【正文】 %以下，充分發(fā)揮了催化劑的選擇性，延長(zhǎng)了催化劑的壽命。如果不經(jīng)過(guò)二次加工它們只能作為潤(rùn)滑油原料或重質(zhì)燃料油。原油經(jīng)簡(jiǎn)單加工所能提供的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量同生產(chǎn)發(fā)展所需要的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量之間的矛盾促使了二次加工過(guò)程的產(chǎn)生和發(fā)展。在目前我們國(guó)家的汽油中，80%來(lái)自于催化裂化。我國(guó)FCC加工能力占原油加工能力的26%．約有70%的汽油來(lái)自FCC裝置。渣油FCC成為渣油轉(zhuǎn)化有效而經(jīng)濟(jì)的方法[1]。固定床催化裂化存在設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣，控制困難的缺點(diǎn)。第一項(xiàng)革新結(jié)果出現(xiàn)了移動(dòng)床，兩項(xiàng)革新的結(jié)合得到了流化床。1944年開(kāi)發(fā)成功的小球合成硅酸鋁催化劑是催化裂化過(guò)程的重大改進(jìn)。第一套流化催化裂化裝置于1942年在美國(guó)建成投產(chǎn)，而1946年硅鋁微球催化劑的問(wèn)世，更促進(jìn)了催化裂化技術(shù)的發(fā)展。60年代中期，隨著分子篩催化劑的推出，全提升管流化催化裂化工藝的地位得到了確立并延續(xù)發(fā)展至今。渣油催化裂化(RFCC)工藝主要有UOP公司的MSCC技術(shù)(毫秒催化裂化技術(shù))，在Mscc過(guò)程中，催化劑向下流動(dòng)形成催化劑簾，原料油水平注入與催化劑垂直接觸，實(shí)現(xiàn)毫秒催化反應(yīng)。這種毫秒反應(yīng)以及快速分離，減少了非理想的二次反應(yīng)，提高了目的產(chǎn)物的選擇性，汽油和烯烴產(chǎn)率增加、焦炭產(chǎn)率減少，能更好地加工重質(zhì)原料，且投資費(fèi)用較低同。中試結(jié)果表明，％的丙烯產(chǎn)率。經(jīng)MAK工藝改質(zhì)后可明顯提高其質(zhì)量。輕烴預(yù)提升技術(shù)U0P公司和Ashland石油公司的干氣預(yù)提升技術(shù)是目前應(yīng)用效果較好的輕烴預(yù)提升技術(shù)。對(duì)于加工渣油的裝置來(lái)說(shuō)用輕烴代替蒸汽作為預(yù)提升介質(zhì)除了具有上述作用外還能鈍化催化劑上的重金屬，從而起到了改善反應(yīng)選擇性的作用。提升管反應(yīng)苛刻度控制技術(shù)為了確保提升管進(jìn)料全部汽化、減少不希望的熱裂化和過(guò)度裂化反應(yīng)的發(fā)生，法國(guó)石油研究院(IFP)在其設(shè)計(jì)的R裝置中應(yīng)用了混合溫度控制(~frC)技術(shù)。混合溫度控制技術(shù)將提升管分成了兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，其中上游區(qū)混合溫度高、劑油比大、劑油接觸時(shí)問(wèn)短；下游區(qū)在常規(guī)催化裂化反應(yīng)條件下進(jìn)行。工業(yè)裝置應(yīng)用表明在保持相同的提升管出口溫度時(shí)，采用急冷油技術(shù)后提升管精油混合段的溫度提高了27．841．7℃。該技術(shù)的核心是顯著提高立管的穩(wěn)定性，在立管入口附近優(yōu)化催化劑條件以增加蓄壓，使滑閥維持高壓差來(lái)提高催化劑循環(huán)量這樣就能提高裝置處理量，而不必對(duì)催化劑輸送管線(xiàn)和滑閥進(jìn)行昂貴的改動(dòng)。渣油催化裂化(RFCC)工藝技術(shù)VRFCC是中國(guó)石化集團(tuán)公司石油化工科學(xué)研究院、北京設(shè)計(jì)院和北京燕山石化公司合作開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)加工大慶減壓渣濁的催化裂化新工藝。多產(chǎn)烯烴和高辛烷值汽油的DCC工藝技術(shù)近年來(lái)，DCC技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善，這些新進(jìn)展主要有兩個(gè)方面：一個(gè)是開(kāi)發(fā)系列催化劑產(chǎn)品；另一個(gè)是改進(jìn)工藝以進(jìn)一步提高輕烯烴、特別是丙烯的產(chǎn)率。