中石化讲座汇报催化反再形式汇总.

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1、催化裂化反再技术汇总 中国石化工程建设公司 二0一0年七月八日 1.概述 2.基本概念 3.原料、中间产品与产品 4.催化剂与助剂 5.反应技术 6.再生工程与技术 7.关键设备 8.检测、控制与操作 9.与催化裂化相关的工艺 10.其它汽油降烯烃工艺 11.能耗与剂耗 12.其它技术 13.装置开、停工与操作故障分析 1.概述 1）催化裂化装置的外观特征，是炼油工业最重要的二次加 工装置之一 。 2）目前均基本满负荷运行，成品油品市场旺盛，国内80%的 汽油为催化汽油。 3）满足环保要求，催化汽柴油的清洁化生产 。 4）催化裂化工艺几乎涉及所有的化工工艺过程:“三传一反” ，流化，气固输送与

2、分离，精馏，吸收，干燥，过滤，蒸发 ，热交换，机泵，压缩及膨胀 。 5）催化裂化发展趋势：原料油变重、高硫，装置大型化， 油化一体化，流化技术的拓展应用，多产汽油，节能降耗。 6)由SEI设计和改造的装置共有72套，规模从5万吨/年到470 万吨/年,近期正设计和规划的有： a)伊朗阿拉卡470万吨/年； b)安庆分公司 200万吨/年重油催化裂化装置(MIP-CGP)； c)延长集团榆林能源化工有限公司150万吨/年DCC装置； d)宁夏 260万吨/年重油催化裂化装置 e)石家庄、金山、镇海分公司220、350、600万吨/年重油催 化裂化装置； f)中原石化600万吨/年甲醇制烯烃(S-

3、MTO)装置。 2.基本概念 1）收率,转化率(1-柴油-油浆,反应掉的原料),选择性(针对某一 种产品所需的原料占反应掉的原料),轻收(LPG+汽油+柴油),液收( 汽油+柴油)。 2）剂油比,烟风比,耗风指标,炭差。 3）床层空速，烧焦强度 。 4）三大平衡： 物料平衡(包括氢、硫、氮、重金属等) 热量平衡 压力平衡 3.原料、中间产品与产品 3.1 原料 1）原料: 减压蜡油,常压渣油,减压渣油,焦化蜡油,脱沥青油,加 氢处理油(蜡油和重油)。 重质原料油的特性: 康氏残炭含量高 高镍含量 高钒含量 更大的烃分子 2）原料的特性：馏程、密度和特性因数；族组成；含氢量；残炭 ；非烃化合物：

4、硫，氮，镍、钒，钠。 3.2 中间产品 1）粗汽油，顶循环回流油，一中回流油，二中回流油 。 3.3 产品 1）汽油,轻柴油,液化气,干气,油浆等。 2）汽油： 辛烷值（RON,MON,抗爆指数） 族组成 汽油的沸程 国II 国III(2009.12.31) 硫含量 mg/l 500 150 辛烷值 （RON） - - 烯烃 %（v/v） 35 30 芳烃 %（v/v） 40 40 苯含量 %（v/v） 2.5 1.0 氧含量 %（m/m） 2.7 2.7 3）柴油： 低硫化 限制芳烃 提高十六烷值 4）气体： 干气：C3+C41-1.5v% 液化气：C20.5v%，C51v% 汽油中：C3+

5、C43m% 5）油浆： 4.催化剂与助剂 1）催化剂的重要性 2）组成 3）物化性质 4）分类 5）助剂 6）废催化剂的处置和再利用 5.反应技术 1)提升管底部预提升段 2)原料油、回炼油、油浆分点进料 3)新鲜原料分段进料技术 4)采用新型高效雾化喷嘴系统(BWJ型) 5)终止剂及急冷油技术 6)多提升管技术 7)引待生剂循环技术 油入口 喷孔 234765 蒸 汽 入 口 1、混合室 2、旋流器 3、壳 体 4、雾化室 5、锥 体 6、喷射管 7、喷头 1、混合室 2、旋流器 3、雾化室 4、锥 体 5、喷射管 6、喷 头 7)提升管出口油气与催化剂的快分技术 8)汽提段设计 a)采用高

