催化裂化炼油常见技术类型与催化剂论文
摘要：催化裂化是炼油工艺中的关键环节， 在加热条件下通过添加各种催化剂， 促使重质油发生断链脱碳裂化反应， 进而转变为汽油、柴油等轻质油和裂化气， 便可以达到石油炼制目的。经过长期发展和实践应用， 催化裂化炼油技术变得越来越成熟， 本文对应用广泛的几种催化裂化煤油技术进行了探讨。
关键词：催化裂化； 炼油； 工艺流程； 催化剂；
炼油技术水平将会直接影响石油的生产加工和油质， 而催化裂化技术在解决油质差、轻质油含量低等问题方面有着显着的应用优势， 可提高石油加工质量和能源利用率。要想加快我国石油产业发展， 提高石油炼制技术， 便需不断改进和优化催化裂化工艺。
1、催化裂化炼油工艺流程
催化裂化炼油是按碳正离子机理进行的， 重质油在催化剂作用下发生裂化、异构化和芳构化反应， 进而转变为石油等多种物质。催化裂化工艺流程主要包括原料油催化裂化、催化剂再生及产物分离， 先在480-530℃温度和0.14-0.2MPa压强环境下， 采用喷注法使炼油原料进入提升管反应器底部， 在催化剂作用下发生催化裂化反应。催化剂在反应过程中会出现结焦现象， 为保证活性， 需进行再生处理， 具体方法为将空气通入到再生器内， 催化剂表面附着的油焦， 经600-730℃高温燃烧分解为烟气， 气固分离后可实现催化剂再生。最后， 利用沉降器和旋风分离器， 将反应油气与催化剂分离， 再在分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油， 即可完成产物分离。
2、催化裂化炼油常见技术类型
2.1 移动床催化裂化技术
移动床催化裂化技术在石油炼制中的应用是比较普遍的， 分别在催化器和再生器中完成裂化反应和催化剂再生。实际操作过程中， 在反应器中同时投入炼油原料和催化剂， 两者从反应器上半部分下落时， 便会混合在一起并且发生反应。当混合物到达反应器最下方时， 已经发生过反应， 催化剂表面附着有油焦， 此时活性降低， 不利于炼油， 需要在再生器中对催化剂进行再生处理， 消除表面的油焦。催化剂再生环节， 需沿着再生器从反应器最下方导出分别在反应器和再生器中， 而催化剂会移动至再生器最上方， 再生后再次进入到反应器。为方便催化剂移动， 降低摩擦阻力， 通常制作成小球， 在反应器和再生器内不容易发生堵塞现象。同时， 催化剂在移动过程中， 可实现能量转换， 不进行加热也会产生热量， 所以移动床可不设置加热管。在我国石油加工中， 移动床催化裂化技术已得到广泛应用。
2.2 流化床催化裂化技术
流化床催化裂化技术是在移动床催化裂化技术基础上发展而来的， 可显着提高生产效率， 有着多方面优点， 是当前石油加工中所用到的主流催化裂化工艺。在实际应用过程中， 将空气、原料和催化剂一同通入反应器内， 混合后形成的物质呈硫磺状态， 然后再通过催化剂再生， 分离提取各种转化物等， 完成石油炼制。与移动床催化裂化技术相比， 该项炼油工艺所用设备简单， 发生故障的几率较低， 可避免风险问题的发生， 生产效率较高， 不仅可实现连续作业， 而且还具备同时处理大量石油催化裂化工作的能力， 技术优势显着， 有着良好的应用前景。
2.3 循环裂化床催化裂化技术
循环裂化床催化裂化技术是一种采用NEXCC催化裂化装置的炼油工艺， 与传统催化裂化装置相比， 原料和催化剂的更换都比较方便， 所用装置简单、易于操作， 有着良好的工作性能， 并且装置成本较低， 同时可提高汽油加轻质烯烃的转化率， 最高可达90%左右。生产作业时， 需在同一受压壳体内将一台反应器和一台再生器组合， 再生器在外， 反应器在内。所用旋风分离器类型为多入口旋风分离器。从催化裂化装置下方将空气、原料和催化剂通入到反应器内， 在催化剂作用下， 原料发生催化裂化反应生成轻质油和裂化气。使用后的催化剂出现烧焦现象， 进入到装置下方的再生器内进行再生， 同时对催化剂进行加热升温， 再生后的催化剂会在供氧空气的带动下上升， 最后进入到再生器最上方， 用于后续催化裂化反应。
2.4 多产异构烷烃催化裂化技术
MIP是一种多产异构烃、降低汽油烯烃含量的催化裂化工艺， 在石油炼制生产中有广泛的应用。整个反应装置分为管式反应器和流化床两部分， 生产操作时， 原料与催化剂先在管式反应器内混合， 在短时间内发生催化裂化反应， 反应温度和剂油比都是比较高的， 转化率达到预期设定值后， 在流化床上进行二次催化裂化反应。为提高催化剂密度， 一般选用设备直径较大的流化床， 为保证反应的.充分性， 延长油气停滞时间， 需降低流速， 同时催化剂会在循环部分实现再生， 完成异构化、芳构化和氢的转移反应， 如此一来， 将会提高汽油中异构烃和芳烃含量， 降低烯烃含量， 可实现较为理想的炼油效果。
3、催化裂化炼油常用催化剂
催化剂是催化裂化炼油工艺中必不可少的物质， 基于石油加工需求的不同， 所用催化剂类型也各不一样， 比较常见的有多产柴油催化剂、汽油脱硫催化剂、多产丙烯催化剂等。多产柴油催化剂主要通过改进载体表面积、孔径和端部分布， 来增强大分子裂解能力， 在催化裂化反应过程中， 会优先生成分子大小合适的烃， 在分子筛一定酸性和活性范围内， 保证与基质之间组合的最优化。脱硫催化剂最开始应用于再生烟方面， 可以消除硫的氧化物。目前的丙烯催化剂大多使用ZSM-5分子筛， 而且对ZSM-5分子筛改性之后水热稳定性及对低碳烯烃的选择性都比较优秀， 且不会对汽油的主要指标造成负面影响。
4、结语
对于石油炼制来讲， 催化裂化的重要性不言而喻， 与生产效率和油质都存在紧密联系， 同时也会对环境造成一定影响。要想完善原有生产工艺中的不足， 提高炼油技术水平， 便需要加大对催化裂化技术的研究力度， 改进生产装置和作业， 优化作业流程， 并不断开发新型催化剂， 进而实现更加理想的石油炼制效果， 使催化裂化技术更好地服务于石油生产。
参考文献
[1]张国媛。催化裂化反应工艺技术进展[J].化工管理， 2016, （9） :142.
[2]张建祥。催化裂化工艺及催化剂的技术进展[J].石化技术， 2016, （6） :33.
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