催化裂化工艺技术发展

论催化裂化工艺技术发展

【摘要】本文系统阐述了催化裂化技术面临的困境难题、分析了催化裂化工艺技术发展的特点和技术应用，展望了我国催化裂化技术的发展前景。

【关键词】汽油原料催化裂化柴油技术应用

炼油工业的不断发展，使得催化裂化工艺技术日渐成为石油行业深度加工的重要手段。催化裂化技术即fcc技术是炼油行业获得经济效益、改善瓦斯油和渣油、将重质油轻质化产生柴油、汽油和液化气的核心技术。高转化率和优质的产油技术使得催化裂化技术工艺在近半个世纪以来取得了规模化发展和长足进步。目前环境保护和经济市场对丙烯的需求日益增长。我国的石油资源中以原油为主，轻质油比重偏低，所以炼油工业必须走深度加工的路线。近年来催化裂化产油量不断上升并在世界处于优先地位，国产催化剂在减少焦炭、取出多余热量、渣油裂化能力和抗金属污染能力已超过国际水平并在催化剂再生和能量回收方面取得长足进步。

1 催化裂化（fcc）技术面临的难题

催化裂化是炼油厂的核心加工装置，在实际运用中面临着多种困境和挑战。愈来愈严峻的环境标准和日益升级的汽油规格对烯烃和硫含量、烟气排放量的控制标准也越来越严格。同时燃料市场对产品的需求比例也发生了变化。比如说，柴油的需求量越来越大，柴油化趋势日渐明显。催化裂化装置和催化裂化技术如何应对一系列挑战，既充分考虑费用问题又保证环境保护质量成为fcc技术工艺

发展首先面临和亟待解决的关键。简而言之，fcc技术工艺面临以下四大难题。第一、催化裂化装置能源消耗高。第二、催化剂发展水平低下。第三、催化裂化单套平均能力低下、第四、催化裂化装置周期较短。作为炼油行业和石油化工业取得经济效益的重要手段，尽管催化裂化技术已经取得了显著地成果，但仍然是改善重瓦斯油和渣油的核心关键技术，面对日益严重的环境破坏和低迷不振的石油市场，要想缩小与国外先进技术的差距、在国际市场中参与竞争和角逐，必须正视新的挑战，不断开发与催化裂化相配套的新兴技术。

2 催化裂化（fcc）技术的发展特点和技术应用

在日渐严厉的环保标准下，催化裂化技术已从简单的解决单一的汽油、柴油、液化气等问题向解决综合性问题过度。目前催化裂化技术已成功开发了掺炼渣油渣油催化裂化技术即rfcc和包括多产低碳烯烃的dcc技术、多产异构烯烃的md技术、大量生产汽油液化气的mgg技术在内的催化裂化家族技术。

2.1 渣油催化裂化技术

渣油催化裂化技术是一项加工大庆减压渣油的催化裂化新工艺，是由中国石化集团石油化工科学研究院和北京设计院以及北京燕山石化公司共同研制开发的。渣油催化裂化技术包括以下五大技术成果。第一、高粘度原料减黏雾化技术。第二、短接触反应抑制过裂化和结焦技术。第三、渣油催化裂化专用催化剂技术。第四、无返混床剂油接触实现热击汽化及高重油转化技术。第五、反映再生

温差和再生剂温度协调控制技术。在20世纪80年代世界上尚无生产渣油催化裂化技术的能力，而到了90年代以后，生产渣油裂化催化技术的能力势头正上、有增无减，尤其以亚太地区为中心生产渣油催化裂化技术的能力非常火爆，除了美国路易斯安那州的narco炼油厂之外，其他的渣油裂化催化装置都设置在新加坡、中国、日本、韩国等亚太地区。据相关部门估计，未来时间内，催化裂化装置能力和渣油催化裂化的装置能力都将出现持续的增长。我国大庆石蜡基原油的特点是含碳量少、金属含量低。所以大庆减压渣油可以直接采取催化裂化技术。此外与国际水平相比，我国渣油催化裂化的含碳量是6%，该数值低于世界水平的8%，因此说国内潜力巨大。

目前具有国外渣油催化裂化工艺的公司有uop、shell以及total 等。虽然各公司技术具有各自特点、但总体上大同小异，在解决渣油裂化催化技术上有共同之处。uop公司的rfcc工艺特点是提升管弹射式快速分离、效率高达90%、二段再生、催化剂外冷却器。shell 公司的rfcc工艺特点是原材料及催化剂高效混合系统、多段汽提、高温高效再生。total公司的rfcc工艺特点是两个再生器同轴安装、两段再生、新型高效雾化喷嘴、新型催化剂生焦量低等。目前催化裂化技术与加氢技术相结合也是一种发展方向。渣油两段改进技术主要用于生产汽油、燃油和喷气燃料，其优势在于焦炭含量少、液体产物多。第一段降低榨油的康氏残炭以及金属质含量，第二段是进行催化裂化反应。我国第一套渣油催化裂化技术装置北京燕山石

化公司炼油厂的催化裂化装置改造加工研发成的。

2.2 催化裂化家族技术

2.2.1 dcc技术

多产烯烃和高辛烷值汽油的dcc技术以vgo、vgo产渣油、vgo掺脱沥青、vgo掺焦化蜡油等重质烃为原料，在硫化催化裂化的基础上进行工艺创新和技术改革。dcc-i型工艺以多产丙烯为目的，当其采用石蜡基原料时，其产量可达23%。dcc-ii型工艺以多产异构烯烃为目的，而采用石蜡基原料时其丙烯产量可达14%。目前我国已有多套dcc技术装置已在国内投产，据说泰国也已顺利进行催化裂化装置投产与运行。2.2.2 md技术

md技术是以规模化生产异构烯烃和汽油产物的工艺技术，其主要原料是掺渣油。1995年兰州炼化总厂以实现了工业化生产。如果以石蜡基为原料时，反应时间将会大大缩短、异构烯烃的产量将高达15%摩尔比。

2.2.3 mgg技术

mgg工艺技是大量化生产高辛烷值汽油的工艺技术，其主要原料是以减压渣油、产渣油、常压渣油等为原料的大量生产富含烯烃的液态烃。其特点在于多产液态烃状态下具有高汽油产率，并且可以以常压渣油等重油作原料。由于这一技术以液化气富含烯烃、安定性能高、汽油辛烷值高等特点，现在已有多套装置投入运营。

3 我国催化裂化技术水平

我国催化裂化技术的研究开发始于60年代，经过30多年的发展

和各方配合，已取得了长足进步。我国原油资源开发必须走深加工路线，必须以多加工渣油为目标。催化裂化催化剂的研发主要实现了两大目标。第一、催化剂制造水平提高，兰州炼油化工总厂实现了催化剂生产作坊式生产向规模化生产的过度。第二、渣油催化裂化剂的开发取得了很大进展，许多新兴渣油催化裂化剂品种得以开发。我国开发的催化裂化家族技术所用的催化剂已具有世界水平。但是与国际先进水平相比我国催化裂化技术还存在一些不足。比如，催化剂性能低、催化剂生产技术不成熟、催化裂化运转水平低、汽油辛烷值不高、工艺技术及设备制造自动化水平低。所以应该强调对fcc装置进行技术升级，多生产清洁汽油，以满足市场需要。参考文献

[1] 曹军.催化裂化发展技术的现状浅析[j].时代报告（下半月），2011（10）

[2] 李凯翔.催化裂化技术发展概况[j].延安职业技术学院学报，2010（05）