靶向生产低碳烯烃的催化裂化技术开发背景、开发思路和概念设计

低碳烯烃是重要的石油化工原料,现有的低碳烯烃生产技术主要有蒸汽裂解、催化裂解、烯烃裂解和甲醇制烯烃。对这些技术特征进行分析,发现蒸汽裂解和催化裂解工艺存在着乙烯/甲烷比过低,且甲烷产率过高,而烯烃裂解工艺原料来源不足,甲醇制烯烃工艺原料主要来自煤制甲醇,造成高碳排放。现有的低碳烯烃生产技术仍有系列科学问题需要完善,为此提出靶向生产低碳烯烃的催化裂化工艺,从原料结构、催化剂活性组元和催化反应工程3个方面进行创新,深度集成现有技术,形成多产乙烯+丙烯+丁烯、乙烯+丙烯、丙烯、丙烯+丁烯4个不同的生产方案,且生产方案之间可灵活切换。     

《重质油裂解制轻烯烃》出版

自20世纪80年代中期以来,石油化工科学研究院就开始从事重质油裂解制取低碳烯烃催化裂化家族技术的研究,试图开发出一条重质原料生产低碳烯烃的技术路线。20世纪80年代末,该院成功开发出以重油为原料、以生产丙烯为主要目的的催化裂解(DCC)新工艺。他们先后成功开发出的催化裂化家族技术包括:DCC-Ⅰ(催化裂解,最大量生产轻烯烃),DCC-Ⅱ(缓和催化裂解,多产轻烯烃和油品,兼产丙烯、异丁烯及优质汽油),MGG(蜡油掺炼渣油为原料,最大量生产汽油和液化气),ARGG     

重油催化裂解制低碳烯烃技术研究进展

开发以重油为原料,利用催化裂解工艺直接生产低碳烯烃的技术路线已成为潮流。总结了金属氧化物型、沸石分子筛型催化剂的研究进展,阐述了国内外较成熟的催化裂解工艺的特点和发展现状,认为：高反应温度、短停留时间、大剂油比、大水油比是多产低碳烯烃的主要操作方式;设计和开发具有梯级孔道分布和酸性分布的催化材料,成为新型低碳烯烃催化裂解催化剂的技术关键。     

国内简讯

<正> 安庆石油化工总厂将建大型催化裂解装置中国石化总公司石油化工科学研究院研究开发成功并取得国内外专利权的大型催化裂解工艺生产技术,首次转让给安庆石油化工总厂。将在安庆建设加工蜡油40万吨/年的催化裂解装置。该装置建成投产后,将比同规模的催化裂化装置多产气体烯烃一倍以     

重质油制烯烃的催化裂化家族工艺开发回顾及展望

回顾了中国石化石油化工科学研究院开发的重质原料制轻烯烃的催化裂化家族工艺的发展过程。这些技术与催化裂化工艺的不同在于其采用了新的工艺设备布置和特殊配方催化剂。催化裂化家族工艺主要包括以重质油为原料多产丙烯的催化裂解（DCC-I）技术、多产丙烯兼顾生产优质汽油的催化裂解（DCC-Ⅱ）技术,最大量生产优质汽油和液化气（MGG）技术、用常压渣油最大量生产优质汽油和液化气（ARGG）技术,提高柴油并多产气体烯烃和液化气（MGD）技术,重油催化裂化提高异构C4和C5气体烯烃产率（MIO）技术,以重质油为原料最大量生产乙烯和丙烯的催化热裂解（CPP）技术,选择性催化裂解（MCP）技术、增强型催化裂解（DCC-plus）技术、高效催化裂解（RTC）技术。介绍了这些技术开发及工业应用的过程及结果,展望了其未来发展方向,为炼油向化工转型提供参考。     

新型化工型炼油厂总加工流程的优化

以典型沙特混合原油为研究对象，通过分析原油组成、加工工艺路线以及化工原料优化等，探讨不同原油加工方案对炼化一体化总加工流程的影响。结果表明：在“以多产化工原料为目标，宜烯则烯，宜芳则芳”的原则下，可以统筹炼油工艺优化和化工产品生产；在“新型化工型炼油厂的总加工流程”中选择重油催化裂解、二次柴油加氢处理、C₄馏分综合加工、石脑油正异构分离等工艺技术，可减少成品燃料油的产出，多产化工原料，适量增产芳烃产品；通过优化炼化一体化的产品方案，可以提高全厂经济性、降低成本、增强企业竞争力。     

