重油催化裂化反应历程数值模拟Ⅰ.模型建立及流体力学性能模拟

在气、固两相流体动力学模型的基础上，采用基于机理反应的14集总模型，考虑了反应温度、局部固体浓度变化以及流动对重油催化裂化反应的影响，建立了重油催化裂化流动-反应耦合模型；采用该模型计算了提升管反应器内气、固两相流动形态。结果表明．提升管内气、固两相沿轴向、径向和切线方向的流动不均匀，并非完全对称流动，而以S型螺旋形上升流动。受喷嘴区高速射流的影响，喷嘴上方固体颗粒呈向下流动趋势，形成一个诱导回流区域。     

重油催化裂化装置提升管沿程产物分布的研究

利用专门开发的工业提升管在线取样系统对青岛石油化工厂重油催化裂化装置提升管进行了在线取样，通过对不同位置所得样品的分析，研究了工业重油催化裂化装置提升管沿程产物分布和组成变化。产物收率在反应初期变化很快，而在后期变化很小；汽油收率在提升管中部以后变化很小，选择性在提升管中部达到最高值，然后降低；柴油收率和选择性在反应初期出现最高点。汽油烯烃含量开始时随反应进行逐渐增加，在提升管前部达到最高点后逐渐下降；汽油硫含量沿提升管高度增加而逐渐降低。     

MIP工艺在重油催化裂化装置的工业应用

对中国石化北京燕山分公司80万t/a重油催化裂化装置提升管反应部分进行了多产异构烷烃(MIP)工艺改造,并应用了RMIP-1型专用催化剂。运行及标定结果表明:与改造前相比,汽油、柴油产率分别降低了2.42,2.55个百分点,原料油转化率、丙烯收率分别增加了0.37,0.62个百分点,汽油研究法辛烷值(RON)增加了0.3个单位,汽油中的烯烃质量分数降低了13.69个百分点。     

降低催化裂化汽油烯烃技术--FDFCC工艺

根据催化裂化过程中烯烃转化机理，提出了一种并联双提升管催化裂化反应体系——FDFCC工艺，其中一根提升管用于重油裂化，另一根用于汽油改质。工业实施结果表明，该工艺可以显著降低催化裂化汽油的烯烃含量，烯烃体积分数降低20～30个百分点，硫含量下降15％～20％，改质汽油诱导期增加，MON和RON略有增加，芳烃中苯含量基本维持不变，芳烃含量虽有所提高，但远远小于规定指标。与常规FCC工艺相比，FDFCC工艺的汽油产率下降4～5个百分点，液化气和柴油产率均增加2个百分点左右，(焦炭 干气)产率增加小于1个百分点。     

优化催化裂化操作提高重油转化率降低汽油烯烃含量

通过优化催化裂化装置的操作参数可有效提高重油转化率和降低汽油烯烃含量。在工业催化裂化装置上优化结果表明：当系统催化剂的活性由58提到62，油浆产率降低1．14％，干气产率降低0．18％，汽油烯烃含量降低4．5％；当汽油回炼量由原料量的12％增至20％，干气产率降低0-31％，汽油烯烃含量降低6．5％；当剂油接触时间延长0.2s，汽油烯烃含量降低2％；当反应温度降低5℃、再生温度降低20℃时，汽油烯烃含量降低2．2％，干气产率降低0．28％。     

多产异构烷烃催化裂化工艺(MIP)的工业应用

介绍了多产异构烷烃工艺(MIP)在安庆分公司1．2Mt／a催化裂化装置的工业应用情况。运行结果表明，该工艺具有明显降低汽油烯烃含量的效果，汽油烯烃体积分数由约48％降至35％以下；产品分布得到改善，重油催化裂化能力强，汽油产率提高3个百分点，液化石油气产率提高2．5个百分点，柴油产率降低4个百分点，总液体收率提高；汽油硫含量下降20个百分点，硫质量分数降至800μg／g以下。MIP工艺在促进重油转化的基础上，还有效地改善了催化裂化汽油质量。     

