重油催化裂化反应工艺技术探讨

盖永强

摘 要：重油催化裂化工艺技术中采用的反应器，我们利用多相流规律及数学描述可以更好地了解流动传热及裂化反应过程，可以为将来的催化裂化工艺发展指明方向。本文对催化裂化反应深度调控技术、反应系统关键装备技术、汽油辅助反应器改质降烯烃技术和分区转化技术展开探讨。

关键词：重油催化裂化;工艺技术;反应器

重油催化裂化工艺技术，是生产汽油、柴油和液化石油气等油品的关键生产工艺技术。优化催化裂化产品分布，提高轻质油收率，保证催化裂化装置的持续运行，对于提高炼化企业经济效益起到重要作用。

1 催化裂化反应深度调控技术

以反应机制角度进行分析，重油催化裂化是一种较为复杂的平行、顺序反应方式，原油中的烃类物质在催化裂化反应时，会向着多个方向发展，初次化学反应形成的产物，会再次进行反应。平行、顺序的化学反应具备的特点是，化学反应的深度会对每个化学产物产生较大的影响。从反应工程角度进行分析，重油催化裂化反应，气体、固体两相产生流动及传热需在的提升管中完成，两个状态的物质在流动、传质和裂化时会较高程度地进行结合，该化学反应过程存在于提升管反应器系统内的不同区域。可以组建起提升管三维多相流数学模型，对提升管反应系统中的反应过程进行准确地描述，采用注入终止剂技术，可以实现深度控制。通过对催化裂化反应机理的深入理解，研发出新型雾化进料技术、提升管反应控制技术等，形成了新集成技术，可以使产品分布更加显著，在国内很多化工企业进行应用，轻质油产品收率可提升1.5%，反应过程拥有较好的操作弹性和稳定性，技术改造费用不高，有着较高的经济效益。

2 重油催化裂化后反应系统关键装备技术

减少提升管反应器后反应系统内的油气物质经过时间，使油气及催化剂实现高效率分离，可以得到更好的产品分布，使生产装置实现正常运行。我国的很多重油催化裂化装置，产品质量达不到标准，需应用高效率的后反应系统技术。把湍流气体、固体、反应动力学数学模型耦合，应用到催化裂化的沉降器等后反应系统研究，处理两相作用时团聚修正曳力是否准确的问题，组建起催化裂化多相反应模型，把大型冷模多相流实验数据作为指导，来对多相体系传递和化学反应过程进行模拟，可以对多相作用机理进行重新的认识，也就是说，在重油催化裂化后反应系统中，气固物质高效率稀相分离、密相传质反应的关键受到多相流传递特点和反应过程的配合有关。通过对耦合关联机制的重新认识，可以有效解决气体、固体稀相分离及密相传质耦合问题。采用催化裂化后反应关键装备技术，可以实现油气、催化剂的高效率分离，有效减少油气物质在后反应系统中的时间，可以避免产生副反应，使化工产品选择性得到拓展，提高生产装置的生产周期，使化工生产效果达到国际水平。

3 催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术

清洁油化工生产的最大困难，在于催化裂化汽油烯烃占比较高。当前的汽油降烯技术多注重催化裂化的优化，实现了将汽油产物降烯烃化学反应与重油生產原料在相同的反应器中进行。从重油原料裂化及化工产物汽油烯烃的化学反应机制动力学相关规律研究中可以看出，最理想工艺条件有着较大的不同。通过对汽油烯烃组成物质定向催化反应流程和多相传递结合方面的研究，研发出多相流化学反应流程耦合输送床、汽油改质反应器。将工业催化裂化反应装置进行结合，在汽油改质反应器中实现异地改质，制造出满足特殊改质油气分馏塔，可以对改质油气实现分馏处理。可以对工艺工程实现集成。该技术可以把汽油烯烃占比减小到18%，从而达到较高的标准，为企业创造更高的经济效益。

4 重油催化裂化分区转化技术

最近一些年来，提高催化裂化生产装置轻质油收率是促进我国化工技术发展的关键动力，由于掺炼渣油占比的不断攀升，原材料重质化、劣质化会使焦炭、干气产率都达到很高的占比。当前，操作流程的优化、新技术应用在某种程度上降低了其它化学物质的产率，对生产技术进行分析可以发现，新型技术及生产装备都需要针对某化学反应区域进行优化，会受制于其它化学反应区域的影响，因此改进并没有达到理想效果。

通过对重油催化裂化反应的重新认识，把减少油剂混合接触时间作为工艺技术改造的根本要求，采用进料强返混、反应平流和物质快速分离作为控制理念，研发出催化裂化反应多区协控技术，在催化裂化反应装置中进行应用，总液收率提高了3.2%，汽油物质中的烯烃占比减小了60-70%左右，硫物质占比减少了20%。由于原油材料的重质化问题，使得催化裂化反应技术需要处理劣质的生产材料，化学成分不同的生产材料在性能上有着较大的差别，在同样的化学反应容器内应用相同反应条件，不能满足化学成分及性质方面的要求，会使轻质油收率受到较大的损失，化工产品质量得不到有效控制。研发出重油分级分区催化裂化技术，通过大量的实际应用中发现，该技术与原来的催化裂化技术在同样的转化率条件下，轻质油收率提升了5%，转化率提升了7.25%，干气及焦炭选择性减少了1.2%。

参考文献：

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[3]杨朝合，郑俊生，钮根林.重油催化裂化反应工艺研究进展[J].炼油技术与工程，2003，33（9）：1-5.