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催化裂化家族详细工艺技术分类与特点

发表时间: 2022-10-11 10:26:18

作者: 炼化及石化下游产业网

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导 读:催化裂化是现代炼化企业最重要的原油二次加工过程之一,是重油轻质化的主要工艺技术。自1936年世界上第一套固定床催化裂化工业装置诞生以来,催化裂化技术经历了20世纪40~50年代的移动床工艺和流化床工艺的平行发展阶段,以及60年代的流化催化裂化(Fluid Catalytic Cracking,FCC)工艺的快速发展阶段。20世纪70年代以后,伴随着分子筛催化剂的成功开发和不断改进,提升管流化催化裂化工艺逐渐成为催化裂化过程的主导工艺技术。

技术:多产液化气及高辛烷值汽油催化裂化技术(MGG/ARGG)

主要生产辛烷值高的优质抗爆性汽油,兼产含有较多烯烃的液化石油气。

技术特点:

(1)原料广泛,可以加工常规FCC的各种重质原料;

(2)油气兼顾,产物分布和产品性质兼有催化裂化正常裂化区(低干气和焦炭产率,汽油安定性好)与过裂化区(高液化气产率,液化气的高烯烃度和高辛烷值汽油)的共同优点;

(3)采用活性高、水热稳定性好、重油转化能力突出、抗重金属污染强、烯烃选择性好的RMG、RAG系列催化剂;

(4)该技术可在已有催化裂化装置上,利用提升管反应器来实施;

(5)可改变工艺条件和操作方式,灵活调整产品结构。

其工艺流程与常规FCC工艺基本相似,原料油经蒸汽雾化后送入提升管反应器,与热的再生催化剂接触,发生催化裂解反应。反应产物经分馏/吸收,实现分离/回收。待催化剂汽提后,将沉积有焦炭的催化剂送入再生器中烧焦再生。热的再生催化剂以适宜的循环速率返回反应器循环使用,并提供反应所需热量,实现反应-再生系统热平衡操作。

技术:多产液化气及柴油催化裂化技术(MGD)

技术特点:

(1)采用分段进料、选择性裂化技术和控制汽油裂化技术,在提升管反应器中形成多个反应深度不同的区域,原料可按轻重、裂化性能和反应深度的不同,在不同区域进行反应;

(2)可多产液化气、丙烯和柴油,降低催化汽油的烯烃和硫含量,提高辛烷值;

(3)具有高度的操作灵活性和产品灵活性,可选择不同生产方案,灵活调整产品结构,且调整时间短,一般在8~24小时内产品收率即有很大变化;

(4)该技术可在稍加改造后的催化裂化装置上实施。

生产工艺:高温再生催化剂从再生器进入提升管反应器底部,用预提升介质提升,并与汽油喷嘴喷出的汽油接触反应。反应后的油气和催化剂进入重质油反应区,与馏分重、难裂化的重质油接触反应。反应后的油气和催化剂进入轻质油反应区,与馏分轻、易裂化的轻质油接触反应。反应后的油气和催化剂进入反应深度控制区,通过注入粗汽油等介质,控制整个提升管反应器的转化深度。反应产物经分馏/吸收系统,实现分离/回收。具有与ARGG相同的反应-再生系统热平衡。

技术:多产异构烷烃催化裂化技术(MIP)

技术特点:

(1)采用串联提升管反应器系统,该系统包含裂化和转化(异构化,氢转移,烷基化)两个反应区;

(2)用相对较低反应温度/较长反应时间的反应模式,替代常规FCC高温/短反应时间的操作模式;

(3)增加轻质产品中的异构烷烃含量,降低汽油中的烯烃含量至35%以下。

生产工艺:其工艺流程与常规FCC基本相似。

技术:多产异构烯烃催化裂化技术(MIO)

目标产品:异构烯烃(异丁烯、异戊烯)和高辛烷值汽油。

技术特点:

(1)使用配套的、有专利权的催化剂RFC和特定的工艺条件;

(2)RON为93的汽油产率可达到40.8%,稳定性好;

(3)所产柴油经加氢后可作柴油组分;

(4)装置能耗比常规FCC略高。

技术:深度催化裂化技术(DCC) 

目标产品:丙烯、异构烯烃。

技术特点:

(1)装置的反应系统有提升管加流化床(DCC-I型,最大量丙烯操作模式)或提升管(DCC-Ⅱ型,最大量异构烯烃操作模式)两种型式,可以加工多种重质原料,且特别适宜加工石蜡基原料,丙烯产率可达20%;

