李通(中海煉化惠州煉化分公司煉油一部, 廣東 惠州 516086)

催化裂化影響因素和發(fā)展方向探討

李通(中海煉化惠州煉化分公司煉油一部, 廣東 惠州 516086)

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)煉油企業(yè)都采用了催化裂化技術(shù)，這樣可以很大程度提高石油的利用率。但我國在使用這項技術(shù)時起步較晚，與發(fā)達國家相比較，還存在很大差距，因此要不斷完善和深化該項技術(shù)，從而提高企業(yè)的綜合競爭力，促進我國石油化工產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

石油加工；影響因素；催化裂化技術(shù)

近些年來，伴隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石油催化裂化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)大多數(shù)煉油企業(yè)均有催化裂化裝置建成投產(chǎn)。但是，在多年的生產(chǎn)運行過程中，這項技術(shù)也受到了很多因素的影響，例如：催化劑活性、反應(yīng)溫度、原油性質(zhì)等，所以一定要合理的應(yīng)用催化裂化技術(shù)，才能確保裝置運行的效率得到提升。

1 石油加工中催化裂化反應(yīng)的影響因素

(1)催化劑活性 首先，影響催化裂化反應(yīng)的首要因素在于催化劑的活性不同。在石油加工過程中加入催化劑，主要作用就是為了提高反應(yīng)速率，使原料油轉(zhuǎn)變成目的產(chǎn)品。但是催化劑活性越高，轉(zhuǎn)化率越高，隨著轉(zhuǎn)化率的提高，會產(chǎn)生大量的氣體和焦炭，影響裝置的平穩(wěn)操作。因此，在使用催化劑時，需要根據(jù)實際情況來選擇活性適中的催化劑，從而確保更好的將原料油轉(zhuǎn)變成目的產(chǎn)品。同時，保證轉(zhuǎn)變過程的安全性。

(2)反應(yīng)溫度 其次，催化裂化反應(yīng)還會受到反應(yīng)溫度的影響。在反應(yīng)過程中，雖然原料油會受到催化劑的影響而進行進一步的催化裂化反應(yīng)，但是隨著時間的推移，熱裂化反應(yīng)的速度提高的比催化裂化反應(yīng)快，當(dāng)反應(yīng)溫度很高時，主要所發(fā)生的是熱裂化反應(yīng)，這會對催化裂化產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生不同程序的影響。在這一過程中，在轉(zhuǎn)化率不變的情況下，如果溫度越高，那么汽油的產(chǎn)率就會出現(xiàn)下滑的趨勢，焦炭的產(chǎn)率也會降低，只有氣體的產(chǎn)率會得到相應(yīng)的增加。因此，只有充分掌握溫度變化對催化裂化反應(yīng)產(chǎn)生的影響，才能有效的利用這一變化應(yīng)用在實際生產(chǎn)之中。

(3)原油性質(zhì) 不同的原油對催化裂化反應(yīng)具有不同的影響。原油按特性因數(shù)(K值)分類法可分為石蠟基原油(K＞12.1)、中間基原油(11.5＜K＜12.1)、環(huán)烷基原油(10.5＜K＜11.5)。不同類別的原油裂化的難易程度不同，由此可見，催化裂化技術(shù)的發(fā)展還會受到原油性質(zhì)的影響。同時，各家煉油企業(yè)目前基本都采取多種原油摻煉的“套餐”模式，這對于催化裂化技術(shù)的應(yīng)用也會產(chǎn)生不利的影響。因為原油的差異性越大，越難裂化。因此，只有對原油性質(zhì)具有充分的認(rèn)識，才能采取有效的手段突破石油加工的技術(shù)難點。

