催化裂化技術(shù)進(jìn)展2011年10月石油化工科學(xué)研究院主要內(nèi)容催化裂化發(fā)展概況主要石油石化公司催化裂化技術(shù)特點(diǎn)我國(guó)催化裂化現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)石科院近期催化裂化技術(shù)主要進(jìn)展3催化裂化特點(diǎn)催化裂化是重油輕質(zhì)化并重新分配碳、氫元素的化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程,也是氫自平衡的反應(yīng)過(guò)程；催化裂化又是一種脫碳工藝，通過(guò)脫去適宜的碳，調(diào)節(jié)輕產(chǎn)品的H/C比和收率；催化裂化反應(yīng)按正碳離子反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行，是復(fù)雜的平行順序反應(yīng)過(guò)程。根據(jù)催化劑性能和反應(yīng)條件，有其相應(yīng)的產(chǎn)品分布特點(diǎn)。傳統(tǒng)上煉油界都以其生產(chǎn)汽油為主要產(chǎn)品；作為轉(zhuǎn)化工藝，也可生產(chǎn)低碳烯烴，正碳離子?位斷裂，最小產(chǎn)物是丙烯；催化裂化常壓操作，投資省、費(fèi)用低。4催化裂化的新發(fā)展催化裂化仍然是煉油的核心工藝近年的發(fā)展主要是：

¤加工更重的原料

¤生產(chǎn)輕質(zhì)清潔燃料¤多產(chǎn)低碳烯烴¤節(jié)能降耗、減排柴油市場(chǎng)需要汽油市場(chǎng)需求乙烯丙烯市場(chǎng)需求近期丙烯價(jià)格變化趨勢(shì)催化裂化處理能力催化裂化加工能力，桶/天增減幅，%2011.1催化加工量占原油加工比重，%地區(qū)2011.1原油加工能力，桶/天2011.12010.1美國(guó)17,376,2145，543,8845,582,834↓0.7031.90加拿大1,797,000462,100487,300↓5.1725.71拉丁美洲和加勒比地區(qū)7,630,5001,691,5071,690,007↑0.0922.16西歐13,557,4902,016,398,2,012,325↑0.2014.87獨(dú)聯(lián)體和中東歐9,462,712707,647707,647-7.48中東7,185,440386,485385,485↑0.265.38非洲2,789,782190,240186,725↑1.886.82亞太19,792,3972,223,6682,164,825↑2.7211.23世界79,591,53513,221,92913,217,148↑0.0416.61中國(guó)約4.77億噸/年約1.456億噸/年30.52主要內(nèi)容催化裂化發(fā)展概況主要石油石化公司催化裂化技術(shù)特點(diǎn)我國(guó)催化裂化現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)石科院近期催化裂化技術(shù)主要進(jìn)展ExxonMobil/KBR1、兩器并列型式；2、ATOAMX-STF扇形噴嘴；3、擁有專(zhuān)利權(quán)的密閉偶聯(lián)旋風(fēng)系統(tǒng)、翼閥；4、具有高效填料、分段汽提技術(shù)；5、單段再生，平板柵空氣分布器；6、適宜提升管長(zhǎng)度、旋風(fēng)升氣管最短；7、兩器、滑閥、大油氣管線采用內(nèi)部耐火襯里；8、大油氣管線、滑閥采用冷壁設(shè)計(jì)ExxonMobil/KBR1、兩器同軸型式；2、ATOAMX或ATOAMX-2進(jìn)料噴射系統(tǒng)3、擁有專(zhuān)利權(quán)的直角連接外提升管；4、兩級(jí)汽提，通量管擋板技術(shù)，通量管擋板與側(cè)向混合技術(shù)5、逆流再生，樹(shù)枝狀格柵主風(fēng)分布器6、控制催化劑循環(huán)量的塞閥7、擁有專(zhuān)利權(quán)的外部煙氣集氣室LummusTechnology1、兩器并列型式；2、短停留時(shí)間，全垂直外提升管3、擁有專(zhuān)利權(quán)Micro-jet進(jìn)料噴嘴；4、擁有專(zhuān)利權(quán)的負(fù)壓直聯(lián)旋風(fēng)系統(tǒng)；5、汽提器安裝具有專(zhuān)利權(quán)的規(guī)整格柵擋板；6、擁有專(zhuān)利權(quán)直角催化劑輸送線7、單段快速床再生，采用環(huán)狀或樹(shù)枝狀主風(fēng)分布器Nippon/SaudiAramcoHS-FCC1、丙烯產(chǎn)率為常規(guī)催化裂化的四倍以上；2、采用下行式反應(yīng)器，較高反應(yīng)溫度（550-650℃），較短反應(yīng)時(shí)間（＜0.5s）；3、降低催化劑返混PetrobrasFCC

