，原料烃分子可以引发双分子裂化反应。2.1.2 催化裂解增强型技术（DCC-plus）研究丙烯生成反应，认为汽油中烯烃二次裂解和重油一次裂解共同作用下，行了了丙烯。重质油一次裂解主要发生在提升管反应器中，汽油中烯烃二次裂解主要位于流化床反应器中。反应环境二者要求不同，在DCC中分区优化控制流化床反应器和提升管反应器无法实现，从而导致焦炭和干气产率过高。 2.1.3 重油选择性裂解工艺技术（MCP）丙烯生成和消除在重油催化裂解中同时存在，丙烯的再转化反应必须考虑。因此，针对以往过裂化操作模式，在重油大分子一次裂解反应中实现选择性裂解模式，对一次裂解的转化深度予以控制。为更好的控制丙烯再转化，反应器结构需要改变，以使得丙烯生成后快速离开反应系统，从而形成了MCP技术。以C4/轻汽油馏分和回炼油分级进料，对回炼油先预热的再生催化剂进行反应控制，然后再和C4/轻汽油馏分进行反应。2.2 以生产清洁燃料为目的2.2.1 多产异构烷烃的催化裂化技术（MIP）目前重油催化裂化生产清洁汽油的要求，常规提升管催化裂化工艺很难满足。RIPP根据转化和裂化双反应区概念，形成了多产异构烷烃的催化裂化技术（MIP），设计了新型串提升管反应系统，该系统具有两个反应区，对汽油性质和重油转化能力可实现较好的提高。 2.2.2 降低焦炭和干气产率的催化裂化技术（MIP-DCR）降低焦炭和干气产率，一般主要采取降低再生催化剂温度、降低油和催化剂接触温差、提高原料预热温度等措施，减小烃类按质子化热裂化和裂化反应的比例，从而形成MIP-DCR技术。实际运用过程中，对提升管预提升段进行改造，形成催化剂预提升混合器，然后分别引温度较高热的和温度较低冷的再生催我国催化裂化工艺技术研究现状及发展趋势李鹏哲陕西延长石油集团（集团）有限责任公司油田气化工科技公司 陕西 延安 717114摘要：本文主要从反应器和反应机理两方面，调研了分析了提升管、下行式以及复合反应器，指出了以生产化工原料、清洁燃料为目的的催化裂化技术和加工劣质原料的催化裂化技术。关键词：催化裂化 工艺技术 反应机理 反应器Research Status and Development Trend of Catalytic Cracking Process Technology in ChinaLi PengzheShanxi Yanchang Petroleum Group （Group） Co.，Ltd. Yan'an 717114，ChinaAbstract：This paper mainly studies the technical progress from the two aspects of reactor and reaction mechanism. The riser，downflow and composite reactors are analyzed，and the catalytic cracking technology for the production of chemical raw materials and clean fuels，and catalytic cracking technology for processing inferior materials are analysed.Keywords：Catalytic cracking；Process technology；Reaction mechanism；Reactor