重油催化装置反应系统技术改造浅析

介绍了兰炼重油催化装置在2000年停工检修中，应用MGD和VQS技术，采用BWJ喷嘴，在提升管后部注入急冷水等反应系统技术改造的情况，提高了装置处理量和减压渣油掺炼比，改善了产品分布，未投用MGD汽油喷嘴时，掺渣比由39．09％提高至51．13％的情况下，干气产率下降了1．72％，油浆产率下降了0．35％，焦炭产率下降了0．03％，MGD汽油喷嘴投用时，柴油收率，柴汽化，液化气收率分别为可达31．8％，0．837，12．72％。     

对催化裂化装置使用终止剂技术的认识

介绍了催化裂化装置终止剂的类型、用量和注入位置等因素在催化裂化反应过程中的作用。在工业装置上考察了终止剂用量和终止剂的注入位置对产物分布、汽油的性质和气体烯烃浓度的影响。结果表明：在控制相近的重油转化深度下，终止剂用量占处理量1％、10％和16％时，焦炭和干气产率均先降低后增加，汽油中烯烃含量和C3中烯烃质量分数则分别降低2．0和1．2个百分点，汽油中异正构烷烃比增加，二烯值降低，诱导期增加超过100min；终止剂注入点由提升管中部移至上部而其他条件不变时，汽油中烯烃和C3中烯烃质量分数分别增加4．2和0．6个百分点。     

重油催化裂化装置MIP-CGP技术改造

中国石化青岛石油化工公司采用多产异构烷烃-清洁汽油增产丙烯工艺(MIP-CGP),对1.0 Mt/a重油催化裂化装置进行技术改造。通过对提升管反应器的改造,增加第二反应区,同时采用专用CGP催化剂,控制裂化深度,实现降烯烃并兼顾增产液化气和丙烯的效果。结果表明,改造后液化气质量分数提高了4.36个百分点,干气质量分数下降了约1个百分点,总液收率提高了0.86个百分点;改造后汽油含硫质量分数下降了0.012个百分点,烯烃体积分数下降了14.3个百分点,诱导期延长了587 min,但柴油质量变差。经估算,改造后比改造前可增加效益12 708万元/a。     

重油催化裂化装置提升管反应系统的技术改造

中原油田石油化工总厂500kt/a重油催化裂化装置提升管采用石油大学开发的高效雾化喷嘴,并对旋风分离器进行了改造。对各产品产率沿提升管高度的分布情况进行了模拟计算,确定了终止剂最佳位置。终止剂为水或粗汽油,其注入量分别为原料的3％－6％及5％－10％。采用了这些措施后轻油收率和总液体收率分别提高4．53和3．95个百分点,增加了经济效益。     

劣质重油高选择性催化裂化(RTC-G)技术开发

为了达到劣质重油催化裂化多产汽油和低碳烯烃的目的,基于拟全浓相、拟均温、拟匀速反应概念,提出使用快速流化床反应器对劣质重油原料进行催化裂化的思路。以中国石化济南分公司2号催化裂化装置原料油为原料,进行了快速流化床反应器催化裂化反应研究,开发了劣质重油原料高选择性催化裂化(RTC-G)技术。研究结果表明：相比于提升管反应器,使用快速流化床反应器催化裂化时的液化气产率和汽油产率分别高2.33百分点和0.35百分点,干气产率低0.34百分点,产品转化率和高价值产品选择性均有一定优势。在快速流化床反应器内选用适当的催化剂,可使劣质重油催化裂化的液化气产率达25.52%,丙烯产率达11.84%。     

