催化裂解(DCC)新技术的开发与应用.doc

催化裂解（DCC）新技术的开发与应用 王 巍 谢朝钢 （中国石化集团石油化工科学研究院，北京，100083） 摘要：文章介绍了DCC技术的主要特点、原料油和催化剂、典型工业试验结果，并重点介绍催化裂解技术的必威体育精装版工业应用情况。对于石蜡基常压渣油原料，DCC-Ⅰ型技术的丙烯质量收率可以达到24.8%，DCC-Ⅱ型技术的丙烯质量收率可以达到14.6%。另外对新开发的高丙烯选择性催化裂解催化剂的工业应用情况进行了总结。 关键词：催化裂解 丙烯 催化剂 工业化 随着石油化学工业的快速发展，我国丙烯产量大幅增长。2001年我国丙烯产量为4.75 Mt，2002年达到5.32 Mt，2003年则达到5.93 Mt，年增长率达到12%左右。预计2005年丙烯产量可以达到6.75 Mt，丙烯表观消费量为7.92 Mt左右，而2010年丙烯表观消费量将达到10.49 Mt，2005-2010年年均增长率为5.8%。丙烯平衡存在大量缺口，大力发展我国的丙烯生产技术具有很重要的现实意义。 目前丙烯的生产主要依靠蒸汽裂解和催化裂化的副产，全球丙烯产量中70%来源于蒸汽裂解，28%来源于催化裂化和2%来源于丙烷脱氢等技术。在我国，催化裂化生产的丙烯占总产量的比例为39%左右，而蒸汽裂解生产的丙烯占总产量的比例约为61%。由于我国原油偏重，轻烃和石脑油资源贫乏，而催化裂化生产丙烯技术具有原料重质化、产品中丙烯／乙烯比值高以及生产成本低的优点，因此发展多产丙烯的催化裂化技术是适合我国国情的一条丙烯生产技术路线。 20世纪80年代末，石油化工科学研究院成功地开发出了以重油为原料、以生产丙烯为主要目的的催化裂解（Deep Catalytic Cracking-DCC）新工艺[1～2]。该技术在生产丙烯的同时，兼产异丁烯及高辛烷值汽油组分。DCC技术分别获得中国、美国、欧洲和日本专利，并于1991年获中国专利金奖，1992年获中国石化科技进步特等奖，1995年获国家发明一等奖。属国际首创、拥有自主知识产权的我国独立开发的炼油化工成套技术。DCC技术自1990年工业化以来在国内外已有7套工业装置投产，其中向泰国技术转让的生产装置规模已达920 kt/a。 1 技术特点 1.1 工艺流程 催化裂解工艺流程与常规催化裂化基本相似，包括反应-再生、分馏以及吸收稳定三个系统。原料油经蒸汽雾化后送入提升管加流化床(DCC-I型，最大量丙烯操作模式)或提升管(DCC-II，最大量丙烯＋异构烯烃操作模式)反应器中，与热的再生催化剂接触进行催化裂解反应。反应产物经分馏后再进一步进行分离。沉积了焦炭的待生催化剂经蒸汽汽提后送入再生器中，与空气接触进行催化剂烧焦再生。热的再生催化剂以适宜的循环速率返回反应器循环使用并提供反应所需热量，进行反应-再生系统热平衡操作。 催化裂解技术适合于加工重质原料油，由于催化剂的使用，其反应温度比传统蒸汽裂解低200～250oC。同时它还可以灵活调整操作，实现最大量丙烯或最大量丙烯和异构烯烃生产。由于烯烃产品中杂质含量低，因此不需要加氢精制即可得到聚合级产品。 1.2 操作参数 除原料性质和催化剂外，催化裂解的主要操作参数有反应温度、停留时间、剂油比和稀释蒸汽量。DCC-I型和DCC-II型的反应温度分别为560oC左右和530oC左右。DCC采用较长的停留时间以保证裂解汽油进行二次裂解反应生成轻烯烃。由于DCC的高转化率以及大量气体的生成，其反应热是催化裂化的2～3倍，因此需要高的催化剂循环速率和大的剂油比以提供反应所需要的热量。低的油气分压有利于目的产物烯烃的生成，它增加了气体的烯烃度，也减少了焦炭的生成。DCC的稀释蒸汽用量高于催化裂化，但比蒸汽裂解低得多。 1.3 DCC与FCC的比较 DCC是在FCC基础上发展起来的。表1列出了与FCC相比，DCC技术的主要特征。 表1 DCC和FCC的一般对比 项目 工艺名称 FCC DCC 原料油 重油 重油，最好是石蜡基重油 催化剂 各种类型的Y型分子筛催化剂 改性五元环沸石催化剂 装置 反应器 提升管 提升管和/或床层 再生器 基准 相同 主分馏塔 基准 高汽/液比 稳定塔/吸收塔 基准 较大 压缩机 基准 较大 操作条件 反应温度 基准 +0～50oC 相同 剂油比 基准 1.5～2 停留时间 基准 较长 油气分压 基准 较低 稀释蒸汽量 基准 较多 2 原料油和催化剂 DCC可以加工各种重油。已经用于国内外DCC工业装置的原料包括：蜡油、加氢处理蜡油、脱沥青油、焦化蜡油、常压渣油、减压渣油、加氢处理润滑油抽出油、润滑油脱蜡蜡膏等等。 DCC催化剂设计具有以下特点：高的基质活性以利于重油的一次裂化；含改