石油化工催化裂化工艺技术优化探究

牛永华，杨光伟，陈太生

（山东东明石化集团有限公司，山东 菏泽 274500）

引言

近年来，随着全球石油资源的不断减少，石油资源的市场供应日益紧张，满足生产生活对石油化工产品的需求已经不能仅仅依靠开采和储备，属必要通过技术优化的方式提高石油原油的炼化效率和最终质量，通过开源和节流并行的方法，满足我国对石化产品及其附加品的需求。在科学技术飞速发展的今天，石油化工技术已经得到了日新月异的提升，但无论技术如何进步，石油催化裂化工艺仍然是轻质油提取的最主要、最重要的途径。如何能够在现有的基础上，优化石油催化裂化工艺技术，提高石化公司的生产效率，增加石油化工产品的产量，满足生产生活的日常所需，是当下广泛热议的话题。作为石油炼制中的重要工艺，石油催化裂化工艺承担着提高石油炼制效率，提高可用轻质油转换率的任务，而且对石油催化裂化工艺进行优化可以提高汽油、柴油等石油化工产品的产量，进而充分供给日常生产生活所需。因此，进行石油化工催化裂化工艺技术的优化是势在必行的。

1 石油化工催化裂化工艺技术介绍

石油化工催化裂化工艺技术发展至今，经历了多次的技术革新和优化，因为各阶段科学技术水平和石油化工产品使用要求的不同，为了满足各个时期的要求，石油化工催化裂化工艺在各个阶段的技术特征也不尽相同，从最开始的热裂化技术、焦化技术到后来的加氢技术，石油化工的炼油技术不断发展进步，一直到今天所使用的石油化工催化裂化工艺，本工艺反应过程较为温和，而且全程可控，能对原料油进行多元化的分解和提炼，大幅提高石油化工产品的生产效率，有效节约了大量石油资源，符合低碳生态的时代要求。经过近些年的技术革新和发展，石油化工催化裂化技术得到了广泛的应用，其主要阶段主要有以下三个，分别是原料油催化裂化、催化剂再生以及产物分离，如图1 所示。

图1 石油化工催化裂化技术示意图

1.1 原料油催化裂化环节

首先，原料油催化裂化是石油化工催化裂化工艺过程的第一个环节，也就是借助催化剂的催化反应使原料油产生化学反应，进而发生裂化。这个反应阶段主要分为三个过程，一是将蒸汽雾化后的原料油喷入再生器里；二是让原料油和催化器之间产生充分的化学反应，将原料油分解为化学小分子；三是将上述两个环节中产生的化学反应物经过一系列流程进入分馏阶段。原料油催化裂化中所用到的催化剂主要有Y型分子筛和稀土改性Y 型分子筛两种，通过催化剂的使用，不仅可以降低系统压力要求，而且可以提高炼化质量[1]。

1.2 催化剂再生环节

石油化工催化裂化工艺过程中还涉及到一个催化剂再生的环节，催化剂再生也就是利用已经使用过的催化剂，使其重新恢复催化功能的过程。众所周知，催化剂和经过蒸汽雾化后的原料油充分接触产生化学反应后，会有焦炭产生，如果将再生后的催化剂注入再生器，就会产生激烈的反应，进而恢复自身的活性。所以为了提高石油化工企业炼油的效率，节约石油化工产品的生产成本，必须要提高对催化剂再生的关注度。

1.3 产物分离环节

在原料油炼化过程还要进行一个产物分离的环节，这个环节是能够决定石油炼化结果的一个至关重要的阶段。该环节主要包括以下两个方面的工作，一是分馏和吸收第一阶段催化裂化过程中产生的油气，并通过分馏和吸收的过程产生汽油、液化气等产物，并有效提升石油化工产品的质量；二是在富油进行充分进入后，排出的贫气进入吸收塔底，在于柴油发生充分的逆流接触之后就可以对贫气中的汽油进行回收[2]。

