第五節渣油催化裂化2024/3/41煉油工藝學我國以常壓重油為裂化原料具有以下有利條件

①我國常壓重油飽和烴含量高，膠質含量較多，而芳烴和瀝青質則較少，具體反映在H/C較高，殘炭值較低，有利于提高輕質油收率，降低焦炭產率；②重金屬如鎳和釩的含量較低，特別是釩含量很少，有利于減輕催化劑的污染；③硫含量較低，有利于提高產品質量2024/3/42煉油工藝學一、渣油催化裂化的主要技術困難1．原料與瓦斯油的差異①重油不僅分子量大，而且芳烴、尤其是稠環芳烴含量高，殘碳含量高、膠質和瀝青質含量高；②Ni、V、Fe、Cu等重金屬含量高；③重油中含S、N的化合物較多；④餾程變重，粘度大，原料的汽化性能下降，因此渣油催化裂化是一個汽-液-固三相催化反應過程⑤作為微孔孔經只有8～9埃的分子篩來說，渣油中所含有的膠質、瀝青質分子團(25～300埃)是不可能進入分子篩催化劑的內表面進行催化裂化反應的，需要在催化劑載體上預裂化2024/3/43煉油工藝學渣油和瓦斯油組成對比大慶勝利減壓瓦斯油殘炭值，w%0.230.29含鎳量，ppm<0.020.2～0.4常壓重油殘炭值，w%4.78.5含鎳量，ppm4.839.22024/3/44煉油工藝學2.以重油為裂化原料時會遇到以下技術困難

①焦炭產率高原因是：a.重油的H/C比較低，含稠環芳烴多，膠質瀝青質含量高；b.原料在反應器中只能部分汽化，有相當一部分不能汽化,以液相吸附在催化劑上

b.重金屬污染催化劑。引起一系列的問題，主要有：a.再生器燒焦負荷大b.焦炭產率過高，會大大破壞裝置的熱平衡c.裝置能耗增大。技術關鍵之一：減少生焦，提高再生效率2024/3/45煉油工藝學②金屬污染催化劑鈉：具有堿性；與釩形成共熔體鎳：脫氫催化劑釩：脫氫作用；破壞催化劑的基體金屬污染催化劑的后果：a.焦炭產率高，輕油收率下降；b.氫氣產率上升，干氣密度下降；c.產品中含S、N量高

技術關鍵之二：控制金屬對催化劑的污染和提高催化劑本身的抗污染能力2024/3/46煉油工藝學③產品質量差安定性和腐蝕性④減壓渣油的沸點高，有相當大的一部分難于汽化⑤催化劑孔徑為0.8～1.0nm,渣油大分子難于進入催化劑的微孔⑥污染環境如何提高產品質量提高進料溫度和霧化狀況至關重要技術關鍵之三：開發研制合適的渣油裂化催化劑2024/3/47煉油工藝學二、重油催化裂化技術的進展

1．重油裂化催化劑的開發

面臨的挑戰：①金屬量(Ni、V)的增加；②高積炭導致高再生溫度；③高沸點大分子組分的轉化；④大量增加的NOX、SOX對環境造成的污染2024/3/48煉油工藝學對重油裂化催化劑應有如下幾條要求：①能抵制金屬毒物Ni、V等；②高溫再生溫度下的水熱穩定性好；③高金屬含量條件下，選擇性好；④對大分子組分有高的裂化活性；⑤成本要低2024/3/49煉油工藝學

降低分子篩內擴散限制，提高大分子組分裂化活性的措施:①減小催化劑顆粒直徑，增加外表面積②將具有一定活性的大孔徑擔體和分子篩聯合使用2024/3/410煉油工藝學

對重油裂化的抗金屬污染催化劑，具有下列共同特征:①微孔孔徑大，孔體積和比表面積小。②水熱穩定性好，催化劑中分子篩含量較高，而且有些還用了H-Y型超穩分子篩。③有些牌號的催化劑含有1～2%的TiO2，但它們所起的作用尚不十分清楚。④針對硫含量高發展了有硫轉移作用的催化劑

2024/3/411煉油工藝學2．金屬鈍化劑

主要有銻、硼、錫、鉍、銦等元素的化合物，但銻的毒性很大使用金屬鈍化劑可以降低焦炭產率

2024/3/412煉油工藝學3．工藝技術（1）組合工藝（2）與減壓瓦斯油催化裂化工藝相似，主要使用改進的催化劑（3）采用新的設計思路（噴嘴、汽提段等）；（4）采用兩段裂化技術（5）還有強化再生效率的技術，再生器內取熱和外取熱技術等2024/3/413煉油工藝學4．重油催化裂化(RFCC)操作的主要技術措施

(1).快速終止二次反應的技術

(2).原料高度霧化技術（3）提升管反應器采用高溫短停留時間操作

(4).采用新型高效的旋風分離器(5).氣體預提升技術

（6）采用小回煉比、外甩油漿操作，降低焦炭產率(7).強化再生過程。比如用帶預混管的燒焦罐式再生器（8）采用金屬鈍化劑，擬制重金屬對催化劑的污染2024/3/414煉油工藝學小結催化裂化裝置的原料：重質餾分油，主要是直餾減壓餾分油，焦化重餾分油；還有減壓渣油、脫瀝青的減壓渣油、加氫處理重油等催化裂化的產品特點：氣體、汽油、柴油、焦炭催化裂化的主要反應（分解、氫轉移、異構化、芳構化、脫氫縮合等）、石油餾分催化裂化反應的特點（2條）影響催化裂化反應速度的主要因素：原料性質、反應溫度、反應壓力、反應時間、回煉比、催化劑活性和劑油比等2024/3/415煉油工藝學小結催化裂化裝置的工藝流程包括反應再生系統、分餾系統、吸收穩定系統和再生煙氣的能量回收系統提升管催化裂化裝置的類型：高低并列式、同軸式、同高并列式。

反再流程、保證反再系統正常操作的技術關鍵幾個基本概念：單程轉化率和總轉化率、劑油比、空速、回煉比、藏量、停留時間等2024/3/416煉油工藝學小結催化裂化分餾塔的特點：進料是帶有催化劑粉塵的過熱油氣，分餾塔底部設有脫過熱段。全塔剩余熱量較多，一般設有多個循環回流（頂循環回流、一中循環回流、二中循環回流和塔底油漿循環回流）。塔頂回流采用循環回流而不用冷回流。吸收穩定系統的作用：利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣（≤C2）、液化氣（C3、C4）和蒸汽壓合格的穩定汽油。2024/3/417煉油工藝學小結