1、擁有專(zhuān)利權(quán)的Uitramist進(jìn)料噴嘴；2、采用未密封的無(wú)料腿的粗旋（PASS技術(shù)）PetrobrasMFCC/UMFCCMFCC解決了低反應(yīng)溫度時(shí)的重油轉(zhuǎn)化能力問(wèn)題；

催化劑設(shè)計(jì)采用具有高可接近性、高酸性的基質(zhì)，以及低氫轉(zhuǎn)移活性的分子篩；

采用短接觸反應(yīng)時(shí)間、分層進(jìn)料、鈍化污染金屬（釩、鎳）提高選擇性和有效轉(zhuǎn)化率

UMFCC可生產(chǎn)較高品質(zhì)的柴油

較好的重油轉(zhuǎn)化能力

ShawGroup/Axens

1、G系列噴嘴2、短接觸反應(yīng)時(shí)間提升管；3、混合溫度控制系統(tǒng)；4、密閉旋風(fēng)系統(tǒng)；5、采用提升管出口汽提技術(shù)6、高效填料汽提器7、擁有專(zhuān)利權(quán)的催化劑和主風(fēng)分布系統(tǒng)ShellGlobalSolutions

1、兩器并列，采用內(nèi)提升管；2、高效噴嘴；3、短接觸反應(yīng)時(shí)間提升管；擁有專(zhuān)利權(quán)的提升管內(nèi)構(gòu)件（降低壓降、防止催化劑返混）4、密閉旋風(fēng)系統(tǒng)；5、采用倒V、倒U或半月形擋板的兩段汽提技術(shù)6、擁有專(zhuān)利權(quán)的高通量汽提擋板技術(shù)；提高汽提段催化劑流通速度，改善汽提效果7、單段逆流再生ShellMILOS

1、采用輔助提升管，可以按照多產(chǎn)柴油、多產(chǎn)丙烯方案靈活操作；2、采用柴油方案時(shí)，輕循環(huán)油產(chǎn)率可達(dá)到20%，十六烷值比常規(guī)催化裂化提高7個(gè)單位；UOPFCC1、兩器并列；2、擁有專(zhuān)利權(quán)的預(yù)提升技術(shù)；3、Optimix進(jìn)料分布系統(tǒng)；4、VDS分離系統(tǒng)（旋風(fēng)器、沉降器和汽提器）；5、改善汽提器高效待生催化劑流化效果的內(nèi)構(gòu)件；6、高效燒焦罐技術(shù)；7、RxCat技術(shù)，該技術(shù)特點(diǎn)是在提升管反應(yīng)器和再生器之間設(shè)立一個(gè)催化劑混合器,來(lái)自沉降器的部分待生催化劑與再生劑在混合罐摻混后直接返回提升管反應(yīng)器。通過(guò)采用溫度較低的待生催化劑與高溫的再生催化劑混合、換熱,使再生劑溫度降低,參與反應(yīng)的劑/油比提高。8、應(yīng)急連鎖系統(tǒng)UOPMSCC1、

