流化催化裂化提升管进料段混合研究进展

流化催化裂化是最重要的重油加工工艺之一,提升管反应器是催化裂化装置的关键部分,提升管反应器的进料混合段存在返混严重;油剂两相在提升管截面上浓度分布不均匀等问题。进料段内油滴和催化剂的混合状况对产品的收率与分布有着极为重要的影响。从喷嘴和进料段结构对改善提升管进料段的混合效果进行了分析,同时介绍了近年来研究的新成果,以及设备应用的新进展。     

两段提升管催化裂化工艺研发成功

两段提升管催化裂化新工艺在石油大学 (华东 )研究开发成功。在年加工能力 10万吨催化装置上工业试验显示 ,该项工艺技术可使装置处理能力提高 30 %～ 4 0 % ,轻油收率提高 3个百分点以上 ,液体产品收率提高 2至 3个百分点 ,干气和焦炭产率明显降低 ,汽油烯烃含量降低 2 0个百分点 ,催化柴油密度下降 ,十六烷值提高。这是继分子筛催化剂和提升管催化裂化工艺技术出现以来的又一次催化裂化技术的重大创新。世界上第一套多功能两段提升管已在石油大学 (华东 )胜华炼厂年加工能力 10万吨催化裂化工业装置上改造成功。经 4 0多天的运行数据测算 …     

流化催化裂化反应器的技术进展

介绍并讨论了近期开发的流化催化裂化反应器,包括两段串联反应器、双提升管反应器、下行式反应器、多段进料反应器以及新型提升管反应器端口结构技术。以新型反应器为核心技术的各种催化裂化新工艺可以有效地提高催化裂化反应的转化率和选择性,减少非理想产品产率,也可以改善产品质量,生产环境友好的清洁燃料油品。此外新型提升管反应器端口结构还可以抑制设备结焦,延长流化催化裂化(FCC)装置的开工周期。     

两段提升管重油催化裂化(Ⅰ型)新工艺的初步研究

针对目前催化裂化提升管反应器后半段催化剂性能严重下降以及产品分布不太合理的状况,提出了采用两段提升管催化裂化新工艺技术取代常规的单段提升管催化裂化工艺技术.该工艺的突出特征是催化剂接力、分段反应、大剂油比和短反应时间. 在对新工艺进行理论分析的基础上,以大庆蜡油掺兑65%渣油为原料,采用ZC-7300催化剂,在小型提升管催化裂化装置上进行了一系列实验,考察两段提升管催化裂化（Ⅰ型）新工艺的可行性和先进性. 实验结果表明：与常规单段工艺相比,在相近转化率下,两段柴油产率提高6～8个百分点,轻油产率提高1～2个百分点;汽油烯烃含量减少,辛烷值提高,产品质量提高. 新工艺在提高柴油收率及改善产品分布和产品质量方面具有明显优势.     

石油加工的提升管催化裂化结构技术优化研究

催化裂化作为石油加工的核心装置，其效益的好坏，直接关系到石油加工的质量。为了更好地发挥催化裂化的作用，本文针对大港渣油加工原料的特点，开展了劣质催化裂化原料采用提升管催化裂化结构技术的优化研究。研究表明采用提升管两段催化裂化，与单段催化相比，汽油收率虽然降低，但柴油收率提高，表明两段提升管优化结构技术具有工业优势，即便对非常劣质的催化原料，仍然具有很好的适应性，且操作的灵活性得到极大的提高。     

两段提升管催化裂化技术

提出了单提升管催化裂化技术的弊端,介绍了两段提升管催化裂化技术的基本原理,分析了两段提升管催化裂化技术的研究情况,最后,讨论了两段提升管催化裂化技术在国内炼油工业的应用。     

渣油催化裂化反应技术新进展

重油催化裂化技术作为主要的重质油轻质化手段得到了迅速的发展,国内外围绕重油催化裂化的提升管反应器开发了许多新技术。概括介绍了渣油催化裂化提升管反应系统的最新进展,如新型进料喷嘴、轻烃预提升技术、两段提升管催化裂化、提升管末端快分技术、MTC等,并对目前工业提升管存在的问题和有待开发的技术领域进行了讨论。     

提升管-下行床耦合反应器模拟

采用轴径向二维扩散模型对提升管-下行床耦合反应器催化裂化反应进行了数学模拟,并与提升管及下行床进行了对比.结果表明,在下行床之前耦合一段适当长度的提升管不仅可以保证原料具有较高的转化率,而且可以保证目的产品的选择性较高,缩短达到相同产品收率所需的下行床长度.这种耦合反应器充分利用了提升管与下行床各自的优势,并可以根据具体的原料及产品需求调整进料的位置以改变提升段与下行段的长度比例,实现柔性操作.     

干气预提升技术在催化裂化中应用的分析

在重油催化裂化装置提升管中用干气代替水蒸气作为预提升气。通过该项技术在催化裂化装置中的运用进行分析,阐述了该技术在装置上运行的可行性,及其在改善提升管的工况、抑制油品的脱氢反应、提高轻质油收率和降低催化剂单耗、降低装置能耗等方面所发挥的良好作用,并对应用后经济效益进行了初步分析。     

双催化剂催化裂化工艺

为了获取更高的低碳烯烃收率,开发了双催化剂催化裂化技术。该技术采用反应并联、催化剂分区再生的技术手段,同时使用Y型催化剂和ZSM-5分子筛催化剂。反应部分采用双提升管工艺,重油与轻油分别匹配不同的催化剂和工艺条件在不同的提升管内进行反应。再生部分采用分区再生、烟气串联的两段再生技术,避免2种催化剂混合,同时保证轻油裂化所需的热量。中试试验结果表明,该技术可以显著提高催化裂化装置的低碳烯烃产率。     

催化裂解多产丙烯技术工业化试验装置设计

介绍了国内外第一套催化裂解多产丙烯技术(TMP)工业化试验装置的改造设计内容及投产后的运行情况.标定结果表明,大庆常压渣油经两段提升管催化裂解反应,在丙烯的收率达到20.38%的情况下,总液收为82.95%,而干气+焦炭产率只有13.99%.在多产丙烯的同时,兼顾汽油和柴油的质量.     

