催化装置干气收率较高的原因及降低干气产率的措施

王 磊

（中石油玉门油田分公司炼化总厂催化车间，甘肃酒泉 735000）

催化装置干气收率较高的原因及降低干气产率的措施

王 磊

（中石油玉门油田分公司炼化总厂催化车间，甘肃酒泉 735000）

分析了影响玉门炼化催化装置干气产率的因素，采取一系列调节措施，预计装置干气产率能够降低至3.5%以下。

催化装置；措施；干气产率

流化催化裂化装置（FCCU）被称为炼油厂的心脏，是将重质烃类改质为高价值产品的重要炼制工艺。目前，我国已建成催化裂化装置百余套，年处理能力超过100Mt/a，根据生产目的和操作条件的不同，干气的产率大致在2%～6%，即我国催化裂化干气的产量可达4Mt/a以上。干气量的增加，势必使具有高附加值的液化气、汽油和柴油中的氢含量减少，对液体产品收率有很大的影响。因此，发展渣油催化裂化技术的突出问题之一是降低干气产率，从根本上改善目的产品分布，降低过程能耗，使炼厂盈利达到最大。

1 干气的生产规律

相关文献报道，重油在提升管进行催化裂化反应时，根据转化率趋势，可以把整个转化过程分为两个阶段，即反应时间小于0.6s的油-剂初始混合段和0.6s以后的油气渐次裂化段，如图1所示。从图1可以看出，原料与再生催化剂混合接触0.6s内是裂化反应发生最剧烈的阶段，大致有66%左右的反应发生在油-剂初始混合段。而在随后的油气渐次裂化段，重油转化率与反应时间基本呈线性关系。

图1 RFCC干气生产规律

相关文献报道，在整个重油转化过程中，干气产率经历了油—剂初始混合段的急剧增加、油气渐次裂化段逐渐增加的过程；从产率曲线斜率逐渐增大的趋势可以看出，干气生成的速率逐渐加快。在油一剂混合初期，炽热的再生催化剂与烃分子接触，瞬间就会使烃分子在其弱键处发生C—C共价键的热均裂反应生成自由基，然后发生一系列的反应生成乙烯和小分子自由基，直至形成甲基、乙基甚至氢自由基，再从其它烃分子中抽取氢自由基生成相应的甲烷、乙烷和氢气，从而形成干气。由于炽热催化剂对重油的“热冲击”作用，无论对中间基还是石蜡基的重油原料，油一剂混合初期都是干气产生的主要阶段，约有41%～60%左右的干气在油一剂初始混合段生成，但是中间基重油产生的干气较多。

2 目前装置干气产率现状

为确定车间的干气产率，在3月15日至3月19日对干气产率进行了跟踪标定。统计结果见表1。

表1 干气收率统计

由表1可以看出，催化装置干气产率在4.22%左右，较达标值（3.8%）高出0.42个百分点。

3 干气产率较高的原因分析

3.1 催化剂活性低

2015年1至10月份催化剂活性基本上维持在58%～62%之间，与同类装置相比，属于较低的水平。催化剂活性低，氢转移反应进行的较少，会导致干气产率增加。

原料中重金属浓度偏高很容易使催化剂发生中毒而破裂，尤其是钠、钒和镍。由于钠离子和钒离子在催化剂表面易形成低熔点氧化共熔物，这些共熔物接受钠离子生成氧化钠，氧化钠不仅能覆盖于催化剂表面减少活性中心，而且还能降低催化剂的热稳定性；其中重金属中Ni对催化剂的污染尤为突出，平衡剂中Ni含量每上升1 000ppm，催化剂污染指数上升1 400ppm，造成催化剂活性降低2%～3%。

表2 2015年催化剂数据分析

从表2数据分析可以看出：今年平衡剂取样与去年同期对比，平衡剂活性有所下降，从去年的62%降至今年的60%左右。金属Fe、Na、Ca含量基本持平，V的含量下降了37%，但是Ni浓度大幅上升，上升了55%。对比污染指数：2014年为8 840ppm，2015年为11 970ppm，同比上升了35.4%，从而导致催化剂活性下降了2～3个百分点。

3.2 设计反应时间短

对一提、二提反应时间、剂油比、油剂混合温度进行核算，具体情况见表3。

Reasons for High Yield of Dry Gas in Catalytic Device and Measures for Reducing Dry Gas Yield

Wang Lei

The infl uencing factors of two-year dry gas yield of Yumen Refi ning & Catalytic Unit are analyzed.The dry gas yield of the device can be reduced to below 3.5% through a series of measures.

catalytic device；measure；dry gas yield

TE624.41

A

1003-6490（2016）07-0090-02

2016-07-11

王磊（1987—），男，山西运城人，技术员，主要从事炼油化工催化裂化操作管理工作。