第五節(jié)渣油催化裂化12/10/20241煉油工藝學(xué)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(zhì)含量較多，而芳烴和瀝青質(zhì)則較少，具體反映在H/C較高，殘?zhí)恐递^低，有利于提高輕質(zhì)油收率，降低焦炭產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量12/10/20242煉油工藝學(xué)一、渣油催化裂化的主要技術(shù)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(huán)芳烴含量高，殘?zhí)己扛摺⒛z質(zhì)和瀝青質(zhì)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(gè)汽-液-固三相催化反應(yīng)過程⑤作為微孔孔經(jīng)只有8～9埃的分子篩來說，渣油中所含有的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子團(tuán)(25～300埃)是不可能進(jìn)入分子篩催化劑的內(nèi)表面進(jìn)行催化裂化反應(yīng)的，需要在催化劑載體上預(yù)裂化12/10/20243煉油工藝學(xué)渣油和瓦斯油組成對比大慶勝利減壓瓦斯油殘?zhí)恐担瑆%0.230.29含鎳量，ppm<0.020.2～0.4常壓重油殘?zhí)恐担瑆%4.78.5含鎳量，ppm4.839.212/10/20244煉油工藝學(xué)2.以重油為裂化原料時(shí)會遇到以下技術(shù)困難

①焦炭產(chǎn)率高原因是：a.重油的H/C比較低，含稠環(huán)芳烴多，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高；b.原料在反應(yīng)器中只能部分汽化，有相當(dāng)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(fù)荷大b.焦炭產(chǎn)率過高，會大大破壞裝置的熱平衡c.裝置能耗增大。技術(shù)關(guān)鍵之一：減少生焦，提高再生效率12/10/20245煉油工藝學(xué)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(chǎn)率高，輕油收率下降；b.氫氣產(chǎn)率上升，干氣密度下降；c.產(chǎn)品中含S、N量高

技術(shù)關(guān)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12/10/20246煉油工藝學(xué)③產(chǎn)品質(zhì)量差安定性和腐蝕性④減壓渣油的沸點(diǎn)高，有相當(dāng)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(jìn)入催化劑的微孔⑥污染環(huán)境如何提高產(chǎn)品質(zhì)量提高進(jìn)料溫度和霧化狀況至關(guān)重要技術(shù)關(guān)鍵之三：開發(fā)研制合適的渣油裂化催化劑12/10/20247煉油工藝學(xué)二、重油催化裂化技術(shù)的進(jìn)展

1．重油裂化催化劑的開發(fā)

面臨的挑戰(zhàn)：①金屬量(Ni、V)的增加；②高積炭導(dǎo)致高再生溫度；③高沸點(diǎn)大分子組分的轉(zhuǎn)化；④大量增加的NOX、SOX對環(huán)境造成的污染12/10/20248煉油工藝學(xué)對重油裂化催化劑應(yīng)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(wěn)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12/10/20249煉油工藝學(xué)

降低分子篩內(nèi)擴(kuò)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(dān)體和分子篩聯(lián)合使用12/10/202410煉油工藝學(xué)

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(wěn)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(wěn)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(fā)展了有硫轉(zhuǎn)移作用的催化劑

12/10/202411煉油工藝學(xué)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(chǎn)率

12/10/202412煉油工藝學(xué)3．工藝技術(shù)（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(jìn)的催化劑（3）采用新的設(shè)計(jì)思路（噴嘴、汽提段等）；（4）采用兩段裂化技術(shù)（5）還有強(qiáng)化再生效率的技術(shù)，再生器內(nèi)取熱和外取熱技術(shù)等12/10/202413煉油工藝學(xué)4．重油催化裂化(RFCC)操作的主要技術(shù)措施

(1).快速終止二次反應(yīng)的技術(shù)

(2).原料高度霧化技術(shù)（3）提升管反應(yīng)器采用高溫短停留時(shí)間操作

(4).采用新型高效的旋風(fēng)分離器(5).氣體預(yù)提升技術(shù)

（6）采用小回?zé)挶取⑼馑τ蜐{操作，降低焦炭產(chǎn)率(7).強(qiáng)化再生過程。比如用帶預(yù)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12/10/202414煉油工藝學(xué)小結(jié)催化裂化裝置的原料：重質(zhì)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(chǎn)品特點(diǎn)：氣體、汽油、柴油、焦炭催化裂化的主要反應(yīng)（分解、氫轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、脫氫縮合等）、石油餾分催化裂化反應(yīng)的特點(diǎn)（2條）影響催化裂化反應(yīng)速度的主要因素：原料性質(zhì)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)時(shí)間、回?zé)挶取⒋呋瘎┗钚院蛣┯捅鹊?2/10/202415煉油工藝學(xué)小結(jié)催化裂化裝置的工藝流程包括反應(yīng)再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)和再生煙氣的能量回收系統(tǒng)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(tǒng)正常操作的技術(shù)關(guān)鍵幾個(gè)基本概念：單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率、劑油比、空速、回?zé)挶取⒉亓俊⑼Ａ魰r(shí)間等12/10/202416煉油工藝學(xué)小結(jié)催化裂化分餾塔的特點(diǎn)：進(jìn)料是帶有催化劑粉塵的過熱油氣，分餾塔底部設(shè)有脫過熱段。全塔剩余熱量較多，一般設(shè)有多個(gè)循環(huán)回流（頂循環(huán)回流、一中循環(huán)回流、二中循環(huán)回流和塔底油漿循環(huán)回流）。塔頂回流采用循環(huán)回流而不用冷回流。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)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(wěn)定汽油。12/10/202417煉油工藝學(xué)小結(jié)催化裂化的催化劑：