6、效汽提挡板 b)多段汽提 c)增加预汽提段（VQS系统） 6.再生工程与技术 1)再生方案选择 a)康氏残炭5m%用单段再生 c)康氏残炭5-6m%两段再生，也可用单段再生 d)康氏残炭6-8m%单段再生+外取热器； e)康氏残炭8-10m%两段再生+外取热器 2）提高烧焦强度：温度，氧气分压 3)再生形式 a）带外循环管的烧焦罐式高效再生(共20套) b）预混合管烧焦罐高效再生(共10套) c）管式烧焦(共2套) d）后置烧焦罐式两段再生(共2套) e）高速床两段串连再生(共2套) f）并列式两段再生(共9套) g）重叠式两段再生(共14套) h）烧焦罐床层高效再生(共8套) 7.关键设备

7、1）提升管反应器 2）再生器 3）外取热器 a)催化剂循环采用下流式 b)单动滑阀控制催化剂循环量 c)控制催化剂循环量和流化风量，满足取热负荷0100%调节 d)密相床，传热系数高 e)无管板，每组管束能切除，管束采用碳钢材质 f)高机械可靠性：热膨胀及耐磨性 g)采用循环热水泵强制循环，循环热水进入各管束分布均匀 j)国内外已投用近90台,已获得中国和美国专利权 4）旋风分离器(粗旋,单级,两级,三级,四级等;卧管,立管 ,BTX大单管三旋) 5）旋流式快分VQS 6）滑阀（单动和双动） 7）辅助燃烧室 8）气压机(背压式，凝汽式) 9）塔器(分馏塔，吸收塔,稳定塔) 10）烟气能量回收机

8、组: a)烟气轮机 b)主风机(轴流式，离心式) c)蒸汽轮机 d)电动/发电机 11）余热锅炉及高温取热器 8.检测、控制与操作 1）热电偶 2）压力，压差，密度，藏量测量 3）流量 4）装置联锁控制 5）反应温度控制 6）反应压力控制 7）料位(或藏量)控制 8）再生、待生滑阀超驰控制 9）再生压力（双动滑阀控制，三分程控制） 10）机组反飞动控制 11) 气压机控制 12）稳定塔顶压力控制（“卡脖子”控制,热旁路控制） 13）流量-液位串级控制 14) 温压补偿(校正) 9.与催化裂化相关的工艺 9.1 DCC(Deep Catalytic Cracking) 1)DCC（I型） 以减压

9、蜡油、或掺炼少量渣油、加氢处理油为原料,采用CRP型催化剂 较高的反应温度（550580） 较低的压力（一般不大于90kPa） 较多的注入蒸汽量（约为进料的25m%） 较低空速（4h-1） 大剂油比（1012） 气体产物以丙烯为主，产率可从13m%23m% 汽油研究法辛烷值可达9497以上，但安定性差，需经加氢处理 分馏塔顶采用冷回流技术，增加塔顶油气分压，防止蒸汽冷凝 塔顶油气采用两级气液分离技术，防止汽油乳化 吸收塔设四个中段回流 2)DCC（II型） 可掺炼1020m%的渣油或焦化蜡油 采用CIP型催化剂 温度510530 压力可提高0.02MPa（g） 提升管注入蒸汽量1015m% 丙

10、烯收率可达到1014m% 9.2 CPP(Catalytic Pyrolysis Process ) 1)CPP工艺以重油（可掺入一定数量的减渣）或蜡油为原料，采用专门研制 的具有正碳离子反应与自由基热反应双功能的酸性分子筛催化剂（代号为 CEP），应用组合的流化催化裂化技术，在反应系统中通过催化裂化、高温热 裂解、择形催化、烯烃共聚、岐化与芳构化的综合反应途径，实现最大量生产 乙烯和丙烯的目的。 2）采用CEP催化剂。 3）与蒸汽裂解的区别。 4）工艺操作条件及特点。 5）第二反应器技术，单独回炼C4及轻石脑油。 6）收率。 7）副产品裂解汽油和裂解轻油的利用。 8）裂解气痕量烃与非烃同蒸汽

11、裂解比较。 9）油气急冷器 10) 脱气罐与高效汽提。 11) 分馏塔顶直冷技术。 12) 酸性水循环利用技术。 13) 裂解气深冷分离。 14) 中冷油吸收技术。 9.3 汽油降烯烃MIP或MIP-CGP工艺 MIP(Maximizing Iso-Paraffins ) or MIP-CGP(Maximizing Iso- Paraffins for Cleaner Gasoline and Propylene ) 1)将催化裂化反应过程分成两个反应区 。 2)第一反应区以一次裂化反应为主，采用较高的反应强度，即较高的反应温度 和较大的剂油比，裂解较重的原料油并生产较多的烯烃，反应(停留)时