在工藝改進(jìn)方面也已經(jīng)取得很好的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，以大慶蠟油摻渣油為原料可以得到28％的丙烯產(chǎn)率，同現(xiàn)有Dcc技術(shù)相比丙烯產(chǎn)率可以提高6個(gè)單位以上。由中石化石科院和中石化上海高橋分公司、洛陽(yáng)石化工程公司聯(lián)合攻關(guān)的多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化技術(shù)(MIP)，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是既可促進(jìn)重油轉(zhuǎn)化、又可改善催化汽油質(zhì)量以滿(mǎn)足燃料清潔化需求的技術(shù)。運(yùn)用該技術(shù)后，汽油烯烴含量(熒光法)一直持續(xù)低于30以下，辛烷值有所提高?？擅黠@降低汽油烯烴含量并增加異丁烷產(chǎn)率，提出了一種生產(chǎn)清潔汽油組分的新概念。兩段提升管催化裂化新技術(shù)最突出的效果，是可以改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，大幅度提高原料的轉(zhuǎn)化深度，顯著提高輕質(zhì)油品的收率，提高催化汽油質(zhì)量，改善柴油質(zhì)量，提高催化裝置的柴汽比。[4]催化裂化在20世紀(jì)里對(duì)煉油工業(yè)的貢獻(xiàn)是人所共頌的，面對(duì)2l世紀(jì)的形勢(shì)和任務(wù)，催化裂化迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)。對(duì)我國(guó)而言，特別要在保證長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)上下功夫。(3)繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)能滿(mǎn)足市場(chǎng)產(chǎn)品需求的催化裂化工藝和催化劑。(5)催化裂化不要“單打”，需和其它工藝密切配合，同步發(fā)展，包括上游的預(yù)處理和下游的二次加工工藝，例如上游的加氫、焦化、脫瀝青工藝及它們的組合；下游的汽油柴油再加工工藝、各種低碳烯烴的利用工藝等?？缭叫缘陌l(fā)展。顧名思義，跨越性的發(fā)展是指有全新的工藝技術(shù)出現(xiàn)，或在某個(gè)環(huán)節(jié)上有別于現(xiàn)有工藝技術(shù)．能較好地解決現(xiàn)有技術(shù)不盡人意之處，使催化裂化技術(shù)再跨上一個(gè)新的臺(tái)階歷史上曾有不少這樣的跨越性發(fā)展，例如分子篩催化劑的出現(xiàn)。催化裂化不但不是“夕陽(yáng)”工藝，而且還處于“成長(zhǎng)”狀態(tài)。但由于現(xiàn)有規(guī)模已經(jīng)較大，今后可能是以改造為主，以更先進(jìn)的工藝技術(shù)來(lái)代替；同時(shí)發(fā)展配套的催化裂化產(chǎn)品后加工工藝，以滿(mǎn)足環(huán)保對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。典型的重油是餾程大于350℃的常壓渣油或加氫脫硫常壓渣油。因此，用重油為原料進(jìn)行催化裂化時(shí)會(huì)出現(xiàn)焦炭產(chǎn)率高，催化劑重金屬污染嚴(yán)重以及產(chǎn)物硫、氮含量較高等問(wèn)題[7]重油催化裂化的產(chǎn)品是市場(chǎng)極需的高辛烷值汽油餾分，輕柴油餾分和石油化學(xué)工業(yè)需要的氣體原料。不同之處主要表現(xiàn)在，重油催化裂化在進(jìn)料方式、再生系統(tǒng)型式、催化劑選用和SOX排放量的控制方面均不同于一般的催化裂化工藝；在取走過(guò)剩熱量的設(shè)施，產(chǎn)品處理、污水處理和金屬鈍化等方面，則是一般催化裂化工藝所沒(méi)有的。在分餾系統(tǒng)的流程和設(shè)備方面，在反應(yīng)機(jī)理、再生機(jī)理、熱平衡的計(jì)算方法和反應(yīng)—再生系統(tǒng)的設(shè)備上兩者基本相同[8]。常壓渣油加氫脫硫(ARDS)與減壓渣油加氫脫硫(VRDS)是固定床渣油加氫技術(shù)中的兩種不同工藝。我國(guó)今后進(jìn)口含硫原油的數(shù)量將不斷增加，為了解決含硫原油深度加工的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)目前正在進(jìn)行固定床渣油加氫催化劑和工藝的研究與開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)煉油廠也將越來(lái)越多地考慮采用固定床渣油加氫的技術(shù)。