炼油中的催化裂化工艺研究

李永杰 延敬祥 李永文 李小芳

（1.山东华星石油化工集团有限公司，山东 广饶 257335；2.山东雁翔机电工程有限公司华星项目部，山东 广饶 257335）

当前，在可持续发展背景下，炼油工业开始注重环境保护和能源清洁问题，为了尽可能地降低石油资源在使用过程中引发的环境污染，可以借助催化裂化工艺来增加轻汽油的产量，以满足人民绿色出行的需求。对于炼油厂而言，应该结合自身的生产特点，对催化裂化工艺进行适当地优化和调整，确保其能够在生产中发挥出更大的价值。

1 催化裂化工艺流程

催化裂化的基本原理是将催化剂与石油混合加热，使重质油发生相应的裂化反应，转变为汽油、柴油和裂化气等，这一方法属于对石油进行二次加工的过程。与热裂化工艺相比，催化裂化容易提高轻质油的产量，油分安定性好，而且副产品是含有烯烃的液化气，技术优势明显[1]。

从目前来看，可以将催化裂化工艺流程分为4 个步骤，分别是反应再生、产品分馏、吸收稳定和产品精制。具体来讲，需要先在原料中混入回炼油，做好预热处理，再将其导入反应装置和催化剂中，进行裂化反应，相关产物会进入沉降器内，实现对于催化剂的有效分离，留下的仅有中间产物。然后，将中间产物放入到分馏塔内，借助分馏工艺将其分离成粗汽油、轻柴油、油浆及富气等，借助稳定装置进行处理，粗汽油能够变成理想的汽油产品，压缩后的富气同样可以在保证稳定的同时，实现有效分离。在实际生产环节，通过选择合理的加工工艺，还可以得到液化石油气、汽油、干气等副产品，进一步提高工艺技术的应用效益。最后，需要做好产品精制。例如，通过碱洗或预氨洗的方式，提高汽油和液化石油气的纯净度，保证其使用效果。在应用催化裂化工艺的过程中，为了能够进一步提高效果，通常还需要针对各个具体环节及反应机制进行调整优化，以前期反应装置为例，不仅必须满足强度、压力等方面的要求，还必须设置好再生烟气能量回收装置，以确保其能够具备更好的节能效果，同时也必须对生产过程的温度进行严格控制，避免不适宜的温度对催化裂化工艺应用效果产生影响。

2 催化裂化工艺技术研究进展

早在20 世纪20 年代，催化裂化工艺就已经被应用到了炼油工业中，取得了较为明显的经济效益。从催化裂化工艺的发展情况可以发现，工艺的创新与催化剂有着不可分割的联系，通过对催化剂的不断优化，催化裂化工艺的应用效果可以得到不断提高。我国炼油工业引入催化裂化工艺的时间是1958 年，而直到1965 年，才在抚顺石油二厂构建了完善的催化裂化工艺系统，在一定程度上实现了催化裂化工艺的价值。就目前来看，催化裂化工艺中的常见技术有3 种。

2.1 MIP技术

MIP 工艺技术借助了经过串联改进后的提升管反应装置，依照对应的技术条件，可以将其分为2 个区域。第一个区域的反应条件是催化剂与石油的比例及温度，对技术水平和要求较高，对重质油进行处理后，产生烯烃的速度更快。在第二个区域，提升管处在一个相对较高的位置，催化剂达到相关区域后，会与冷却介质融合，将反应温度降低，适当延长反应的时间，对于芳烃等物质的生成具备一定功效[2]。借助MIP 工艺技术，能够显著提升二次反应的强度，对氢转移反应进行管控，也可以使产品的性质和分布得到改善。

2.2 FDFCC技术

在我国，催化裂化装置被广泛地应用于柴油和汽油生产领域，甚至在整个油品生产中，同样占有很大比例。FDFCC 是指灵活多效的催化裂化工艺，其在柴油生产中发挥着积极作用，对于柴油需求量大的发展中国家而言，意义重大。在不断的发展过程中，催化裂化生产方式难以很好地满足市场需求，炼油企业开始朝着炼化一体化的方向转型，对催化裂化工艺生产烯烃提出了更加严格的要求。在这样的背景下，有研究人员通过对中型提升管试验流程的分析，提出了FDFCC 工艺技术，借助双提升管并联的方式，将其中一根提升管用于传统工艺中的重油处置，另外一根提升管则用于FCC 汽油处理，使汽油中烯烃的含量能够降到一个相对较低的标准，增加丙烯含量，提升汽油的纯度和质量。从实际应用的角度来看，FDFCC 技术具备很强的灵活性，原料适应性强且制造方案的改进简单，因此具有良好的价值。