2 石油化工催化裂化工艺技术优化措施

2.1 合理控制工艺参数

石油化工催化裂化技术的工艺参数指的是在完成催化裂化工作时的一系列基础数据和指标要求，对于石油化工催化裂化工艺的工作效率和最终效果有着重要的影响作用，所以对工艺参数进行科学合理的控制可以提升石油化工产品的最终产出质量。因此，在石油原料油炼化的过程中，要求工作人员应该时时根据石油化工产品的需求和炼制过程的实际工作来调整工艺参数，通过工艺参数的控制来改善催化裂化工艺中各种反应的实施条件。而且原油材料中有很多的渣油，如果直接使用催化裂化技术进行工作，往往会导致汽化过程不完全，甚至出现气、液体并存的局面，对石油化工产品的浓度变化有着很大影响。所以在工作过程应该最大限度地合理控制工艺参数，以此降低催化裂化过程中的不充分反应和不良影响，进而确保催化裂化质量[3]。

2.2 优选催化剂体系

催化剂在石油化工催化裂化工艺中起着重要的作用，好的催化剂不但可以加快催化裂化过程的反应效率，提高石油化工产品的质量，而且可以降低石油化工企业的生产成本，提高其经济效益。因此，为确保石油化工催化裂化工艺在投入生产时能取得更好的工艺效果，必须要选择合适的催化剂，优化催化剂体系，不同催化剂活性与产品收率的关系也不尽相同，如表1 所示。在实际工作过程中，固体催化剂得到了广泛的应用，但是生产的过程并不是一个完全固定的过程，反而会出现很多不固定的因素，所以受到这些因素的影响，固体催化剂的催化效果也会有所降低。所以就要优选催化剂体系，提升其活性和催化效率，避免催化剂无效的现象频繁出现[4]。

表1 不同催化剂活性与产品收率的关系

2.3 改善工艺生产条件

在石油化工产品的生产过程中，需要通过改善生产条件来提高生产效率和产品品质，这就要求在催化裂化的反应过程中，通过升高温度和强化加管力度的方式来改善生产条件。首先，如表2 所示，不同温度下的产品收率以及总液体收率是不同的，升高温度可以增加工艺反应速度，加快工艺反应效率，降低催化裂化过程中对设备造成的伤害，减少设备成本的支出。而且加强对催化裂化反应过程中各生产设备的监管，定期进行维修养护，可以有效降低安全事故的发生频率，保证企业和操作人员的生命财产安全。除此之外，还要加强设备安全的监督，对工作的全过程进行监管，尽可能的保障安全生产。

表2 不同温度下的产品收率以及总液体收率

2.4 优化工艺生产流程

目前的石油化工催化裂化工艺有五个组成部分，分别是反应再生、原油分馏、吸收稳定、脱硫精制和烟气能量回收，只有将这五个工艺内容进行统筹协调，严格按照这五个组成部分的固定顺序进行工作，并在这个工作过程中不断完善各方面的条件，才能有效地进行石油化工的催化裂化，减少催化剂的使用，实现效率的大幅提升和资源的高效利用。

2.5 完善工艺管理体系

石油化工催化裂化的过程是一个专业的化学工艺，需要操作人员具有极高的专业素养和相关技能，而且为了能获得更好地反应效果，势必要规范完善催化裂化的工作流程，确保安全化的高效率生产。为了完善工艺管理体系，必须要完善工艺要点，提高工作人员的专业水平和创新意识，做好催化剂和反应产物的分离工作，并对反应器进行日常检查和改造，以确保反应器的工作效率和产品质量[6]。

3 结语

在当下石油资源开发不断深入，石油资源储备日益减少，石油化工产品市场供应逐渐匮乏的大环境下，石油化工企业应该在充分了解石油化工产品在生产过程中面临的困境的情况下，通过技术革新、工艺优化等方式，不断提高石油炼化的技术含量和产出效率。比如通过合理控制工艺参数、优选催化剂体系、改善工艺生产条件、优化工艺生产流程、完善工艺管理体系等方法对石油化工催化裂化工艺进行技术优化，达成或超过石油化工企业的计划生产目标，提高石油化工产品的质量，减少对原油资源的消耗，进而提高企业的经济效益和社会效益，促进国家发展和社会进步。