催化裂化汽油辅助提升管降烯烃技术的工业应用

新开发的催化裂化汽油辅助提升管改质降烯烃技术,在中国石油华北石化分公司1.0Mt／a重油催化裂化装置上进行了工业应用。该技术实施后,汽油烯烃体积分数由55％降低到35％左右,除汽油研究法辛烷值比预提升段回注下降0.3个单位外,对产品主要性质影响不大,成功实现了重油裂化主提升管和催化裂化汽油改质辅助提升管的平稳运行,与改造前采用的催化裂化汽油预提升段回注措施相比,液体收率和轻质油收率分别提高了1.5和5.7个百分点,干气和焦炭产率分别下降了0.8和1.3个百分点。     

重油催化裂化反应系统集成技术及应用

以独创提升管三维多相流动反应机理模型的数值模拟为理论指导,借助具有结构创新的专用设备,可有效改善提升管反应器进料段的油-剂接触和提升管出口反应油气返混,实现对提升管反应过程的灵活调控。在中国石油前郭石化分公司80万t/a重油催化裂化装置上集成了提升管反应的部分先进技术,主要包括提升管反应控制技术,终止剂技术,用水代替粗汽油作终止剂;采用高效雾化喷嘴,提升管末端“三快”(快速汽提、快速分离、快速导出)技术即CSC汽提式粗旋快分系统。近2年的运行实践表明,与生产90#普通汽油相比,在相同条件下采用集成新技术生产90#低烯烃汽油,轻质产品收率增加1.02~1.08个百分点,汽油烯烃体积分数由35.6%下降为33.2%。     

催化裂化汽油催化改质降烯烃反应规律的试验研究

利用催化裂化催化剂在小型提升管催化裂化装置上对催化裂化汽油催化改质降烯烃过程的反应规律进行了试验研究，详细考察了反应温度、剂油比、反应时间、催化剂活性以及催化剂类型对催化裂化汽油改质降烯烃过程的影响。试验结果表明，随着反应温度、剂油比、反应时间以及催化剂活性的增加，改质汽油烯烃含量降低的幅度增加。催化裂化汽油改质后，烯烃含量大幅下降，异构烷烃和芳烃含量有较大幅度的增加，烯烃含量可以降低到汽油新标准的要求，辛烷值基本维持不变，并且汽油收率高，液体收率维持在98．5％以上，(干气 焦炭)产率损失小。     

多产高辛烷值汽油并降低柴汽比的柴油催化转化工艺技术的工业应用

为了更好地适应市场变化,降低全厂柴汽比、多产高辛烷值汽油,中国石油庆阳石化公司采用中国石油石油化工研究院开发的多产高辛烷值汽油并降低柴汽比的柴油催化转化工艺技术（DCP-Ⅰ）,通过对重油催化裂化装置现有工艺流程进行简单改造,在二段提升管下部喷嘴处回炼催化裂化柴油。工业应用结果表明：装置回炼催化裂化柴油后,柴汽产率比降低了0.09,稳定汽油中烯烃体积分数降低了0.5百分点,研究法辛烷值增加了0.4,催化裂化柴油密度随着回炼柴油比例的增加略有增加,柴油中饱和烃含量略有下降,芳烃含量略有增加,液化气中丙烯含量略有增加。     

重油MIP与劣质催化裂化柴油LTAG组合工艺催化裂化装置运行分析

炼油结构调整、提质升级要求炼厂调整催化裂化工艺的加工策略,增产清洁汽油馏分并减少劣质催化裂化柴油产品。中国石化济南分公司采用MIP与LTAG工艺技术进行催化裂化装置改造,通过设计双反应器工艺流程,解决了重油催化原料与加氢后劣质柴油两种差异性原料进行高选择性裂化反应的难题。对比改造前的FDFCC工艺技术,重油MIP 与劣质催化裂化柴油LTAG组合工艺,通过精确控制LTAG原料的加氢深度实现了多产富含芳烃高辛烷值汽油的目标;装置改造后,汽油收率明显增加,汽油辛烷值显著提高,汽油中烯烃含量降低而芳烃含量明显提高;柴油十六烷值降低幅度大,油浆密度略有增加,其中副提升管LTAG油浆产率较低,对应的副分馏塔需要补充油浆才能保障油浆系统运行。     

