两段提升管催化裂化技术在炼油化工厂的应用研究

2023-01-16

当前时期, 虽然催化裂化工艺面临后起的加氢裂化工艺的竞争及二十世纪后期中生产质量标准越来越严峻的清洁燃料的挑战, 但其在所有工艺流程中依旧处于前沿。这主要是因为随着催化裂化技术的不断发展进步, 无论是其催化剂性能还是所用设备大型化均得到了有效的改善, 不仅减少了装置的投资, 还节约了加工成本, 实现了节能环保目的。并且, 在催化裂化技术基础上而生成的各类工艺, 使催化裂化逐渐的变为炼油--化工一体化的主体装置。

一、两段提升管催化裂化技术的基本原理

两段提升管催化裂化技术的反应系统将原有的单一提升管反应器型式与反应再生系统流程予以了摒弃, 采用经过优化的两段提升管反应器, 实现了两路循环的新反应再生系统流程。将新的催化裂化原料置于首段提升管反应器和再生催化剂相遇发生反应, 油剂混合物在沉降器中实施油剂分离, 油气进入分馏塔, 结焦催化剂通过相应的汽提后进入到再生器中进行烧焦再生;循环油 (涵盖首段提升管没有发生反应的催化裂化原料, 也就是一段重油和回炼油与油浆) 在第二段提升管反应器中和再生催化剂相遇发生反应, 油剂混合物处于沉降器内对油剂进行分离, 油气流进分馏塔, 结焦催化剂经汽提后到再生器烧焦再生。第二段提升管反应器的进料不仅可以涵盖循环油, 还可涵盖一些催化裂化汽油。两段提升管催化裂化技术的核心是催化剂接力、分段反应、短反应时间、大剂油比。当反应进入到中间、催化剂活性降低一定程度时, 立即把催化剂和反应油气分开, 需要进行反应的组分在第二段提升管与来自再生器的再生催化剂接触, 继续反应。两段提升管在不回炼汽油的情况下, 会大大增强柴油产率;如果以减少汽油烯烃和硫含量为核心进行清洁油气的生产, 那么应回炼部分粗汽油, 减少反应温度, 不断提升氢转移、异构化、烷基化等理想二次反应比例;在生产大量的液化气、丙烯过程中, 应相应的提升反应温度, 促进烷烃裂化和烯烃裂化等反应, 并且增强柴汽比、减少汽油烯烃和硫含量, 产出高辛烷值清洁汽油。此外, 两段提升管催化裂化技术能够使催化裂化过程中的催化反应进一步增强, 有效防止二次反应与热裂化反应不良情况的发生。

二、两段提升管催化裂化技术在炼油化工厂的应用

1. 研究情况

两段提升管催化裂化技术打破了原来的反应——再生系统的流程, 用两段提升管反应器取代原来的反应器, 建立了两路循环的新的反应——再生系统流程, 全面调整与改进了催化装置。两段催化是一项具有开创性的重大技术开发项目, 目前已受到广泛的关注。

中国石油大学化学化工学院催化裂化课题组作为技术开发者通过坚持不懈的努力, 进行反复的试验, 攻克一个个技术难关, 获取了一定的成效, 有效促进了两段提升管催化裂化朝着工业化方向发展;华东石油勘察设计研究院作为工程设计承担单位, 积极应对没有前人经验、设计资料不完整及在现有旧装置上改造等重重难关, 不断的勘察、准确计算, 保质保量的达到了工程设计任务目标;石大科技公司作为新技术推广应用单位, 为了实现科技兴厂的目的, 主动负责新技术应用任务。从配合设计、设备定货、施工改造建设到装置开工, 均给予了充足的资金和人力, 努力的完成任务, 使得两段提升管催化裂化技术在工业化中的应用又近了一步。

2. 应用情况

通过两段提升管催化裂化技术对其催化裂化装置进行了全面的改造, 有效增强了产品分布及其质量水平。在相同的加工原料中, 使用两段提升管催化裂化技术能够保证装置加工能力提高百分之十二左右, 并且还促进了液体收率的提升, 降低干气与焦炭带来的损失。经过改造后的装置, 实现了经济效益最大化, 进一步增强了液化石油气收率, 降低了干气收率;不管有没有进行汽油回炼, 汽油烯烃含量都会得到降低, 辛烷值不断提升;减少柴油疑点, 十六烷值会在柴油的二次裂化降低下进一步提高;装置在原料金属含量大造成明显的剂耗问题及加工成本显著增多的情况下, 依旧具有较好的经济性。有相关学者针对80万t/a两段提升管催化裂化装置实施了操作条件优化。最后得出, 原料油预热温度达到了为二百五十摄氏度, 一段提升管出口温度达到了五百一十摄氏度, 二段提升管出口温度达到了五百二十五摄氏度, 原料掺渣比在百分之三十五左右, 所产总油浆的百分之三至百分之四 (质量分数) 外排, 在回炼粗气油过程中, 主要由二段提升管油浆回炼喷嘴的上方进料, 以LV-23型FCC催化剂为主。实践操作过程中, 整个装置的液体收率达到了百分之八十一左右, 催化剂单耗达到了每吨三千克左右。

结论

综上所述可知, 两段提升管催化裂化技术在分段反应、催化接力、短反应时间、大剂油比操作下, 不仅能够使反应全程的催化作用得到大大增强, 避免产生过裂化反应, 防止了各反应组分之间的不良竞争, 而且对产物分布情况进行了全面的改善, 使装置操作更加的灵活。所以, 深入细致的研究两段提升管催化裂化技术已经成为当前的必然, 该技术在炼油化工厂中将得到广泛的应用, 市场前景良好。

摘要：两段提升管催化裂化技术主要是在中石油公司的大力支持下、炼油与销售分公司的直接领导和组织下与中国石油大学共同开发的一项重大创新性催化裂化技术。该项技术的主要作用是提高柴油收率与总液收、降低汽油烯烃含量及硫含量。笔者根据自身工作经验, 首先概述了两段提升管催化裂化技术的基本原理, 其次对两段提升管催化裂化技术在炼油化工厂的应用进行了一番分析研究。

关键词：两段提升管,催化裂化技术,炼油化工厂,应用