A novel conceptional process for residue catalytic cracking and gasoline reformation dual-reactions mutual control

Based on the subsidiary riser FCC (SRFCC) process for gasoline reformation [Y.H. Bai, J.S. Gao, S.C. Li, C.M. Xu, Petrol. Process. Petrochem. (China) 35 (2004) 17–21, J.S. Gao, C.M. Xu, Y. Mao, et al., Petrol. Refin. Eng. (China) 35 (2005) 7–9], a novel conceptional process for residue catalytic cracking and gasoline reformation dual-reactions mutual control (DMC) was proposed and relevant experimental researches were carried out in a Technical Pilot Scale Riser (TPSR) FCC apparatus. The goals of DMC were to improve product quality and increase desirable product yield in residue catalytic cracking as well as in FCC gasoline upgrading. The experiments showed that the decrease of temperature difference between feedstock and regenerated catalysts in DMC by directly leading the cooled regenerated catalysts into riser reactor or feeding gasoline into riser reactor in vapor phase could decrease the amount of dry gas and coke and obtain a better quality of upgraded gasoline. Moreover, the spent catalysts still retaining high level of activity could be recycled to the base of the main riser reactor treating heavy oil and mixed with regenerated catalysts in DMC, it allows residue catalytic cracking to operate at high catalyst-to-oil ratio and the relatively low inlet catalysts temperature. The experimental results also showed that the mixed catalysts could improve the product selectivity in residue catalytic cracking, especially for light oil (gasoline and diesel). In addition, compared with the routine RFCC, the product distribution from the residue catalytic cracking in DMC contains more liquid products, less dry gas, and a better gasoline quality.     

新型CDCM催化剂在两段提升管催化裂化装置上的应用

CDCM催化剂在800 kt·a^－1两段提升管重油催化裂化装置（TSRFCC）上的应用结果表明,该催化剂具有活性高、目的产品选择性好、重油裂解能力强和抗重金属污染能力强的特点。能显著改善产品分布和提高产品质量，在操作条件基本不变的情况下，液态烃收率和总液收分别可提高2.80和0.60个百分点，同时汽油辛烷值和诱导期提高，液态烃中丙烯含量增加。     

TMP工艺与催化剂的配套性分析

在重油催化裂解多产丙烯（简称TMP）技术中,将两段催化裂解工艺与配套的增产丙烯催化剩结合,以大庆常压渣油为原料可以得到20％的丙烯收率,并能够很好兼顾汽柴油的质量。试验结果表明：以大庆常压渣油为原料,使用配套开发的LCC-300催化剂,干气加焦炭收率。小于15％、丙烯的收率大于20％、汽油的辛烷值RON96、烯烃30％（v）左右。     

CFD modeling of gas-solid flow and cracking reaction in two-stage riser FCC reactors

The Eulerian-Eulerian approach was applied to simulate the flow behavior and catalytic cracking reactions in the riser reactors of two-stage riser fluid catalytic cracking (TSRFCC) technology. A k-ε-k_p-ε_p-Θ gas-solid turbulent flow model was used, which took account of the particle turbulence and the interaction of turbulence between gas and particle phases. A 14-lump kinetics model was used for simulating cracking reactions. The approach and model were validated with both experimental results and commercial data. The distributions of particle fraction volume and velocity, as well as product yields in the TSRFCC riser reactors were first analyzed. The simulations were then carried out for optimization studies to understand the influence of the operating conditions on the performance of commercial TSRFCC riser reactors. The model and results presented here are valuable for the design and optimization of TSRFCC technology.     

基于多目标优化的两段提升管重油催化裂解自优化控制

针对两段提升管重油催化裂解过程经济运行要求和工艺特点,从多目标优化角度出发,提出一种自优化控制方法。首先,基于过程稳态模型,考虑操作约束条件,构造同时最大化丙烯产量和最小化干气产量的多目标操作优化问题,并采用标准化法向约束方法求解获得完整、均匀分布的Pareto最优解;然后,根据多目标优化结果所揭示的最优操作条件与积极约束之间的关系,提出了一种基于串级控制的自优化控制策略。仿真结果表明,与传统的提升管出口温度设定值跟踪控制相比,本文方法在干扰作用下能够及时调整操作条件,降低干扰对过程优化运行的不利影响。     

面向产品分布协调的两段提升管催化裂解多目标优化

根据两段提升管重油催化裂解过程工艺特点和经济运行要求，基于过程机理模型，考虑多种约束条件，构造了同时最大化丙烯、汽油产量以及最小化干气产量的多目标操作优化问题，并采用标准化法向约束方法求解获得了完整、均匀分布的Pareto最优解。仿真结果表明，多目标优化结果可以定量地描述出丙烯、汽油和干气收率间的最优折中，以及操作变量、约束条件对产品分布的影响，可以为过程优化操作提供指导。     

重油催化裂化工艺的新进展

介绍了重油催化裂化工艺的新进展,如毫秒催化裂化工艺、下行床反应器催化裂化工艺、两段提升管催化裂化工艺、多产轻质烯烃的催化裂化新工艺、催化裂化汽油改质降烯烃新工艺等,并对重油催化裂化工艺的发展趋势进行了展望。