喷气燃料馏分进催化裂化LTAG喷嘴回炼的工业实践

在中国石化石家庄炼化分公司3号催化裂化装置上考察了喷气燃料馏分进入提升管反应器的LTAG喷嘴回炼对产品分布、产品性质的影响。结果表明：在催化裂化装置重油进料量、进料组成及主要操作条件维持稳定的前提下,喷气燃料馏分回炼后,干气、液化气、汽油产率上升,柴油、油浆、焦炭产率下降;所得液化气产品的（C₃＋C₄）烷烃含量上升,（C₃＋C₄）烯烃含量下降;在保持重油进料量为210 t/h左右的情况下,与没有回炼的空白工况相比,喷气燃料回炼量分别为11.2 t/h和21.1 t/h的两种工况下,所得产品汽油的芳烃体积分数分别下降0.2百分点和0.5百分点,苯体积分数分别上升0.05百分点和0.07百分点,研究法辛烷值（RON）分别下降0.2和0.6。     

增强型MIP-CGP技术加工俄罗斯劣质重油的工业实践

为多产低碳烯烃和低烯烃含量、高辛烷值汽油，中国石油大庆石化公司在其新建2.0 Mt/a重油催化裂化装置上，采用中石化石油化工科学研究院有限公司开发的增强型多产异构烷烃并增产丙烯的催化裂化(MIP-CGP)技术，以专用CGP-C(DQ)催化剂加工俄罗斯原油和大庆原油的劣质重油。装置标定结果表明：对于裂化性较差的俄罗斯原油劣质蜡油和渣油，其裂化条件更加苛刻；采用增强型MIP-CGP技术加工俄罗斯原油劣质重油占比为63.34%的原料，最佳反应温度为530℃,剂油质量比为7.5;产品液化气产率达到26.73%(其中丙烯收率8.83%),液体产物总收率为80.82%,稳定汽油的烯烃体积分数为24.20%、研究法辛烷值为93.0,满足技术考核指标要求；同时，CGP-C(DQ)催化剂具有催化活性强、丙烯选择性高、抗钒性能好的特点。     

沧炼采用石科院MIP技术“一箭双雕”

沧州炼油厂投资2300万元，采用北京石油化工科学研究院独家开发的Mm技术(多产异构烷烃的催化裂化工艺)改造重油催化裂化装置，经过一个多星期的调试运行，开始显示出技改效果：催化汽油烯烃含量大幅降至约30％，所生产的汽油产品全部达到了新的汽油国家清洁燃料标准，同时丙烯产率提高了2个百分点左右，每年增加经济效益1700多万元。     

MIP工艺工程技术的进展

多产异构烷烃的催化裂化(MIP)工艺在国Ⅲ和国Ⅳ标准汽油质量升级的过程中发挥了重要作用,并形成了一系列的MIP技术.MIP工艺通过提升管设置串联的第二反应区(二反)建立反应床层和补充待生催化剂降低二反空速,采用缓和的反应条件强化异构化反应,可以将催化汽油烯烃体积分数降至35％以下,苯质量分数降至1.0％以下.多产清洁汽油和丙烯(MIP-CGP)工艺可以将汽油中烯烃的体积分数降低至18％以下,同时将汽油中的芳烃体积分数提高至18％以上,汽油辛烷值(RON)提高1个单位,相对原料的丙烯产率提高到8％～10％.降低焦炭和干气(MIP-DCR)工艺在一反底部增设催化剂预提升混合器,可大幅度降低原料油与再生催化剂的接触温差,进一步降低干气和焦炭产率,增加总液体收率0.15百分点以上.增产高辛烷值汽油(MIP-LTG)工艺将约占柴油30％的柴油轻组分返回提升管再裂化,使液化石油气+汽油产率增加1百分点以上,汽油辛烷值(MON)增加0.5个单位.