催化裂化技术进步的回顾与前瞻.ppt

流化催化裂化工艺技术和工程技术的发展离不开基础研究工作，但这一领域的基础研究并不总超前于实践，而是相互促进、相辅相成的。其主要原因是（1）流态化工程技术的“放大规律”往往要通过实践验证；（2）催化裂化原料和产品的分子结构异常复杂，其反应规律很难单纯通过实验室工作去掌握。 但是60多年来的应用基础研究毕竟取得较大的成效，推动了催化裂化工艺技术和工程技术向着纵深发展。这里略加介绍： 反应过程的研究：除了结合催化剂的研制进行反应条件的研究之外，还有深入考察反应机理和反应动力学，进行专题研究（裂化反应动力学、氢转移反应机理与动力学、生焦反应机理与动力学、烧炭、烧氢和CO氧化组成的烧焦动力学、宏观与微观的反应动力学等）。国外从上世纪50年代开始就十分重视这方面的研究，利用小试和中试装置错了系统性工作。可惜其成果均属有关部门专利公司机密，不再公开文献发表。20多年来我国高校和企业研究院也作了探索和研究，但尚缺系统性和持续性。 流态化工程研究：此项研究主要结合工程设计需要，通过冷模试验验证有关数据，判断内部结构的作用。近年来有些研究单位使用催化裂化催化剂，利用不同流体力学理论，对提升管内的气-固两相以至含液滴的气-固-液三项的轴向与径向流动进行模拟，建立了复杂的数学模型，成绩喜人。这是良好的开端。因为催化裂化涉及流态化领域的课题还不少（例如提升管底部和快速床底不得气-固、固固混合系统，脱气罐的气-固分离和流动系统...等），有待今后开展深入的应用基础研究工作，直到工程设计的技术进步。 控制工程研究：催化裂化的物种很多，可调节操作参数多，内在联系和制约因素复杂，给装置的优化控制带来相当难度。第一步从简单的回路控制过渡到保证产品质量和产率的“先进控制”也已经实现，并取得了实效。第二不是真正意义上的优化控制，核心是建立正确地反应工程数学模型（综合反应动力学、流态化域的流体力学、传质与传热工程的有关模型），恰恰这方面的成果还不遂人愿。基于太多的假设条件而偏离实际，经常需要采用很多的“修正系数”进行校核，甚至该修正系数失去了原有的科学意义。当然这不过是技术进步中的一道难关，也是科技工作者的一条军令状。 技术创新成绩喜人：技术创新主要有三种形式：即原始创新、集成创新和消化吸收已有技术上的创新。每种创新优势在持续积累的基础上不断推陈出新而取得的，或是新一代技术逐步取代了老一代技术，也可能几种技术并存。催化裂化早期技术发展以新旧代替为主，而后期则以并存为主。突出成绩有： 1、流化床反应和再生工艺和工程技术：国外奠基于20世纪40年代，成熟与上世纪50世纪，完善于70年代。我国晚了20年左右。 2、渣油催化裂化反应和再生工艺和工程技术：奠基于20世纪60年代，成熟于20世纪80年代。我国晚了15-20年。 3、多功能催化裂化反应工艺技术：提出于20世纪80年代，充实于上世纪90年代并延伸到本世纪。我国大体同步。 值得自豪的是：我国上世纪60年代根本没有从国外引进技术的条件，只能依靠自力更生开发技术。开始虽然接见了国外资料，基本能够“照猫画猫”，但短短几年后就做到“照猫画虎”。科学研究、工程设计、设备制造、安装施工到操作维护等领域自力更生的实践锻炼了一批专业队伍，顺利走过从一无所有到略有所知，再到知其然，最后导致其所以然的过程。我们主要成就有: 1、掌握了多种反应和再生的工艺技术和工程技术，适应原料性质、产品方案和催化剂的特点。特别指出我国首创的多产乙烯的DCC技术、降低汽油烯烃的MIP技术、增加轻质油产率的TSFCC技术以及快速床与高速湍动床组合的高效再生技术等。 2、掌握了多种反应气--再生器构型的设计技术，适应炼油厂的具体情况和业主的要求。我国自行开发的反应器--再生器构型种类繁多，覆盖了国外知名专利商实用的各种构型，为新装置建设和老装置改造提供多种可供选择的方案。 3、掌握了装置大型化的工程设计、设备制造和安装施工技术，满足大型炼油厂的建设需要。 配套技术不可忽视：由于环境保护和生产清洁燃料的要求逐渐苛刻，依靠催化裂化装置本身很难提供合格商品油料，因此相关的上游、下游加工技术应运而生。从炼油厂总体方案考虑，这些工艺过程一般作为独立装置，与催化裂化装置平等对待，但它们之间的内在联系密切，存在整体优化问题。例如： 1、催化裂化原料的预处理和产品的后处理：VGO/CGO或DAO的加氢处理达到怎样深度，才能做到整体优化？加氢脱硫率达到什么程度才算最佳？催化裂化汽油的降烯烃和部分脱硫剂既在催化裂化装置内进行，也可单独建产品精制装置。总之，催化裂化装置应该关注其上下游加工