【正文】 待生循環(huán)催化劑自預(yù)汽提段下方引出，進(jìn)入二反應(yīng)區(qū)；新設(shè)計(jì)待生線路，將待生劑引入現(xiàn)有沉降器；現(xiàn)有沉降器內(nèi)僅保留單級(jí)旋分分離器；經(jīng)旋流快分頭分離催化劑的油氣自頂部新油氣線進(jìn)入沉降器；重新優(yōu)化設(shè)計(jì)二再溢流斗，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，整理催化劑及氣泡，提高系統(tǒng)蓄壓，穩(wěn)定循環(huán)量；待生循環(huán)線路上設(shè)置滑閥。 實(shí)施方案所需要的技術(shù)條件本次降烯烴催化劑工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)研究所用的DOCO催化劑為中國(guó)石化RIPP（石科院）研制開發(fā)的第二代降烯烴催化劑。石科院具有幾十年催化裂化催化劑研制開發(fā)和工業(yè)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)， 從1995年石科院就開始進(jìn)行降低催化裂化汽油烯烴的分子篩和催化劑的基礎(chǔ)研究。初步認(rèn)識(shí)到Y(jié)型分子篩的酸強(qiáng)度及其分布與催化裂化條件下氫轉(zhuǎn)移活性的關(guān)系，開發(fā)了獨(dú)特的氧化物改性分子篩表面技術(shù)，可以加強(qiáng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的同時(shí)，抑制焦炭產(chǎn)率的增加。DOCO催化劑是石科院研制開發(fā)的第二代降烯烴催化劑，它采用高硅鋁比的ZRP5超穩(wěn)分子篩為主活性組元，并引用了新型基質(zhì)材料，可合理地調(diào)節(jié)酸性分布，使催化劑具有優(yōu)良的可擴(kuò)散性能。同時(shí)由于裂化活性和氫轉(zhuǎn)移活性的有效匹配，使催化劑既具有良好的氫轉(zhuǎn)移活性，保證汽油降烯烴效果，又具有較好的裂化活性，從而保證它的重油裂化能力。本次降烯烴催化劑工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)研究的裝置是中國(guó)石油松原石化的100萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置，它是由洛陽(yáng)石化工程公司設(shè)計(jì)，原料為100%常壓渣油。裝置提升管反應(yīng)器上粗下細(xì)，有較長(zhǎng)的預(yù)提升段，使用UPC1型高效霧化噴嘴，并設(shè)有兩組終止劑噴嘴。裝置采用兩段再生工藝，%～%，劑油比適中，通常都在6左右。裝置曾進(jìn)行過(guò)加工吉林減壓渣油的工業(yè)試驗(yàn)和大慶類原油常壓渣油催化裂化直接生產(chǎn)90無(wú)鉛汽油的工業(yè)試驗(yàn)研究，積累了一定的生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)。裝置應(yīng)用了CSC提升管末端快速分離等多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，并采用了DCS先進(jìn)控制系統(tǒng)，所有以上這些，都為此次在重油催化裝置上進(jìn)行降烯烴催化劑工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)研究奠定了基礎(chǔ)。本次工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)研究不需要進(jìn)行其它基本建設(shè)和技術(shù)改造，但需要在試驗(yàn)研究之前進(jìn)行一次空白標(biāo)定，以確定試驗(yàn)研究所需要的基準(zhǔn)條件，使試驗(yàn)結(jié)果有可比性。當(dāng)用降烯烴催化劑置換原來(lái)系統(tǒng)中的催化劑一段時(shí)間以后，降烯烴催化劑的濃度在系統(tǒng)中占有一定比例，對(duì)汽油的烯烴含量產(chǎn)生影響以后，且試驗(yàn)裝置生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)，就可以進(jìn)行降烯烴催化劑的工業(yè)應(yīng)用研究。 