(2)所产汽油可作高辛烷值汽油组分,中馏分油可作燃料油组分;

(3)使用配套的、有专利权的催化剂,反应温度高于常规FCC,但远低于蒸汽裂解;

(4)操作灵活,可通过改变操作参数转变DCC运行模式;

(5)该工艺过程虽有大量气体产物,但仍可采用分馏/吸收系统,实现产品的分离/回收,不需要蒸汽裂解制乙烯工艺中所使用的深冷分离;

(6)烯烃产品中的杂质含量低,不需要加氢精制。

生产工艺:突破了常规催化裂化(FCC)的工艺限制,丙烯产率为常规FCC的3~5倍。其工艺流程与FCC基本相似,包括反应-再生系统、分馏系统以及吸收稳定系统。原料油经蒸汽雾化后送入提升管加流化床(DCC-I型)或提升管(DCC-Ⅱ型)反应器中,与热的再生催化剂接触,发生催化裂解反应。反应产物经分馏/吸收系统,实现分离/回收。沉积焦炭的待生催化剂经蒸汽汽提后送入再生器中,用空气烧焦再生。热的再生催化剂以适宜的循环速率返回反应器循环使用,并提供反应所需热量,实现反应再生系统热平衡操作。

技术:生产清洁汽油并多产丙烯催化裂化技术(CGP)

目标产品:烯烃含量小于20%的高辛烷值汽油,以及化工原料丙烯。

技术特点:

(1)原料包括减压瓦斯油(VGO)、减压渣油(VTB)、脱沥青油(DAO)等;

(2)采用含有两个不同反应区的串联变径提升管反应器系统,第一反应区的作用主要是强化单分子反应,有利于原料大分子烷烃发生单分子裂化,第二反应区的作用主要是强化原料大分子烷烃的双分子反应,在双分子裂化反应和双分子氢转移反应的协同作用下,汽油中的烯烃转化为异构烷烃和丙烯,从而显著降低汽油中的烯烃含量;

(3)采用一种梯度酸强度和梯度孔分布的多功能催化剂,该催化剂中的一种活性组元具有比常规活性组元更强的酸强度,并有专门设计的适宜孔径,同时该催化剂采用新型基质和功能组分优化集合技术,使其酸强度、酸量和容炭能力等适应单分子和双分子反应的需要;

(4)在第一反应区底部采用新型预提升结构,可改善催化剂与原料油接触前的流动状态,实现更均匀接触,从而减少热裂化副反应,强化单分子裂化反应,在第一反应区和第二反应区之间采用具有专利权的异型低压分布板,以提高第二反应区的催化剂藏量和催化剂浓度,从而强化双分子反应;

(5)采用具有新型结构的高效汽提段,可显著提高汽提段催化剂密度,从而提高汽提效果,有利于第二反应区的双分子反应。生产工艺:热原料油与热再生催化剂在提升管底部接触,然后进入第一反应区,在高温下油剂实现短时间接触并反应后进入第二反应区,在较低温度、较长油气停留时间和较低重时空速下油气继续反应,反应后的物流进入粗旋,分离油气和催化剂,油气进入后部分离系统。待生催化剂经汽提后,部分补回第二反应区、部分进行再生,再生后的催化剂返回提升管底部。

技术:灵活多效催化裂化工艺技术(FDFCC-III)

目标产品:清洁汽油燃料。

技术特点:

(1)原料适应性强,产品结构调整灵活,高附加值产品产率高,汽油产品质量好,SOX排放低;

(2)催化汽油烯烃含量可降至18%以下;

(3)催化汽油S含量降低45%以上,RON和MON分别提高2个单位以上;

(4)烟气中SOX排放量降低50%以上;

(5)烯烃产率可达到10%以上,同时干气产率在3.0%左右,液化气中丙烯含量在37%以上。

生产工艺:该技术突破传统催化裂化工艺,将单提升管改为双提升管,并通过增加汽油沉降器和副分馏塔等设备,将汽油待生催化剂引入原料油提升管催化剂预提升混合器,实现“低温接触、大剂油比”的高效催化,从而大幅度降低汽油硫含量和烯烃含量,提高汽油辛烷值,同时增产丙烯、液化气等附加值较高的产品,有利于生产组织和产品结构的调整优化。