浅谈0.5Mt/a催化裂解装置丙烯含量影响因素及应对措施

李庆龙

摘要：本文针对影响催化裂解装置丙烯产量的相关因素进行分析，并制定相应措施，提高装置丙烯产量，提高公司整体创效水平。

关键词：催化裂解;丙烯;因素

一、装置概况

裂解装置是由中国石油工程公司华东设计分公司设计，于2013年9月份破土动工，2014年8月份正式建成，2015年4月3日正式投产，2015年10月份进行第一次改造。根据大庆宏伟庆化石油化工有限公司对丙烯产品的需求及全厂总加工流程的安排，本装置，加工量为50×104t/a，装置进料还包括混合碳四回炼35×104t/a，设计年开工时数为8400小时。原料主要是常减压的馏分油、常压渣油、减压渣油及丙烷脱沥青油、蜡膏、蜡下油等。随着石油资源的短缺和原油的日趋变重，处理的原料可以是全常渣，甚至是全减渣。该装置具有轻质油收率高、汽油辛烷值较高、气体产品中烯烃含量高等特点。

二、催化剂对丙烯的影响

催化剂中的V2O5在690℃下会熔化。如果再生器温度超过了钒氧化物的熔点，会增强钒的流动性，使得钒占据更多的催化剂活性中心。目前一般都偏向选择较高的再生器温度和CO完全燃烧再生方式。这样就加大了处理高钒含量原料的难度。

水热稳定性影响，新鲜催化剂中的钠会影响沸石的水热稳定性。

毒性的影响，原料中的钠对催化剂也有毒性，像钒一样破坏催化剂的活性。

当原料中的钠与钒结合起来时，会急剧加大对催化剂的危害。

钒酸钠的影响，钠和钒作用形成各种型式的低熔点钒酸钠，从而加大了钒的流动性，二者的协同作用加大了对沸石的水热破坏。

所以，水蒸气与V205反应形成挥发性的钒酸VO（OH）3，使新补充的催化剂迅速失活。水蒸气的来源有两种，一种是由焦炭中氢的燃烧产生，另一种是由催化剂的汽提过程带入。其中，氢燃烧释放出来的热量导致催化剂内的温度极高，使催化剂进一步遭到破坏，甚至导致催化剂颗粒烧结。

催化剂活性对丙烯的收率有这必然的联系，催化剂活性越高，丙烯的产量越大，为了维持催化剂的活性，必然要大量补充新鲜催化剂。催化剂的补充速率高（每天3%催化剂床层藏量），可降低催化剂上的重金属浓度，并能更好地控制由此造成的危害。催化剂的补充速率越大，钒全部氧化并且从催化剂颗粒表面上迁移的时间越短，这样，丙烯的产量也会相应提高。

三、生产数据分析

结合装置上半年生产实际情况，原料组成、配比，以及操作条件等方面，分析起对丙烯的影响情况。

上图蜡油、渣油与丙烯产量关系图，可以看出蜡油逐渐升高的同时，丙烯产量也在逐渐升高，蜡油降低时，丙烯产量也在降低，所以蜡油对丙烯的产量有明显的影响。当渣油升高时，丙烯也升高，但是渣油降低时，丙烯变化不是很明显，所以渣油与丙烯产量关系不大。

上圖是余C4与丙烯产量 关系图，可以看出丙烯产量上涨时，余C4基本没有太大的变化，所以余C4与丙烯产量关系不大。当混C4变化时，丙烯产量相对比较稳定，所以混C4与丙烯产量关系不大。

重C4烯烃组成对丙烯产量的关系图，基本上可以看出四个烯烃的变化均与丙烯产量的变化不对应，所以回炼重C4的烯烃组成与丙烯产量没有特别明显的影响。这次只是对2021年5月10日至17日的数据分析，不代表全部，因为有加工量的影响。

这是2021年5月20-29日操作（一段反应温度和再生器床温）趋势图和5月20日至29日丙烯产量趋势图，总体趋势来看丙烯产量上升，因为一段反应温度提高和再生器床温降低，均是提高剂油比，提高原料的裂解能力，产出更多的丙烯。

四、结论

1、提高催化剂活性，减少催化剂的重金属污染，对增产丙烯有这明显的影响。

2、提高蜡油加工量，提高蜡油占比，可以提高丙烯的产量，提高装置效益。

3、提高一段反应温度，降低再生器床温，提高剂油比，进而提高原料的裂解深度，对丙烯的产量有着明显的影响。