MIP工藝改造技術(shù)條件MIP工藝是石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的降低催化汽油中烯烴含量配合多產(chǎn)丙烯的工藝技術(shù)。MIP—A Novel FCC Process for Maximizing IsoParaffins。其思路是在現(xiàn)有的提升管反應(yīng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加一些有用的二次反應(yīng)以改善產(chǎn)品質(zhì)量，最大化生產(chǎn)異構(gòu)烷烴，在降低催化汽油的烯烴含量的同時(shí)，維持汽油的辛烷值基本不變。MIP工藝特點(diǎn)和要求：（1）采用串聯(lián)提升管反應(yīng)器，優(yōu)化催化裂化的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)，從而減少干氣和焦炭產(chǎn)率，有利于產(chǎn)品分布的改善。串聯(lián)提升管反應(yīng)器分為兩個(gè)反應(yīng)區(qū)：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)強(qiáng)度，經(jīng)較短的停留時(shí)間后進(jìn)入擴(kuò)徑的第二反應(yīng)區(qū)下部，第二反應(yīng)區(qū)通過(guò)擴(kuò)徑、補(bǔ)充待生催化劑等措施，降低油氣和催化劑的流速、降低該區(qū)的反應(yīng)溫度、滿足低重時(shí)空速要求，以增加氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應(yīng)，適度控制二次裂化反應(yīng)。在二次裂化反應(yīng)和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的雙重作用下，汽油中的烯烴轉(zhuǎn)化為丙烯和異構(gòu)烷烴，使汽油中的烯烴大幅度下降，而汽油的辛烷值保持不變或略有增加。（2）第一反應(yīng)區(qū)出口溫度控制在505～530℃，第二反應(yīng)區(qū)溫度控制在495～515℃。（3）～，第二反應(yīng)區(qū)的重時(shí)空速（WHSV）一般為15～30h1。（4）由于熱平衡和第一反應(yīng)區(qū)工藝條件的要求，本工藝需要適當(dāng)?shù)膭┯捅取Ｒ话阍诘谝环磻?yīng)區(qū)對(duì)總進(jìn)料的劑油比應(yīng)大于5，反應(yīng)所接觸的再生催化劑溫度最好不高于700℃。（5）在必要的情況下也可采用裝置自產(chǎn)的粗汽油餾分作為第二反應(yīng)區(qū)的冷卻介質(zhì)，一般情況下不采用。（6）在保證重油轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，可以單程亦可以回?zé)挷僮?，根?jù)原料油性質(zhì)及市場(chǎng)變化對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要而定。（7）MIP工藝技術(shù)生產(chǎn)的汽油中烯烴含量比常規(guī)FCC工藝低，同時(shí)其研究法辛烷值RON基本不變，馬達(dá)法辛烷值MON有所提高，符合汽油新標(biāo)準(zhǔn)和清潔燃料的發(fā)展方向。（8）丙烯產(chǎn)率比常規(guī)FCC高。 存在的有關(guān)問(wèn)題本課題存在的主要問(wèn)題是如何使汽油中烯烴含量與辛烷值（RON）這一矛盾體同時(shí)滿足新標(biāo)準(zhǔn)汽油的要求。辛烷值是汽油最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，它是用來(lái)表示汽油蒸汽在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)的抗震指標(biāo)，汽油辛烷值大，抗震性好，質(zhì)量也好。辛烷值一般用研究法辛烷值（RON）、馬達(dá)法辛烷值（MON）或抗爆指數(shù)（RON+MON）/2來(lái)表示。