高保虎

摘 要：文章應(yīng)用自行研發(fā)的工業(yè)提升管在線取樣系統(tǒng)對(duì)某石油化工企業(yè) 重油催化裂化裝置提升管進(jìn)行在線取樣分析，在對(duì)取樣結(jié)果進(jìn)行處理分析之后得到了 重油催化裂化裝置提升管中下部液體產(chǎn)品分布情況和一些物質(zhì)的變化規(guī)律，總結(jié)出重油催化裂化裝置提升管反應(yīng)主要集中在提升管的中下部的結(jié)論，旨在為提升重油催化裂化裝置管內(nèi)反應(yīng)的工藝技術(shù)提供重要支持。

關(guān)鍵詞：重油催化裂化裝置；管內(nèi)反應(yīng)；歷程；提升

管內(nèi)反應(yīng)是重油催化裂化裝置的重要組成，且關(guān)乎重油催化裂化裝置產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量情況。從發(fā)展實(shí)際情況來看，重油催化裂化裝置新技術(shù)、新工藝的開放利用始終圍繞提升管及逆行，比如密閉旋分、出口快分等。但是從應(yīng)用情況來看，重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)變化規(guī)律研究處于一種基礎(chǔ)階段，在具體研究中所應(yīng)用的技術(shù)較少，缺乏對(duì)重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)歷程的詳細(xì)研究。為此，文章結(jié)合實(shí)際就重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)歷程問題展開探究。

一、重油催化裂化過程的物理化學(xué)模型

重油催化裂化反應(yīng)過程復(fù)雜，相關(guān)學(xué)者理論聯(lián)系實(shí)際打造了重油催化裂化過程的物理化學(xué)模型。模型的獲得是學(xué)者對(duì)某石油廠常壓渣油催化裂化過程進(jìn)行詳盡考察得到的。通過重油催化裂化過程的物理化學(xué)模型發(fā)現(xiàn)，重油進(jìn)料 時(shí)候擁有較大比例的重組分存在，這些重組分在噴嘴出口上不能夠全部得到汽化，會(huì)有一部分比例的未汽化組分存在。對(duì)已經(jīng)汽化的部分進(jìn)行常規(guī)催化裂反應(yīng)，沒有被汽化的部分分為兩個(gè)部分，一個(gè)是在混合區(qū)內(nèi)通過吸收周圍的熱量來發(fā)生汽化反應(yīng)，在汽化反應(yīng)的作用下發(fā)生常規(guī)催化裂化。沒有得到汽化的部分進(jìn)入到催化劑的內(nèi)部，之后發(fā)生催化裂化反應(yīng)。從重油催化裂化過程的物理化學(xué)模型的應(yīng)用實(shí)際情況來看，將重油中重組分熱裂化分為常規(guī)形式和重組分熱裂化和催化裂化兩種，模型操作較為簡單，方便人們的操作和理解。

二、重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)方法

（一）取樣系統(tǒng)和過程

重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)最高溫度在500攝氏度到700攝氏度之間，之后結(jié)合催化劑和油接觸反應(yīng)速度快點(diǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了重油催化裂化裝置提升管在線取樣系統(tǒng)，根據(jù)某石油化工廠重油催化裂化裝置提升管的實(shí)際情況、取樣點(diǎn)數(shù)量和分布情況得到提升管的取樣示意圖如圖一所示。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

考慮到重油催化裂化裝置提升管中的液體樣品包含大量催化劑粉末，為此在取樣操作的時(shí)候需要對(duì)液體樣品進(jìn)行過濾操作，通過過濾去除掉其中的催化劑粉末，將得到的過濾液體樣品進(jìn)行元素分析和模擬蒸餾，由此得到重油催化裂化裝置提升管不同高度的不同液體組成信息。實(shí)驗(yàn)操作中最終獲取的結(jié)焦催化劑樣品中包含大量的油氣元素，為此，在實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候需要對(duì)結(jié)焦催化劑進(jìn)行水蒸氣提處理。在汽提之后的油樣進(jìn)行模擬蒸餾操作和元素分析操作，最終得到由未汽化組分及吸附油氣組成的催化劑。

三、重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論

（一）提升管不同位置液體油樣元素分析和基本模擬結(jié)果

從某石油廠管理局的石化總廠催化裂化提升管不同位置現(xiàn)場取樣分析發(fā)現(xiàn)，所獲得的油樣經(jīng)過過濾處理和氣相色譜儀模擬蒸餾操作之后能夠了解到油樣中的各個(gè)元素含量，具體測定結(jié)果如表一所示。根據(jù)表一發(fā)現(xiàn)在提升管噴管區(qū)域中的油劑混合汽化原料中有46%的成本能夠轉(zhuǎn)化為汽油和柴油，且反應(yīng)速度較快，特別是反應(yīng)到1s的時(shí)候，有70%的原料能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，由此可以認(rèn)定為在重油催化裂化裝置提升管中的中下部是催化裂化的主要反應(yīng)區(qū)域。

（二）催化劑中汽提油樣元素分析和模擬蒸餾結(jié)果

催化劑中汽提油樣元素分析和模擬蒸餾結(jié)果分析情況如表二所示，在將催化劑中汽提油樣元素分析和模擬蒸餾結(jié)果和同一個(gè)層面的液體油樣分析結(jié)果比較分析發(fā)現(xiàn)，催化劑中的吸附油氣碳元素含量比提升管同一位置上的液體油樣多，但是氫氣的含量要比同一位置上的液體油樣少，由此判斷催化劑中的液體油樣HC質(zhì)量要比反應(yīng)油氣中的液體油樣低。

催化劑的使用不僅能夠吸附一部分的反映油氣，而且還能夠?qū)]有汽化的液相組分送入到催化劑的孔內(nèi)，這部分未汽化的液相組分在上升過程逐漸脫氫縮合，最后產(chǎn)生液焦。

（三）沿提升管高度催化劑活性變化規(guī)律

沿提升管高度催化劑活性變化規(guī)律如圖二所示，根據(jù)圖二發(fā)現(xiàn)，渣油催化裂化過程找你受一些高沸點(diǎn)液相的影響，組分操作比汽化難，催化劑的活性變化也和蠟油催化裂化反應(yīng)存在較大的差異。沿提升管高度催化劑活性變化規(guī)律可以從渣油沒有汽化的組分在催化劑上的吸附得到解釋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑和原料油接觸中催化劑暫時(shí)失活現(xiàn)象的有效緩解。另外，從圖二中還可以發(fā)現(xiàn)，重油催化裂化裝置催化劑的活性一直處在較低的水平，在一定程度上限制了催化劑裂化性能的發(fā)揮。為此，在渣油催化裂化反應(yīng)過程中，需要相關(guān)人員應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和合理的操作方式來提升管進(jìn)料段的霧化效果和汽化率。

結(jié)束語

綜上所述，提升管反應(yīng)器是重油催化裂化裝置的關(guān)鍵，對(duì)合理分布催化裂化反應(yīng)產(chǎn)品、提升管反應(yīng)器的操作情況起著十分重要的作用。結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)情況，對(duì)某石化廠重油催化裂化裝置的提升管反應(yīng)器進(jìn)行取樣操作，得到提升管在不同位置上的液化樣品和催化樣品，在對(duì)這些樣品進(jìn)行研究的情況下得到工業(yè)提升管反應(yīng)器內(nèi)催化劑性能變化規(guī)律和原料油裂化規(guī)律，旨在為重油催化裂化裝置提升管反應(yīng)器的實(shí)施效率提供重要支持。

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（作者單位：中國石油撫順石化分公司乙烯化工廠技術(shù)發(fā)展部）