劉晨文獻綜述草稿 - 副本

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1、文獻綜述1.前言催化裂化工藝是石油煉制過程中通過重質(zhì)油得到輕質(zhì)油的重要工藝過程，是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹狻⑵秃筒裼偷鹊倪^程。原料采用原油蒸餾（或其他石油煉制過程）所得的重質(zhì)餾分油;或重質(zhì)餾分油中混入少量渣油,經(jīng)溶劑脫瀝青后的脫瀝青渣油；或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應過程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上，縮合為焦炭，使催化劑活性下降，需要用空氣燒去（見催化劑再生），以恢復催化活性，并提供裂化反應所需熱量。主要產(chǎn)品汽油辛烷值高，安定性好，裂化氣（一種煉廠氣）含丙烯、丁烯、異構(gòu)烴多。催化裂化技術(shù)由法國E.J.胡德利研究成功，于193

2、6年由美國索康尼真空油公司和太陽石油公司合作實現(xiàn)工業(yè)化，當時采用固定床反應器，反應和催化劑再生交替進行。由于高壓縮比的汽油發(fā)動機需要較高辛烷值汽油，催化裂化向移動床（反應和催化劑再生在移動床反應器中進行）和流化床（反應和催化劑再生在流化床反應器中進行）兩個方向發(fā)展。移動床催化裂化因設備復雜逐漸被淘汰；流化床催化裂化設備較簡單、處理能力大、較易操作，得到較大發(fā)展。60年代，出現(xiàn)分子篩催化劑，因其活性高，裂化反應改在一個管式反應器（提升管反應器）中進行，稱為提升管催化裂化。在中國1958年在蘭州建成移動床催化裂化裝置，1965年在撫順建成流化床催化裂化裝置，1974年在玉

3、門建成提升管催化裂化裝置。1984年，中國催化裂化裝置共39套，占原油加工能力23％。自1965年我國第一套流化催化裝置在撫順石油二廠建成投產(chǎn)以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，催化裂化及相關的工藝技術(shù)、催化劑制造、設備制造、生產(chǎn)管理等各個方面均取得了長足的進步。[1]近年來隨著原油重質(zhì)化以及對輕質(zhì)汽油的需求量日益增加，重油催化裂化逐漸成為催化裂化的主攻方向。已經(jīng)有一些工藝，設備逐漸發(fā)展成熟并應用于工業(yè)生產(chǎn)。2.重油催化裂化工藝及其工業(yè)應用2.1兩段提升管催化裂化工藝及其工業(yè)應用在常規(guī)提升管反應系統(tǒng)中,油氣和催化劑沿提升管上行,邊流動邊反應,在反應過程中不斷有焦炭沉積在催化劑表面

4、上,使催化劑的活性及選擇性急劇下降。研究表明,在反應進行1s左右之后,催化劑的活性下降了50%左右。因此,在提升管反應器的后半段,是在催化劑性能比較惡劣的條件下進行轉(zhuǎn)化反應的,另外,催化原料油和初始反應中間產(chǎn)物的反應性能各不相同,而現(xiàn)有提升管應器都讓其經(jīng)歷同樣的反應條件,這些對改善產(chǎn)品分布是非常不利的。針對提升反應器的這些弊端,張建芳、山紅紅等提出了新的兩段提升管催化裂化工藝,采用兩段提升管反應器串聯(lián),構(gòu)成兩段提升管催化裂化反應系統(tǒng)。工業(yè)試驗初步結(jié)果表明,采用兩段提升管催化裂化技術(shù),可大幅度提高原料轉(zhuǎn)化深度,同比加工能力增加20%~30%;顯著改善產(chǎn)品分布,輕質(zhì)產(chǎn)品收

5、率提高2%~3%;干氣和焦炭產(chǎn)率大大降低。此外,產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高,汽油烯烴體積分數(shù)降到35%以下,硫含量顯著降低,誘導期增加;柴油密度減小,硫含量下降,十六烷值提高。錦西石化分公司大膽地采用了雙提升管的新技術(shù),并委托華東設計院對錦西石化分公司的催化裝置進行了改造設計。裝置2003年10月份進行了改造,改造后的生產(chǎn)操作更加靈活,同時擴大了加工能力和摻煉渣油的能力,提高了輕油收率和柴油收率,降低了汽油中的烯烴含量,效果明顯。[2]2.2多產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的催化裂化工藝以乙烯、丙烯為代表的輕質(zhì)烯烴,是石油化工的基本原料。隨著全球?qū)κ突瘜W品需求快速增長,國內(nèi)外先后開發(fā)了許多以多產(chǎn)

6、輕質(zhì)烯烴為目的的FCC工藝家族技術(shù),這樣FCC不僅能生產(chǎn)高質(zhì)量的汽油,而且還能生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴,為石油化工提供原料。[3]2.3催化裂化汽油改質(zhì)降烯烴工藝及工業(yè)應用為了環(huán)保需要,我國在2000年7月推出了汽油新標準,要求汽油中的烯烴體積分數(shù)小于35%及辛烷值(研究法)不小于90。然而,目前我國車用汽油87%來自催化裂化(FCC),并且FCC汽油烯烴體積含量一般高達40%~60%,遠高于35%的汽油標準。因此,降低FCC汽油中的烯烴含量成為我國煉油工業(yè)的非常迫切的任務。圍繞這一任務,近年來國內(nèi)成功地開發(fā)出MGD、FDFCC、MIP汽油輔助提升管降烯烴等催化裂化改質(zhì)降烯烴新工

7、藝,取得較好的工業(yè)效果。[4]2.4FDFCC-Ⅲ催化裂化工藝的工業(yè)應用中國石油化工股份有限公司濟南分公司采用中國石化集團洛陽石油化工工程公司開發(fā)的FDFCC-Ⅲ靈活多效催化裂化工藝對第一套重油催化裂化裝置進行了改造。工業(yè)應用結(jié)果表明,第一套重油催化裂化裝置采用新工藝后,全廠兩套重油催化裂化裝置的汽油產(chǎn)品質(zhì)量均得到了升級,汽油的烯烴和硫含量大幅度下降,辛烷值增加,誘導期延長。同時產(chǎn)物分布得到明顯改善,總液體收率增加,丙烯質(zhì)量產(chǎn)率達到10.38%,柴油產(chǎn)率高,柴油品質(zhì)好。[5]3.重油催化裂化催化劑的創(chuàng)新與工業(yè)應用當然催化裂化新技術(shù)新工藝的發(fā)展離不開催