催化劑向下流，原料油與催化劑簾成垂直方向接觸，然后水平通過(guò)反應(yīng)區(qū)，隨即快速分離2、超短接觸反應(yīng)時(shí)間；反應(yīng)后快速分離，減少了二次反應(yīng)，干氣少、生焦少，LPG烯烴度高，柴油含H量高，汽油產(chǎn)率高。3、單級(jí)外旋風(fēng)器4、熱汽提技術(shù)，在第一反應(yīng)區(qū)為裂化的大分子可繼續(xù)反應(yīng)；5、待生劑采用空氣提升，采用鼓泡床再生器UOPPetroFCC1、Optimix進(jìn)料系統(tǒng)；2、VSS或VDS分離系統(tǒng)3、高效汽提技術(shù)4、RxCat技術(shù)，該技術(shù)特點(diǎn)是在提升管反應(yīng)器和再生器之間設(shè)立一個(gè)催化劑混合器,來(lái)自沉降器的部分待生催化劑與再生劑在混合罐摻混后直接返回提升管反應(yīng)器。通過(guò)采用溫度較低的待生催化劑與高溫的再生催化劑混合、換熱,使再生劑溫度降低,參與反應(yīng)的劑/油比提高。5、雙提升管，采用汽油回?zé)捥岣叩吞枷N、芳烴產(chǎn)率國(guó)外技術(shù)小結(jié)進(jìn)料系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)原料霧化效果；汽提段采用填料技術(shù)、提高汽提效果；采用快分技術(shù)，使油劑快速分離，減少二次反應(yīng)；不同組分分區(qū)選擇性轉(zhuǎn)化技術(shù)SinopecFDFCC洛陽(yáng)石化工程公司開(kāi)發(fā)采用雙提升管反應(yīng)器結(jié)構(gòu)重油提升管在常規(guī)催化裂化條件下操作汽油提升管在較苛刻的條件下操作SinopecFDFCCSinopecDCC工藝使用重質(zhì)原料油多產(chǎn)丙烯反應(yīng)溫度比蒸汽裂解低得多操作方式靈活氣體產(chǎn)物以丙烯、乙烯為主烯烴產(chǎn)物雜質(zhì)少SinopecMGD汽油控制裂化技術(shù)渣油催化裂化原理原料組分選擇性裂化技術(shù)反應(yīng)終止技術(shù)配套專(zhuān)用催化劑根據(jù)原料油不同餾分的裂化性能不同和目的產(chǎn)品不同，為各餾分提供相應(yīng)的裂化環(huán)境SinopecMIP采用串聯(lián)提升管反應(yīng)器系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了裂化、氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化3類(lèi)反應(yīng)的可控性和可選擇性。明顯地降低了汽油中的烯烴含量,同時(shí)保持辛烷值不損失,重油轉(zhuǎn)化能力還有所增加。用相對(duì)較低反應(yīng)溫度/較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間的反應(yīng)模式，替代常規(guī)FCC高溫/短反應(yīng)時(shí)間的操作模式，有利于正碳離子反應(yīng)，不利于自由基熱裂化反應(yīng)，從而減少干氣生成。使用配套的、有專(zhuān)利權(quán)的催化劑。具有靈活多樣的操作方式。SinopecCGP采用含有兩個(gè)不同反應(yīng)區(qū)的串聯(lián)變徑提升管反應(yīng)器系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了裂化、氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化3類(lèi)反應(yīng)的可控性和可選擇性。汽油中的烯烴轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴和丙烯，從而顯著降低汽油中的烯烴含量。采用一種梯度酸強(qiáng)度和梯度孔分布的多功能催化劑。在第一反應(yīng)區(qū)底部采用新型預(yù)提升結(jié)構(gòu)。在第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)之間采用具有專(zhuān)利權(quán)的異型低壓分布板，以提高第二反應(yīng)區(qū)的催化劑藏量和催化劑濃度，從而強(qiáng)化雙分子反應(yīng)。采用具有新型結(jié)構(gòu)的高效汽提段。主要內(nèi)容催化裂化發(fā)展概況主要石油石化公司催化裂化技術(shù)特點(diǎn)我國(guó)催化裂化現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)石科院近期催化裂化技術(shù)主要進(jìn)展2023/10/1431中國(guó)催化裂化的現(xiàn)狀重質(zhì)油輕質(zhì)化的核心裝置