烯烴是汽油辛烷值的主要貢獻(xiàn)者之一，表21列出了各種碳?xì)浠衔锏男镣橹礡ON和MON[35]。從表21可知，烴類的RON一般按下列順序下降，即： 芳烴 ＞ 烯烴 ＞ 異構(gòu)飽和烴 ＞ 烷烴芳烴的RON最高，其次是支鏈烯烴和支鏈烷烴。直鏈烷烴只有≤C4的烴才有較高的RON，從C5開始當(dāng)碳的數(shù)目增加時(shí)RON急劇下降，而汽油卻正是C5～C12的烴類混合物。由此可知，催化裂化汽油餾分中烯烴含量的降低必然會(huì)引起汽油辛烷值的降低，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致辛烷值達(dá)不到＞90的標(biāo)準(zhǔn)要求。表21 烴類的辛烷值烴 類RONMON烴 類RONMON正構(gòu)烷烴丁烷戊烷己烷庚烷辛烷異構(gòu)烷烴異丁烷異戊烷新戊烷異己烷新己烷異庚烷017019烯烴1丁烯反2丁烯異丁烯1戊烯2甲基1丁烯2甲基2丁烯1己烯2,3,3三甲基1丁烯3,2,3三甲基2丁烯2,3,4三甲基2丁烯環(huán)烷烴環(huán)戊烷甲基環(huán)戊烷10893811308580118＞10097142100續(xù)表 21烴 類RONMON烴 類RONMON2,2,3三甲基丁烷2甲基庚烷2,2,4三甲基戊烷（異辛烷） _100116100乙基環(huán)戊烷環(huán)己烷甲基環(huán)己烷芳烴 苯甲苯二甲苯9114212799124146本次進(jìn)行降烯烴催化劑工業(yè)應(yīng)用研究的松原石化重油催化裂化裝置在應(yīng)用DOCO催化劑之前使用的催化劑是DOCP高辛烷值催化劑，催化汽油的研究法辛烷值（RON）一般在91左右，汽油中烯烴含量在45%v左右。由于催化汽油的辛烷值RON只比標(biāo)準(zhǔn)要求的90略高一些，而烯烴是汽油的高辛烷值組分，如果要使汽油烯烴含量降低至標(biāo)準(zhǔn)要求的35%v以下，那么勢(shì)必會(huì)造成汽油的辛烷值也大幅下降，滿足不了標(biāo)準(zhǔn)中辛烷值（RON）大于90的要求。所以本課題存在的主要問(wèn)題和技術(shù)關(guān)鍵也就是在研究各種操作條件對(duì)汽油烯烴含量的影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，摸索出與此次工業(yè)應(yīng)用的降烯烴催化劑DOCO最相匹配的、最適宜的操作條件，以便發(fā)揮出降烯烴催化劑的最佳效果，既要滿足催化汽油的烯烴含量的要求，又不致使汽油辛烷值RON下降到90以下，同時(shí)還要使輕質(zhì)油和液態(tài)烴的總的收率基本保持不變，最終要達(dá)到從催化裂化裝置上直接生產(chǎn)低烯烴清潔汽油的目的。21東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)論文第三章 重油催化裂化清潔汽油生產(chǎn)工藝技術(shù)及催化劑工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn) 生產(chǎn)裝置技術(shù)概況降烯烴催化劑工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)研究、MIP工藝技術(shù)改造是松原石化35萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置上進(jìn)行的（以下簡(jiǎn)稱裝置，下同）。該裝置由洛陽(yáng)石化工程工程公司設(shè)計(jì)，于1990年8月一次開車。該裝置由反應(yīng)－再生部分、分餾部分、吸收穩(wěn)定部分、產(chǎn)品精制及酸性水汽提部分、余熱鍋爐、主風(fēng)機(jī)組、氣壓機(jī)組等部分組成，加工的原料為100%吉林原油常壓渣油。裝置反應(yīng)－再生系統(tǒng)原設(shè)計(jì)為兩段完全再生，反應(yīng)沉降器與第一再生器同軸布置，一再與二再并列布置，加工能力20萬(wàn)噸/年。1995年裝置進(jìn)行一、二再煙氣分流改造，一再改為貧氧再生，二再仍為富氧再生，裝置加工能力達(dá)到30萬(wàn)噸/年。2004年進(jìn)行了擴(kuò)能改造。