因此盡量增加重質(zhì)油的延遲焦化處理量可多產(chǎn)汽柴油，且柴汽比高，增加產(chǎn)品的靈活性和市場(chǎng)適應(yīng)性。焦化蠟油不安排(或盡可能少地作為摻煉油催化裂化處理，視加氫裂化處理量而定)，是由于其堿氮含量高，極易造成催化裂化催化劑失活，造成結(jié)焦嚴(yán)重，干氣產(chǎn)量上升，汽柴油收率降低。加氫精制的石腦油又是優(yōu)良的催化重整的進(jìn)料，增加高辛烷值低烯烴汽油產(chǎn)量，并且苯、甲苯、二甲苯又是化工原料，自產(chǎn)氫氣又可平衡煉廠系統(tǒng)的氫氣。增加產(chǎn)品的附加值。澄清油中的稠環(huán)芳烴進(jìn)入到瀝青中可改善瀝青的質(zhì)量。脫油瀝青可作為延遲焦化進(jìn)料或鍋爐燃料?？梢?jiàn)將少量的脫油瀝青與減渣混合作為焦化的原料，不但擴(kuò)大焦化的原料的品種，也解決了一部分硬瀝青的出路，也有經(jīng)濟(jì)效益。[9]我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的重油催化裂化后反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)“三快”和“兩高”，解決了重油催化裂化工藝后反應(yīng)系統(tǒng)易結(jié)焦等世界性難題，使我國(guó)在這一領(lǐng)域走在了世界前列。由中國(guó)石油大學(xué)(北京)經(jīng)過(guò)十余年努力研發(fā)成功的后反應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)在多項(xiàng)核心技術(shù)上獲得突破，達(dá)到了同時(shí)實(shí)現(xiàn)“三快”和“兩高”的攻關(guān)目標(biāo)，即油劑的快速脫離、分離催化劑的快速預(yù)汽提、油氣的快速引出，以及催化劑的高效分離、高油氣包容率。結(jié)果表明，反應(yīng)后油氣在沉降器內(nèi)平均停留時(shí)間由常規(guī)的l0～20秒縮短到5秒以下，氣固分離效率高達(dá)98．5％以上，從而可使輕油收率提高1．0個(gè)百分點(diǎn)以上，超過(guò)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)的最高水平。和國(guó)外同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)相比，該技術(shù)具有更高的氣固分離效率、更好的預(yù)汽提效果以及更高的操作彈性和穩(wěn)定性。科研人員在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)出了高效氣固旋流分離、高效預(yù)汽提、提高油氣包容率3項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，并通過(guò)集成創(chuàng)新形成了4種新型快分系統(tǒng)，適用于目前所有構(gòu)型的催化裂化裝置，并創(chuàng)建了后反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法。單段再生的再生器的基本形式如圖1所示[11]。兩段再生是把燒碳過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行：第一段，約80%－85%的總燒碳量被燒去。兩段再生可在一個(gè)再生器筒體內(nèi)分隔為兩段來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在兩個(gè)獨(dú)立的再生器內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖2管式再生采用提升管進(jìn)行催化劑的燒焦再生，提升管的表觀線(xiàn)速為3～10m/s。燃燒用空氣從提升管的不同高度分為34股送入提升管中，以控制催化劑密度和氧濃度。燒焦用提升管長(zhǎng)度為22m,管內(nèi)燒焦量可占總燒焦量的80%左右。 