2 石油加工中催化裂化技術(shù)的應(yīng)用分析

(1)移動床催化裂化 該技術(shù)的反應(yīng)和再生是分別在反應(yīng)器和再生器內(nèi)進行的。原料油與催化劑同時進入反應(yīng)器的頂部，它們互相接觸，一面進行反應(yīng)，一面向下移動。當(dāng)它們移動至反應(yīng)器的下部時，催化劑表面上已沉積了一定量的焦炭，于是油氣從反應(yīng)器的中下部導(dǎo)出而催化劑則從底部下來，再由氣升管用空氣提升至再生器的頂部，然后，在再生器內(nèi)向下移動的過程中進行再生。再生過的催化劑經(jīng)另一根氣升管又提升至反應(yīng)器。由于催化劑在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán)，起到熱載體的作用，因此，移動床內(nèi)可以不設(shè)加熱管。

(2)流化床催化裂化 該技術(shù)和移動床較為相似，也是反應(yīng)器和再生器這兩個設(shè)備分別完成催化裂化的反應(yīng)和再生的，不同的是，該技術(shù)不再通過催化劑來完成熱量的傳遞，而是在反應(yīng)器與再生器當(dāng)中的催化劑和空氣結(jié)合形成一種流化形態(tài)，整個過程為了形成流化，催化劑往往要制作成直徑是50mm左右的微球，因為整個過程兩個容器內(nèi)的溫度分布較為均勻，加之所用的催化劑量很大，可攜帶大量的熱，使得兩個容器內(nèi)溫度變化幅度大大降低，因此與移動床相比，其不再需要架設(shè)取熱管，設(shè)備結(jié)構(gòu)相比移動床更加簡化了。

(3) MIP工藝 該技術(shù)的設(shè)計思想是既保留提升管反應(yīng)器具有高反應(yīng)強度的特點，同時又能夠進行某些二次反應(yīng)以多產(chǎn)異構(gòu)烷烴和芳烴。因此MIP工藝提出了兩個反應(yīng)區(qū)的概念，即熱原料與熱催化劑在提升管下部接觸，然后進入第一反應(yīng)區(qū)，經(jīng)高溫和短時間接觸后，進入第二反應(yīng)區(qū)(一個擴徑的提升管反應(yīng)器)，在較低的溫度和較長的油氣停留時間下油氣繼續(xù)反應(yīng)。第一反應(yīng)區(qū)以一次裂化反應(yīng)為主，采用較高的反應(yīng)苛刻度，即較高的反應(yīng)溫度和較大的劑油比，裂解較重的原料油并生產(chǎn)較多的烯烴；第二反應(yīng)區(qū)主要增加氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)，采用較低的反應(yīng)溫度和較長的反應(yīng)時間，從而使汽油中的異構(gòu)烷烴和芳烴含量增加。

3 石油加工中催化裂化技術(shù)的發(fā)展方向

①重質(zhì)原油的加工。過去的催化裂化技術(shù)所用原料大多為減壓餾分油，但由于原油價格的不斷上漲及輕質(zhì)油需求的增加，通過催化裂化技術(shù)加工重質(zhì)油已經(jīng)成為了一個必然趨勢，并且怎樣將重質(zhì)原油加工中焦炭產(chǎn)率高的問題解決也是未來催化裂化技術(shù)的一個重要發(fā)展趨勢。②減少能耗。對于石油加工中的催化裂化技術(shù)而言，降低能耗一直都是重中之重，未來發(fā)展中，也是需要特別加強的環(huán)節(jié)。只有有效的降低能耗，才能將催化裂化技術(shù)發(fā)揮到最佳。③解決污染。催化裂化生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生粉塵、二氧化硫、氮氧化物等污染。隨著環(huán)境友好型社會的發(fā)展，如何有效解決這些污染問題成為各家煉油企業(yè)必須思考的問題。

4 結(jié)語

石油是不可再生的資源，如何合理的開采，高效的煉制，是石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之匙，催化裂化技術(shù)正是在這一背景下產(chǎn)生的。在今后的石油加工過程中，還應(yīng)對催化裂化技術(shù)進行不斷的完善，攻克技術(shù)難點，不斷創(chuàng)新，從而促進石油化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]李金云，張雨.催化裂化油漿利用技術(shù)的研究[J].安徽化工，2010，(1).

[2]馬秉騫.煉油設(shè)備基礎(chǔ)知識[M].中國石化出版社，2013：177-209.