由于幾次改造均缺少資金，主體設(shè)備未做大的調(diào)整，反應(yīng)再生系統(tǒng)流程復(fù)雜，設(shè)備臺(tái)數(shù)多，其中滑閥已達(dá)11臺(tái)。反再部分兩臺(tái)再生器、兩臺(tái)外取熱器、提升管、沉降器等運(yùn)行。裝置設(shè)備陳舊老化，故障率高；能耗高；催化劑循環(huán)流化不穩(wěn)，操作波動(dòng)大，抗事故能力差，再生線路推動(dòng)力不足；裝置實(shí)際加工能力約為32萬(wàn)噸/年。2007年MIP工藝技術(shù)改造后，加工能力達(dá)到35萬(wàn)噸/年。 常規(guī)RFCC工藝技術(shù)圖31 反再部分簡(jiǎn)圖裝置于2000年采用石油大學(xué)（北京）重油催化裂化集成技術(shù)改造。應(yīng)用了FSC、CSC提升管末端快速分離等多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)。圖32 提升管各噴嘴示意圖 MIP工藝技術(shù)2007年利用裝置大檢修機(jī)會(huì)，對(duì)提升管反應(yīng)器實(shí)施MIP工藝技術(shù)改造。改造目標(biāo)：汽油烯烴含量在35%～20%范圍內(nèi)可控，盡可能增加液化石油氣中丙烯的產(chǎn)率。MIP工藝的主要特點(diǎn)是將提升管反應(yīng)器分為兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)區(qū)，第一反應(yīng)區(qū)以一次裂化為主，反應(yīng)溫度高、油劑接觸時(shí)間短，生成較多的烯烴和低碳烯烴；第二反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度稍低、油劑接觸時(shí)間長(zhǎng)，增加異構(gòu)化和選擇性氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，提高汽油中的異構(gòu)烷烴和芳烴含量，降低烯烴含量。（1）該裝置MIP工藝的反應(yīng)部分的主要操作條件和工藝條件第一反應(yīng)區(qū)出口溫度：515℃（500～530℃）第二反應(yīng)區(qū)出口溫度：505℃（490～510℃）第一反應(yīng)區(qū)反應(yīng)時(shí)間：（～）第二反應(yīng)區(qū)重時(shí)空速：25h1（15～30h1）第二反應(yīng)區(qū)油氣停留時(shí)間：～（2）新型提升管反應(yīng)器設(shè)計(jì)方案MIP工藝要求對(duì)提升管反應(yīng)器分區(qū)設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)方案的選擇和確定必須滿足工藝要求并為其創(chuàng)造良好的條件，如何創(chuàng)造合適的第二反應(yīng)區(qū)條件是工程上實(shí)現(xiàn)MIP工藝的關(guān)鍵。第一反應(yīng)區(qū)設(shè)計(jì)與常規(guī)催化裂化提升管反應(yīng)器設(shè)計(jì)相似，反應(yīng)時(shí)間要求較短，～。第二反應(yīng)區(qū)設(shè)計(jì)根據(jù)MIP工藝特點(diǎn)的要求，需要控制重時(shí)空速在15～30h1之間，采用常規(guī)的提升管稀相輸送無(wú)法滿足MIP工藝第二反應(yīng)區(qū)的要求，因此需要對(duì)傳統(tǒng)的提升管反應(yīng)器進(jìn)行改造設(shè)計(jì)才能滿足MIP第二反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)工藝條件要求。采用快速流化床作為第二反應(yīng)區(qū)的床層形式比較合適，快速流化床線速為1～3m/s，平均表觀密度大約可以達(dá)到100kg/m3左右，保證第二反應(yīng)區(qū)具有合適的催化劑密度，能夠滿足重時(shí)空速的要求。從工程上考慮，第一反應(yīng)區(qū)基本維持常規(guī)催化裂化的進(jìn)料方式，其設(shè)計(jì)思路與常規(guī)催化裂化提升管反應(yīng)相同。