我国催化裂化技术发展现状及前景

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

本文于1999209220收到。

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4015148M t a ,

其中催化裂化装置的加工能力为668137M t a ,

约占一次加工能力的1616%,居二次加工能力的首位。美国原油加工能力为821113M t a ,催化裂化能力为271M t a ,居世界第一,催化裂化占一次加工能力的比例为3310%。我国催化裂化能力达66108M t a ,约占一次加工能力的3811%,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R FCC );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M I O 技术和最大量生产汽油、液化气的M GG 技术。

211　RFCC 工艺技术

1980年世界上专门设计用于R FCC 的生产能力几乎为零,而到1996年其生产能力已达10015M t a ,约占催化裂化总能力(约650M t a )的16%,进入90年代,R FCC 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R FCC 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N arco 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R FCC 生产能力也将随之增长。21111　R FCC 原料特征

世界R FCC 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20Λg g。而国内渣油催化裂化原料的残炭一般达到6%,金属15Λg 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18152%增至43164%。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8195%,金属为7Λg 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。21112　R FCC工艺技术及硬件设备

目前世界上R FCC的主要工艺有Kellogg公司的HOC、UO P公司的RCC、S&W公司的R FCC、Shell公司的R FCC、IFP To tal公司的R2R和Exxon公司的F lex icrack ing等。各种工艺特点见表1。这些工艺虽各有特点,但在解决R FCC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

公司名称 工艺技术名称

第一套装置

地点开工日期

技术特征

UO P R FCC

挪威Catlettsburg

A sh land炼厂

198313

催化剂提升及原料油注入从提升管下部通过干气和蒸

汽,提升管弹射式快速分离、效率达95%,二段再生、催

化剂外冷却器

Shell R FCC

英国Stanlow炼厂,

95M t a

198815

原料及催化剂高效混合系统、提升管短接触,多段汽提,

高温高效再生

S&W(To tal)　R FCC

在A rdmo re炼厂

1981

两个再生器同轴安装、两段再生,新型高效雾化喷嘴,新

型U SY催化剂生焦量很低

Kellogg HOC

Ph illi p s石油公司的

Bo rger炼厂

1961

原装置为并列式,现最新设计为叠置式、有内和外催化

剂冷却器。在加工原料的残炭量>10%、(N i+V)>30

Λg g时,进行预加氢

IFP To tal R2R

1981

原料与催化剂泥流接触的下流式原料注入系统,混合温

度控制(M TC)技术,提升管末端装置(R am sho rn),待生

剂汽提,两段再生,催化剂冷却器

Exxon

F lexicrack ing

BP公司的E spana

装置

1994

提升管终止、高效分段汽提、紧接式旋风器、进料喷注系

统。1995年末改建成短接触(SCT)装置,如此装置有74

套

表2　重油FCC关键设备和工艺的改进

FCC反应器 FCC再生器 其 他

短接触时间提升管裂化

原料油分布和雾化质量的提高,雾化蒸汽的应用多点进料,急冷技术

油气快速分离(直联式旋风)

高效汽提高效再生,低藏量

低NO x排放

低过剩氧含量(CO部分燃烧)

空气分布板设计的改进

烟气能量回收

新型高通量立管

高旋风分离器

三、四级旋风分离系统

新开发的R FCC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(M SCC)工艺、下流式反应器与上流式再生器组合构型和N EXCC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