圖3快速床(循環(huán)流化床)再生催化裂化裝置的燒焦罐再生就是屬于循環(huán)流化床的一種再生方式圖4單段提升管反應(yīng)器提升管反應(yīng)器主要有提升管、沉降器、汽提段、旋分器、待生斜管等部分組成 圖5兩段提升管催化裂化技術(shù)在常規(guī)提升管反應(yīng)系統(tǒng)中，預(yù)熱的原料油經(jīng)噴嘴進(jìn)入反應(yīng)器，與來(lái)自再生器的高溫催化劑接觸、氣化并進(jìn)行反應(yīng)；油氣和催化劑沿提升管上行，邊流動(dòng)邊反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中不斷有焦炭沉積在催化劑表面，使催化劑活性及選擇性急速下降，對(duì)改善產(chǎn)品分步非常不利。20世紀(jì)70年代末，Engelhard公司開(kāi)發(fā)了兩段催化裂化ART—FCC工藝，其第1段主要用來(lái)脫除原料中的殘?zhí)亢痛蟛糠纸饘?，起到原料預(yù)處理的作用，在第2段反應(yīng)器中，再對(duì)改質(zhì)后的原料進(jìn)行常規(guī)裂化。另外，石油大學(xué)正在進(jìn)一步地研究?jī)啥翁嵘艽呋鸦夹g(shù)，目前，已提出提升管兩段催化裂化工藝(TSRFCC)_3，其工藝原則流程。石油大學(xué)(華東)勝華煉油廠0．1Mt／a工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，TSRFCC工藝可以極大的提高原油的轉(zhuǎn)換深度，同時(shí)加工能力可增加30％～50％；可以顯著改善產(chǎn)品分布，輕質(zhì)油收率可提高3—4個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率降低2個(gè)百分點(diǎn)；汽油的烯烴含量降低，柴油的十六烷值增加。兩段提升管重油催化裂化技術(shù)在提高 中間目的產(chǎn)物產(chǎn)率的同時(shí)可以提高 目的產(chǎn)品的 選擇性， 從而顯著改善產(chǎn)品分布。第一段 提升管只進(jìn)新鮮原料， 目的產(chǎn)物從段間抽出作為最終產(chǎn)品以保證收率和質(zhì)量， 難以裂化的油漿和回?zé)捰? 循環(huán)油) 單獨(dú)進(jìn)入第二段提升管， 從而提高原料轉(zhuǎn)化深度、 改善產(chǎn)品分布。 大劑油比 兩段提升管技術(shù)采用兩段反應(yīng) ， 第一段反只達(dá)到較小的轉(zhuǎn)化程度，進(jìn)入分餾塔將柴油分出，使進(jìn)第二段提升管循環(huán)油的量明顯增加， 故使循環(huán)催化劑對(duì)新鮮進(jìn)料的劑油比得到大幅度提高， 反應(yīng)過(guò)程的催化作用得到顯著強(qiáng)化[12]。并列式又由于反應(yīng)器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分為同高并列式和高低并列式兩類(lèi)。②反應(yīng)器和再生器間的催化劑循環(huán)主要靠改變U型管兩端的催化劑密度來(lái)調(diào)節(jié)；③由反應(yīng)器輸送到再生器的催化劑，不通過(guò)再生器的分布板，直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以減少分布板的磨蝕。同軸式裝置形式特點(diǎn)是：①反應(yīng)器和再生器之間的催化劑輸送采用塞閥控制。耐磨蝕的彎頭。 圖9提升管末端采用快速分離技術(shù)可以縮短反應(yīng)生成物在反應(yīng)提升管內(nèi)的停留時(shí)間，防止過(guò)度裂化．本世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)了沸石催化劑，沸石催化劑的出現(xiàn)是催化裂化發(fā)展史上的里程碑，其優(yōu)良的性能使反應(yīng)需要的時(shí)間從使用硅鋁催化劑的幾分鐘縮短2～3秒鐘，于是發(fā)展了提升管反應(yīng)器和提升管末端快速分離技術(shù)。W公司的提升管末端快分技術(shù)國(guó)內(nèi)提升管末端快速分離技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)惠最早設(shè)計(jì)的提升管FCCU采用傘帽提升管末端快速分離裝置，其特點(diǎn)是壓力降小，分離效率低。近期設(shè)計(jì)的裝置多采用三葉槽、彈射或粗旋風(fēng)分離器快速分離裝置。[13]第一類(lèi)第一類(lèi)快速分離器特點(diǎn)是：快速分離器內(nèi)壓力略高于沉降器內(nèi)壓力，設(shè)置料封，使油氣按指定的方向流動(dòng)。該快速分離器是一種密閉快速分離器。 圖10第二類(lèi)快分器特點(diǎn)：沉降器內(nèi)壓力略高于快分器內(nèi)壓力，汽提蒸汽經(jīng)快分器與反應(yīng)油氣一進(jìn)入旋風(fēng)分離器系統(tǒng)。 