聚丙烯废塑料催化裂解催化剂的研制及性能研究

以ZSM-5分子筛为基础研制了聚丙烯废塑料催化裂解生产低碳烯烃的催化剂,并在固定床反应器上研究工艺条件对聚丙烯废塑料催化裂解生产低碳烯烃的影响。实验结果表明：利用ZSM-5分子筛催化剂催化裂解聚丙烯废塑料是生产低碳烯烃、副产轻质芳烃的有效办法;高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂比低硅铝比ZSM-5分子筛催化剂具有较低的强酸中心和弱酸中心,能够抑制低碳烯烃进一步转化为芳烃等产物,并多产低碳烯烃,利用金属改性调变ZSM-5分子筛催化剂酸性也是有效提高低碳烯烃收率的方法之一;利用高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂,在反应温度500℃、氮气体积流量8 L/h、体积空速0.3 h^-1等优化工艺条件下,聚丙烯催化裂解的低碳烯烃和丙烯质量收率分别高达64.74%和35.06%。     

适于生产大宗石油化工原料的原油优化选择

原油特性与工艺路线相匹配是炼油厂最大化生产大宗石油化工原料的重要途径。针对典型原油加工路线,就适宜于生产大宗石油化工原料的世界主要油区原油进行了优化选择,结果表明：采用<350 ℃馏分收率和链烷烃含量2种性能比较原油直接裂解性能时,中东地区原油是生产乙烯的较理想原料。构建由链烷烃、一环环烷烃和一环芳烃组成的裂化指数,对减压馏分油的催化裂解性能进行比较,发现来自北非、亚太等地区的原油是生产丙烯同时兼顾芳烃的较好原料。针对以加氢裂化为核心工艺的多产芳烃加工路线,以残炭和金属含量对渣油加氢工艺进行优选,表明南美地区渣油需采用浆态床加氢工艺加工,中东地区渣油采用沸腾床加氢工艺加工较好,亚太、非洲地区渣油可采用固定床加氢工艺加工。     

化工型炼油厂反应基础与核心技术开发

近年来,化工转型及相关核心技术的开发已成为炼油化工行业关注的热点。中国石化石油化工科学研究院基于对石油中烃类结构和反应特性的认识,开发了促进目标反应物定向转化的催化材料制备以及反应环境优化调控的工艺,形成了化工型炼油厂核心技术。其中,重油定向加氢处理 选择性催化裂解集成技术可将重质原料转化为低碳烯烃;增产航煤和优质化工原料的蜡油加氢裂化技术将蜡油馏分转化为航煤的同时还能灵活增产芳烃和烯烃原料。这些技术从组分炼油的角度实现了石油分子的高效利用,为化工转型发展提供了技术支撑。     

国内简讯

<正> 流化催化裂解生产烯烃技术通过评议石油化工科学研究院研究成功的流化催化裂解生产烯烃的催化剂及工艺,是一种甩蜡油为原料生产C_2—C_4烯烃的新技术。中试结果表明:用自制的 CHP-1催化剂,以大庆蜡油(沸程350—540℃)为原料,在温度580℃的条件下,催化裂解气体总产率为54.14%,其中丙烯产率在20%(重)以上。与轻油裂解相比,催化裂解的气体有害杂质含量低,气体精制过程可以简化。催化裂解汽油的辛烷值达99.3(研究法),其中芳烃含量为52.7%(BTX 含量为37.48%),可以用于生产芳烃。催化裂解汽油,柴油与其它汽油,柴油馏份调合后可作为商品出售.这项技术由于原料来源广泛,投资少,建设容易,综合经济效益好,是生产     

原油直接催化裂解过程模拟与工艺参数优化

针对国内成品油过剩、基本化工原料匮乏的现状,采用原油直接催化裂解工艺最大化利用原油资源,提高基本化工原料收率。先采用Aspen HYSYS软件对原油直接催化裂解(COCC)工艺进行稳态模拟,再以原油预热温度、提升管出口温度、关键产物回炼比为优化变量,对COCC过程模型的工艺参数进行了优化,得到了COCC工艺的最佳工艺操作参数。模拟结果表明,采用优化后的工艺参数,乙烯和丙烯收率分别为11.46%和19.65%。以布伦特原油价格60 USD/bbl(1 bbl=159 L)及其对应的产品价格为基准,对优化后的COCC工艺进行经济效益分析,COCC加工大庆原油的成本为3285 CNY/t,净利润为885 CNY/t,年税后净利润为13.28×10.8 CNY。敏感性分析结果表明,原油价格波动对项目的年净利润影响最大,其次是关键产物乙烯和丙烯的价格波动,生产负荷和固定资产投资对装置的年净利润影响较小。     