2.3 双提升管FCC技术

为了确保产品分布的科学性及合理性，更好地完成各类材料的加工生产任务，需要对工艺技术的应用范围进行拓展，促进工业化的发展与进步。在运用双提升管FCC 工艺技术的过程中，需要在2 个提升管中放入2 种不同的材料，要求产品能够在不同温度条件下始终处于良好状态。提升管工艺在经过完善后，对比传统工艺技术，实际上没有明显的差异，仅仅是改变了温度和剂油比2 个参数，而这样简单的改变就会使轻催化汽油在另一根提升管中得到回炼处理，将丙烯产出率提高到一个更高的水平[3]。从企业炼油需求来看，应用双提升管FCC 工艺技术，能够对不同产品进行合理分布，例如，为了提高汽油和气体的产出率，需要将柴油与馏分回归到原本的提升管内进行回炼，在条件苛刻的情况下，必须进行裂化处理，这样才能更好地满足产品分布的相关要求。

3 催化裂化工艺在炼油工业中的应用要点

在炼油工业发展中，必须要高度重视催化裂化工艺的运用，提升工艺技术的适应性，这样才能够有效避免炼油过程中出现缺陷和问题。从炼油厂的生产过程出发，催化裂化工艺在生产中的应用应该把握好以下3 个优化要点。

3.1 优化设备

炼油工业生产中，催化裂化工艺的应用必须强调对于各类仪器设备的合理使用，而从整体工艺流程来看，沉降器和再生器在其中发挥了非常重要的作用，必须受到足够的重视。技术人员应该做好沉降器和再生器的优化设计，结合催化裂化工艺的特点，对相应的设备型号及特点进行全面细致的分析，重点把控好整体结构的布置，同时也应该优化和明确设备的安装位置。以沉降器和再生器的安装应用为例，通常应该将沉降器设置在生产工艺结构体系的下方，将再生器设置在生产工艺结构体系的上方，确保结构体系能够呈现出理想化的同轴式特征。这样布置能够提高生产环节的设备运行效率，也可以帮助工作人员实现对沉降器和再生器压力差的有效控制，即便因为特殊原因导致压力差较大，也依然能够保证设备稳定可靠的运行。从催化裂化工艺的具体反应来看，上述设备的应用方式能够保证生产运行的便捷性和灵活性，从整体架构层面可以取得较为理想的安全效果，实现催化剂的高效运用。

3.2 优化再生方案

炼油工业在应用催化裂化工艺的过程中，应该重视对再生方案的优化，在保证方案实施效果的同时，要使其能够体现出更强的经济效益，推动企业生产得到整体优化。再生方案的选择不能随意进行，工作人员要认真研究催化剂的性质和使用条件，在保证催化效果的基础上，应确保催化剂在生产中的应用能够发挥出更强的效益，减少和规避再生方案的选择对催化剂产生不良的影响，保持催化剂的活性[4]。另外，在选择再生方案时，还必须对再生剂中的碳含量进行分析，要确保其在充分满足生产需求的前提下，尽可能地降低碳含量，保证再生产品的质量。基于此，炼油企业在生产过程中，应该重视对再生方案的优化工作，要采取多样化的方式和手段提升优化效果。例如，可以从4 个方面进行优化改进。1）适当添加一氧化碳助燃剂，促进生产效益和经济效益的提高。2）重视对温度的控制，在条件允许的情况下，提高温度控制水平，对烧焦强度进行优化。3）进一步优化输送效率，选择高度合理的密相床，对装置的应用效果进行优化。4）对装置内部的主风分配管进行优化控制，选择优质、合适的材料，合理进行结构布局，提升控制效果，将其在流化方面所具备的积极作用充分发挥出来。

3.3 优化反应系统

炼油厂在生产中，对于催化裂化工艺的应用，如果要提高整体经济效益，必须要优化提升管反应系统，这也是最为基本的手段之一，要求技术人员从生产的现实需求着手，做好相应的处理改进工作。在对提升管进行改进优化的过程中，应该先保障其本身的质量和性能，强化提升管在生产应用中的适宜性，对其材质、参数、结构等进行优化，使合理地运用来自再生器的高温，精准地控制大剂油比。在提升管反应系统优化中，喷嘴是一个非常重要的装置，需要技术人员给予高度重视，通过结构优化，进一步提升喷嘴雾化的效果，为后续生产环节的质量优化提供可靠保障。另外，技术人员应该从炼油企业的生产反应过程着手，分析其中存在的各种问题，做好修正处理工作，使汽提段作业能够有效地控制焦炭产量，对产物的性能进行优化。在实际操作中，应该将汽提段挡板的高度设置得合理实用，以确保汽提段能够更加充分地进行反应，最大限度地发挥结构所具备的应用优势。

4 结语

总而言之，随着科技不断的发展，炼油工业对炼油效率和质量提出了更加严格的要求，催化裂化工艺在其中发挥着不容忽视的作用，需要技术人员加强对催化裂化工艺的深入研究，推动工艺技术的优化，将先进技术引入催化裂化工艺中，配合先进的设备和材料，提升工艺的有效性。