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图2 专用工具组成及使用示意图该专用工具由卡块、楔形螺母、丝杆、挡板、螺母和弹簧组成，如图2所示。卡块由2块组成，由整体车削后，再冲从中间铣去一部分加工而成。卡块外圆半径与凸缘半径根据各尺寸的阀座及环槽确定，在使用时使得卡块凸缘能与阀座环槽很好地贴合。楔形螺母的斜面与卡块配合，其作用是当丝杆拉动楔形螺母时，由于斜面的作用，楔形螺母一方面带着阀座一起轴向移动，同时使卡块径向紧紧卡在阀座的环槽内，不至脱落滑出。丝杆、挡板和螺帽用于施加拉力。两卡块之间平行安放两个螺旋弹簧，其作用是在安放卡块时，使卡块保持径向贴合在阀座的环槽内，以方便楔形螺母和丝杆的安装。4 专用工具的应用拆卸阀座时，首先将2个螺旋弹簧放入卡块弹簧座孔内，再将两卡块拼压在一起。然后将它们一起装入平板阀法兰通径口内，注意卡块的安装方向。由于弹簧的作用，两卡块会始终贴在通径内壁上。此时，用与平板阀通径略小的圆管或圆棒把卡块平稳地往阀座处推送，当卡块凸缘到达阀座环槽位置时，在弹簧的作用下，卡块的凸缘便进入环槽内。最后装入楔形螺母和丝杆，以及挡板和螺帽。装好后，用扳手逐渐旋紧螺帽。由于卡块凸缘已卡在阀座环槽位置，在丝杆拉紧楔形螺母时，楔形螺母一方面带动阀座一起轴向移动，一方面把卡块死死压在阀座环槽内。由于楔形作用，拉力越大，卡块压得越紧。即使该环槽已严重腐蚀，不是规则的矩形环槽，也能保证卡块不会从阀座中滑出，从而保证了拆卸的可靠性。阀座的安装与拆卸时一样，只是工具安装方向相反而已。与此同时，该专用工具也可以方便阀板的安装。由于阀座安装好后，在波形弹簧的作用下，使得两阀座之间的间距小于阀板的厚度，因而使得阀板的安装也有很大的困难。可以同时使用2个专用工具，使阀板安装变得容易。首先，左右阀座分别使用一套专用工具来安装。在左右阀座安装好后，先不拆下专用工具，继续旋紧螺帽，使阀座紧压波形弹簧，从而增加左右阀座之间的间距，这样便可以轻松装入阀板。当阀板处于开位时，便可分别拆下专用工具。5 结束语通过对平板阀阀座结构和特点的分析，设计了相应的专用拆装工具。此工具结构简单，操作方便，使用可靠，且成本低廉。该工具已在检修保养工作中大量使用，取得了很好的效果。它大大地方便了平板阀的检修保养工作，提高了工作效率。同时，只需设计加工不同尺寸的卡块，该工具同样适用于其他类似结构的拆装工作。例如防喷器侧门内的支撑密封套在使用该工具后，不仅方便了拆装，而且避免了在拆装过程中因敲击而引起的铜套变形，从而提高了装配质量。因此，该工具的适用范围非常广泛。作者简介王赖民（1975-），硕士，工程师，研究方向：设备维修管理。化剂进入预提升混合器，然后进行混合；此外，通过对原料油预热温度进行提高，大幅度降低原料油和催化剂的接触温差。2.2.3 增产丙烯并生产清洁汽油组分得的催化裂化技术（MIP-CGP）通过对烃类催化裂化正碳离子的反应机理深入认识，提出可控重油裂化反应的理念，建立了MIP-CGP技术。该技术反应系统为串联变径双反应器，提供双分子裂化反应、重油单分子裂化反应的反应场所，设计出不同反应区内和相适应烃类反应的工艺条件，采用专用催化剂，可选择性的转化烃类生成丙烯及富含异构烷烃汽油。2.3 加工劣质原料的催化裂化技术2.3.1 集成选择性催化裂化（IHCC）和选择性催化蜡油加氢工艺技术（FGO）传统的催化裂化反应，主要通过提高转化率以增加液体产品产率，根据劣质原料性质，RIPP改变了这种惯性思维。通过强化加氢处理技术和催化裂化技术，从原料油分子结构上，提出了IHCC和FGO，使得产品选择性最优，液体产品产率大大提高，并降低了干气和焦炭产率。2.3.2 重油催化裂化和渣油加氢处理结合技术（RICP）通过对催化裂化和重油加氢反应进行详细分析，寻找改变循环方式方法，研究了沥青质转化、稠环芳烃加氢等关键问题，建立了RICP。其主要创新点是通过重循环油进入重油加氢装置，对重油原料和含有高芳香性的重柴油进行混合后加氢，阻止高芳香性大分子发生自身热聚合，克服了催化裂化组合工艺和传统重油加氢工艺存在的难题。参考文献[1] 赵文斌，朱丽云，苏楷然，等.催化裂化反应器研究进展[J].石油化工设备，2016，45（5）：34-39.[2] 许友好.我国催化裂化工艺技术进展[J].中国科学：化学，2014，（1）：13-24.

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