圖11近期出現(xiàn)了一些新技術(shù)(如敞口式、多種直聯(lián)或緊接式、高效封閉偶合式提升管旋風(fēng)分離器)，已把提升管終端油劑快速分離結(jié)構(gòu)發(fā)展到了第3代產(chǎn)品。VDS和VSS兩種快分技術(shù)也對(duì)提升管末端快速分離做了改進(jìn)，即在粗旋下部加了一個(gè)預(yù)氣提器，形成兩級(jí)氣提和在提升管出口端加有彎成一定角度的彎臂，使油劑混合物以旋流形式導(dǎo)出7J。W公司最新型式的提升管末端裝置(RTD)為Ramshom分離器或軸向分離器，這種RTD的特點(diǎn)是氣體分離更快，壓降更小，提升管頂端可活動(dòng)，可避免催化劑帶入主分餾塔，同時(shí)操作方便。w公司提升管后冷技術(shù)L9J是在粗旋油氣出口處注入一股急冷劑，以降低提升管反應(yīng)器后沉降器稀相的溫度，從而降低油氣溫度，同樣可以使油氣2次反應(yīng)與熱裂化反應(yīng)減少，使輕質(zhì)油收率提高約2％，于氣和焦炭產(chǎn)率下降。我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的PV型旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配以完整的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可將總分離效率達(dá)到99．99％，總壓降9．3kPa，平均催化劑單耗從原來(lái)的0．81kg／t降至0．4kg／t[14]。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，性能良好的進(jìn)料霧化噴嘴可提高輕質(zhì)油收率，降低焦炭和干氣產(chǎn)率，改善產(chǎn)品分布，防止反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)焦，是保證裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。LPH。LPH一1重油進(jìn)料霧化噴嘴有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)霧化蒸汽用量小(只有3％)，可以降低裝置能耗；(2)壓力降低(只有0．25MPa)，可以降低進(jìn)料機(jī)泵的電能消耗；(3)該噴嘴為低速?lài)娮?，可減少催化劑的沖擊破碎，催化劑消耗降低了1．83％。新型催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴開(kāi)發(fā)洛陽(yáng)石油化工工程公司(LPEC)工程研究院投人大量資金，建立了占地面積為20m6m的大型進(jìn)料噴嘴霧化試實(shí)驗(yàn)室，配備了先進(jìn)的粒度測(cè)試分析儀器——美國(guó)TSI公司的激光相位多普勒粒子分析儀(PDPA)，以及噴嘴霧化試驗(yàn)臺(tái)和壓力、流量的測(cè)試、計(jì)量和控制設(shè)備，可實(shí)時(shí)測(cè)量霧化顆粒的粒度、速度、壓力和流量等參數(shù)，還可進(jìn)行噴嘴內(nèi)部流體流動(dòng)顯示。[16]CSⅡ型重油催化裂化進(jìn)料噴嘴的特點(diǎn)(1)CSⅡ型重油催化裂化進(jìn)料噴嘴(簡(jiǎn)稱(chēng)cs一Ⅱ噴嘴)采用矢量控制技術(shù)等最新研究成果，使進(jìn)料的霧化效果更貼近催化裂解裝置實(shí)際。(2)采用了低速射流技術(shù)，不破壞催化劑，減輕了射流對(duì)噴嘴的沖蝕，在保持設(shè)計(jì)工況條件下，能穩(wěn)定使用3a。(4)操作彈性大，可在設(shè)計(jì)值177。(5)在噴頭球面上方設(shè)置了若干汽幕孔，用來(lái)屏蔽射流形成的低壓液霧區(qū)，以防提升管結(jié)焦。操作彈性達(dá)到177。(2) CSⅡ噴嘴降低焦炭及干氣產(chǎn)率效果明顯，在原料性質(zhì)變差，其它操作條件不變的情況下，總液體收率比改造前提高了1．47個(gè)百分點(diǎn)，生焦率降低了0．93個(gè)百分點(diǎn)，干氣產(chǎn)率降低了0．47個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)由于生焦率降低，裝置能耗降低。(5)投用CSⅡ噴嘴后，不包括提高加工能力及降低加工能耗所增加效益，只因產(chǎn)品分布改善就增加效益，顯著地提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益[17]。