DCC工艺技术灵活性及其在化工型炼油厂的应用

对催化裂解（DCC）和增强型催化裂解（DCC-plus）技术的特点以及两者的关系进行了简述,DCC-plus技术比DCC具有更高的丙烯产率,同时干气和焦炭产率明显减少。对于1套加工50%常压渣油与50%加氢裂化尾油混合原料的2.2 Mt/a DCC-plus装置,其乙烯和丙烯产率分别达到5.6%和21.5%。对1套1.2 Mt/a DCC-plus装置进行了油品方案和烯烃方案两种生产模式的切换操作,与油品方案相比,按烯烃方案操作时丙烯产率增加125.8%,裂解石脑油和裂解轻油产率分别减少37.4%和20.0%。DCC技术成熟可靠,装置大型化和长周期运转都已得到工业验证。对于以DCC装置为核心的化工型炼油流程,油品率（汽油、柴油和喷气燃料的总产量占原油加工量的比例）可以低至16.0%,而化学品率（丙烯、芳烃和乙烯原料的总产量占原油加工量的比例）高达67.3%,成为构建新一代全化工型炼油厂具有竞争力的技术选择。     

敏感价格区间内中间基减压蜡油加工方案对比

在50~100 USD/bbl(1 bbl≈0.133 t,以布伦特原油为基准)的国际原油价格下,对中间基沙特轻质原油 沙特重质原油(沙轻-沙重)的混合原油减压蜡油的不同加工方案进行了模拟研究,考察了流化催化裂化(FCC)、催化裂解(TMP)、催化柴油加氢-催化裂解(加氢 催化裂解,HTMP)和加氢裂化(HCR)对CO2排放、柴/汽比、基本化工原料和高价值产品收率等技术指标的影响,并进行了经济效益对比分析。结果表明：当原油价格处于中低价位(＜80 USD/bbl)时,采用产物分布中丙烯和高辛烷值汽油的收率之和高达60%的加氢-催化裂解方案可以降低柴/汽比,实现最短的资金回收周期;对于炼化一体化项目,采用加氢裂化方案可以获得最高的基本化工原料和高价值产品收率,当原油价格在中高价格(＞80 USD/bbl)范围内,采用HCR方案可以提高装置的经济效益和抗油价波动能力。     

21世纪的炼油技术与催化

市场对炼油工业的发展起导向和推动作用。为了满足市场需求，炼油工业开发了一系列生产清洁燃料和化工原料的新技术。重点介绍了多产异构烃的催化裂化技术(MIP)、催化汽油加氢异构脱硫降烯烃技术(RIDOS)、催化汽油选择性加氢脱硫技术(RSDS)、中压加氢生产优质柴油成套技术(RICH)、柴油超深度脱硫技术(RTS)等生产清洁燃料技术，渣油加氢处理一重油催化裂化双向组合技术(RICP)等重油深度转化技术，催化裂解和催化热裂解技术(DCC和CPP)、中压加氢改质技术(MHUG)和中压加氢裂化技术(RMC)等炼油一化工结合技术以及催化技术的集成——催化丙烯技术(SHMP)。这些新技术包含了催化新工艺和催化新材料，体现了催化技术创新对于炼油技术进步的先导作用。根据市场的需求和炼油工业的发展趋势，分析了未来催化技术发展的前景。     

石油炼制工业中加氢技术和加氢催化剂的发展现状

中国的石油资源相对稀缺,石油炼制过程中对轻质原油的需求相对较高.石油的裂解过程主要基于加氢催化和加氢裂化.加氢催化技术可以提高轻质油品的产量,在满足市场需求,提高中国石油工业经济效益的同时,还能尽可能减少环境污染,实现"绿水青山就是金山银山"的社会要求.加氢裂化技术可直接将高硫蜡油等劣质原料转化为优质石脑油,喷气燃料,...     

石蜡基减压蜡油加工方案模拟及技术经济对比

采用Aspen HYSYS模拟软件对石蜡基原油的减压蜡油分别进行催化裂化、催化裂解、催化轻循环油加氢-催化裂解(HTMP)和加氢裂化(HCR)等加工方案的模拟,对比了不同加工方案下的柴汽比、主要产品收率等关键技术指标以及在不同原油价格(以布伦特原油80美元/桶为基准)下的经济效益。结果表明:在技术方面,HTMP加工方案的柴汽比最低(为0.18),氢耗和能耗居中,高价值产品收率和年生产总值最高,HCR加工方案氢耗、能耗、综合商品率和基本化工原料收率均高于其他加工方案;在经济效益方面,与其他加工方案相比,HTMP加工方案的净现值、内部收益率均最高,投资回收周期最短,投资回报率最高,抗风险能力最强。     

重油催化裂解生产低碳烯烃影响因素的研究进展

乙烯、丙烯等化工原料需求旺盛和成品油消费增速放缓促使炼化一体化成为石化行业发展的新方向,重油催化裂解生产低碳烯烃工艺在其中占据重要地位。从重油催化裂解反应机理着手,概述了原料、催化剂、反应器型式和工艺条件等因素对重油催化裂解产物分布的影响,并就重油催化裂解技术面临问题的解决提出展望。