在提升管反應(yīng)器中部適當(dāng)擴(kuò)徑作為第二反應(yīng)區(qū)，為使第二反應(yīng)區(qū)的密度能夠得到靈活控制，又不至于使操作復(fù)雜化，經(jīng)過(guò)多方案對(duì)比論證，從汽提段底部處引出部分待生催化劑進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)快速流化床，用來(lái)調(diào)節(jié)第二反應(yīng)區(qū)的催化劑密度，以滿足MIP工藝對(duì)重時(shí)空速的要求，此部分的催化劑循環(huán)量由新增的滑閥來(lái)控制。為了滿足第二反應(yīng)區(qū)溫度控制的要求，采取第一反應(yīng)區(qū)后注入急冷介質(zhì)（粗汽油或酸性水等）的方法來(lái)滿足MIP工藝的要求，流程和控制方案簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)節(jié)靈活。根據(jù)已投產(chǎn)的裝置的運(yùn)行情況看，正常情況下不用急冷介質(zhì)即可達(dá)將汽油烯烴含量降低到的指標(biāo)要求，該措施只是作為備用手段。為滿足MIP工藝技術(shù)要求，同時(shí)改善裝置流化存在的問(wèn)題，對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改造。重新設(shè)計(jì)串聯(lián)式外MIP提升管反應(yīng)器。在第二反應(yīng)區(qū)上方采用VQS高效旋分器和預(yù)汽提段；VQS作為提升管頂端的一部分，與提升管一體化設(shè)計(jì)。VQS系統(tǒng)是由石油大學(xué)（北京）自主研究開發(fā)的。該系統(tǒng)開工順利，整個(gè)運(yùn)行狀況良好，油漿固含始終控制在2g/L以下水平。一再主風(fēng)分布環(huán)改造。分布環(huán)的管嘴在主風(fēng)分布環(huán)的下方和側(cè)下方。主風(fēng)經(jīng)過(guò)管嘴后還要向上越過(guò)分布環(huán)，重新分配，因此，主風(fēng)的分布效果不是很理想。分布板較好的避免二次分配，同時(shí)主風(fēng)分配更加均勻，改善了主風(fēng)分布效果。有利于燒焦，壓降更小，有利于節(jié)能。磨損更小，有利于長(zhǎng)周期運(yùn)行。特有的結(jié)構(gòu)又可以有效防止催化劑倒流。在此次改造中，采用洛陽(yáng)石化工程公司專有技術(shù)，把原來(lái)的一再主風(fēng)分布環(huán)改造分布板。經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行，分布板壓降在7KPa左右。停工檢修發(fā)現(xiàn)整個(gè)分布板十分完好，幾乎沒(méi)有磨損，說(shuō)明改造采用主風(fēng)分布板是成功的。待生循環(huán)催化劑自預(yù)汽提段下方引出，進(jìn)入二反應(yīng)區(qū)；新設(shè)計(jì)待生線路，將待生劑引入現(xiàn)有沉降器；現(xiàn)有沉降器內(nèi)僅保留單級(jí)旋分分離器；經(jīng)旋流快分頭分離催化劑的油氣自頂部新油氣線進(jìn)入沉降器；重新優(yōu)化設(shè)計(jì)二再溢流斗，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，整理催化劑及氣泡，提高系統(tǒng)蓄壓，穩(wěn)定循環(huán)量；待生循環(huán)線路上設(shè)置滑閥。圖33 MIP反再部分簡(jiǎn)圖 常壓渣油性質(zhì)裝置加工的原料是100%的吉林原油常壓渣油餾分。原料油性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。表31 原料油性質(zhì)日期催化劑DOCPDOCODOCO密度（20℃），g/cm3黏度， mm2/s 100℃ 110℃凝點(diǎn)， ℃373334殘?zhí)浚? m%元素組成， m%CHSN族組成， m%飽和烴芳 烴膠 質(zhì)瀝青質(zhì)重金屬含量， ppmFeNiVCaKMgCuNa餾程， ℃初餾點(diǎn)10%30%50%350℃餾出，V%350℃餾出，V%27837045956973926937046063933743949032吉