--提供汽油池~70％和柴油~30％油化結(jié)合的橋梁裝置

--提供丙烯市場(chǎng)40%二次加工能力最大的裝置加工渣油的主要裝置之一煉油板塊效益最好的裝置2023/10/1432催化裂化裝置的概況加工能力約1.5億噸/年(石油＋石化)

二次加工能力最大的工藝平均摻渣比例～36％工業(yè)裝置總數(shù)～160套石油＋石化～49+53套單套最大能力350萬(wàn)噸/年最小～10萬(wàn)噸/年

催化劑用量～12萬(wàn)噸/年催化裂化面臨的問(wèn)題適應(yīng)市場(chǎng)需要，既要生產(chǎn)清潔燃料（汽油烯烴、苯、硫含量、辛烷值等），還要提供接近40%丙烯；隨著石油資源減少，催化裂化面臨著原料重質(zhì)化、劣質(zhì)化的巨大難題;與前后處理技術(shù)的銜接配合焦化蠟油的加工焦化蠟油的最大摻煉比例和對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)影響加氫處理的焦化蠟油反應(yīng)性能加氫生成油的加工催化裂化油品的精制過(guò)程節(jié)能減排將是催化裂化技術(shù)所面臨的重要問(wèn)題(SOx,NOx,顆粒物、CO、溫室氣體CO2）催化裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行問(wèn)題（煙機(jī)結(jié)垢、催化劑跑損、裝置結(jié)焦）（汽油OR丙烯）2010年國(guó)際汽油規(guī)格和我國(guó)汽油規(guī)格主要性能指標(biāo)項(xiàng)目預(yù)計(jì)2010年國(guó)際燃料標(biāo)準(zhǔn)歐洲Ⅲ2000年歐洲Ⅳ2005年EMA建議規(guī)格國(guó)Ⅱ國(guó)ⅢRON92～95硫／μg/g<20<150<50<30≤500≤150芳烴／φ％25~35<42<35<35≤40≤40烯烴／φ％10~15<18<18<10<35<30苯／φ％0.5~1.0<1.0<1.0<1.0<2.5<1.0汽油國(guó)三、四標(biāo)準(zhǔn)RON抗爆指數(shù)硫ppm苯%烯烴%芳烴%氧%蒸汽壓國(guó)三9085150130402.788/72938897國(guó)四908550125352.788/72938897汽油國(guó)三、四標(biāo)準(zhǔn)(乙醇組分)RON抗爆指數(shù)硫ppm苯%烯烴%芳烴%氧%蒸汽壓國(guó)三8883.515013344088/729186.595國(guó)四8883.550127.738.8088/729186.595輕柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB252-2000對(duì)應(yīng)歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)氧化安定性，mg/100mL,≯2.52.5硫含量，%≯0.20.05十六烷值，≮4549總污染物,mg/kg≯-24潤(rùn)滑性60℃，μm≯-460最新公布的車(chē)用柴油推薦標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-2003對(duì)應(yīng)歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)氧化安定性，mg/100mL,≯2.52.5硫含量，%≯0.050.05十六烷值，≮4949總污染物,mg/kg≯-24潤(rùn)滑性60℃，μm≯460460催化裂化再生器排放標(biāo)準(zhǔn)排放物美國(guó)歐洲亞洲NOx20ppmv40μg/m3SOx25ppmv125μg/m350-125ppmv(日本)1000ppmv(印度)CO500ppmv顆粒物1磅/1000磅焦炭20μg/m32磅/1000磅焦炭(日本)0.67磅/1000磅焦炭(印度)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996中新污染源排放限值要求：再生煙氣中二氧化硫的濃度不高于400mg/Nm3，催化劑粉塵的濃度不高于120mg/Nm3。