12、间短。 3)第二反应区主要增加氢转移反应和异构化反应，抑制二次裂化反应，采用较 低的反应温度和较长的反应(停留)时间。 4)第二反应区需要适宜的空层空速，需外引一部分待生平衡剂循环。 5)MIP工艺较常规FCC反应热降低，两器系统过剩热量大。 6)回炼组份(回炼油+油浆)少或没有，汽油回炼量小，或不回炼汽油。 7)轻柴油密度增大，十六烷值偏低 ；油浆质量变差。 9.4 渣油加氢-重油催化裂化双向组合RICP技术 1)催化裂化工艺与渣油加氢工艺相结合。 2)10-30%的催化重循环油返至渣油加氢装置，从而改变催化进料的苛刻度，降 低生焦率。 3)采用组合工艺，有利于多产汽油，汽油收率相对于不采用

13、RICP组合工艺提高 2.05%。 4)以582.35万吨/年重油催化裂化装置为例，63.01万吨/年的重循环油在催化裂 化和渣油加氢装置之间循环，综合两套装置，采用RIPCP组合工艺，氢耗增加 0.2%，液化气+石脑油+催化汽油+柴油共增加2.97%(由两套装置贡献)，催化装 置生焦下降0.57%，油浆下降1.99%。 5)需考察的问题：催化装置是否能抽出10-30%的重循环油；重循环油对催化裂 化装置的影响。 9.5 ARGG(Atmospheric Residue Maximum Gas plus Gasoline ) 1)以常压渣油为原料，采用RAG系列催化剂，以多产液化气尤其是丙烯，

14、丁烯 和多产质量合格的高辛烷值汽油为主的工艺 2)RAG催化剂具有良好的裂化活性，液化气和汽油选择性，水热稳定性及抗金 属污染性能。 3)裂化产品是丙烯、液化气和汽油，产率较高，H2/CH4和H2较低，而焦炭产率 变化不大，总的裂化气体约为重油催化裂化的两倍。 4)适合加工重质原料常压渣油，尤其是石蜡基原料。 5)本工艺裂化反应温度与一般催化裂化相近，在520540之间，采用较低的 压力和较长的反应停留时间34秒。其操作灵活性较大，可采用重油全回炼和 重油与部分轻柴油回炼的操作方式，也可以甩部分油浆，或单程方式操作。 6)由于热平衡和反应活性要求，需要较大的剂油比，一般在810。 7)由于RA

15、G剂活性较高，因此单程转化率较高，回炼比在00.5之间。 8)为降低油气分压，采用较大的注水蒸汽量，一般在10m%左右，而重油催化 裂化一般在6m%。 9)本工艺生产的汽油，其安定性及抗爆性能好，研究法辛烷值在94.9，马达法 辛烷值在80.9。 9.6 甲醇制烯烃MTO(Methanol To Olefins)工艺 1)甲醇制烯烃工艺是采用专门的SMTO-1型催化剂，借助于成熟的催化裂化工 艺方法，以工业甲醇为原料，制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的技术。 2)甲醇采用气相进料。 3)甲醇转化反应与再生烧焦均为放热反应，均设置外取热器。 4)烧焦再生采用贫氧再生，保持再生后催化剂定碳1-2wt%。

16、5)反应器采用热壁设计。 6)设置氧化物汽提塔，回收未反应的甲醇及甲醇转化生成的有机氧化物。 7)采用二甲醚塔和吸附床结合的方法脱除重组分中的二甲醚。 8)目前国内典型的MTO工艺有S-MTO(中石化)和DMTO(中科院大化所)。 10.其它汽油降烯烃工艺 1)MGD (Maximizing Gas plus Diesel) 2)FDFCC(Flexible Dual-riser Fluidized Catalytic Cracking) 3)辅助反应器 4)双提升管 11.能耗与剂耗 1)能耗组成： a)反应热及升温气化热 b)功耗及能量转换 c)低温热 d)排放热 e)热损失 2)剂耗： a)自然跑损(烟囱，四旋) b)卸剂 12.其它技术 1)干气预提升技术 2)高效脱气及汽提技术 3)富氧再生 4)烟气