催化裂化再生器排放標(biāo)準(zhǔn)溫室氣體CO2的排放越來(lái)越受到關(guān)注，煉廠約15-25%CO2排放量來(lái)自催化裂化。各國(guó)相繼制定了催化裂化減排的措施。如歐洲計(jì)劃在九十年代的基礎(chǔ)上減排20%，日本為6%。為減少溫室氣體排放，UOP計(jì)劃通過(guò)提高熱能、動(dòng)能回收效率，優(yōu)化蒸汽及動(dòng)力系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)備維護(hù)，回收燃料氣中高價(jià)值組分等技術(shù)措施，達(dá)到減排20%的目標(biāo)。主要內(nèi)容催化裂化發(fā)展概況主要石油石化公司催化裂化技術(shù)特點(diǎn)我國(guó)催化裂化現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)石科院近期催化裂化技術(shù)主要進(jìn)展MIP系列技術(shù)節(jié)能減排先進(jìn)性分析相對(duì)于常規(guī)FCC工藝，MIP系列工藝裝置的能耗降低了8-10kgEO/t，由MIP工藝反應(yīng)部分的原料油升溫?zé)岷头磻?yīng)熱減少所造成的裝置能耗降低在5-8kgEO/t；MIP系列技術(shù)明顯地降低汽油烯烴含量，從而改善了汽油燃燒性能，減少了污染物排放；MIP系列技術(shù)使汽油的硫含量降低30%-50%，從而相應(yīng)地使因硫化物燃燒造成的污染物排放也減少了30%-50%；MIP系列技術(shù)使汽油的苯含量降低60%，從而明顯降低汽油由苯致癌的風(fēng)險(xiǎn)性；MIP系列工藝的處理量已達(dá)到7000萬(wàn)噸/年以上，每年可以多生產(chǎn)處109.2萬(wàn)噸有價(jià)值的液體產(chǎn)品，少生產(chǎn)出35.48萬(wàn)噸焦炭，相當(dāng)于減少二氧化碳的排放量約130萬(wàn)噸。我國(guó)催化裂化能耗變化趨勢(shì)44催化裂化原料及產(chǎn)品氫含量C4、C4組分原料焦炭C2以下組分汽油重柴油輕柴油油漿11.8-13.2%10.3-12.0%6.1-9.0%9.2-10.5%10.2-11.9%12.9-13.5%>19%>15%45高劑油比和短接觸的意義高劑油比增加活性中心對(duì)油之比，增加催化活性，增加催化反應(yīng)與熱反應(yīng)之比，減少生焦和干氣，提高重油轉(zhuǎn)化率；短接觸減少二次反應(yīng)，保留一次反應(yīng)生成的烯烴，保留芳烴。烯烴、芳烴含氫量低有利提高輕質(zhì)產(chǎn)品收率；減少氫轉(zhuǎn)移、縮合等反應(yīng)，減少生焦；少生焦減少炭差，反過(guò)來(lái)有利提高劑油比;高劑油比還可減少殘?zhí)哭D(zhuǎn)化為焦炭。降低干氣和焦炭產(chǎn)率的MIP-DCR工藝中型實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了小型實(shí)驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)再生催化劑溫度由720℃降低到610℃,劑油質(zhì)量比由5.0增加到5.5時(shí),在相同轉(zhuǎn)化率條件下,干氣產(chǎn)率下降16.20%,焦炭產(chǎn)率下降6.81%。開(kāi)發(fā)降低干氣和焦炭產(chǎn)率的MIP工藝技術(shù)的關(guān)鍵在于降低再生催化劑的溫度以及控制合理的再生催化劑的溫度和劑油比。MIP裝置柴油輕餾分回?zé)捲霎a(chǎn)高辛烷值汽油MIP裝置柴油輕餾分回?zé)捲霎a(chǎn)高辛烷值汽油MIP裝置柴油輕餾分回?zé)捲霎a(chǎn)高辛烷值汽油MI