王裕振(浙江美福石油化工有限責任公司，浙江 嘉興 314201)

0 引言

在世界范圍內，催化裂化技術是最主要的制取輕質石油的方法，目前，我國的石油化工企業(yè)主要采用該工藝進行煉油，若能對該方法進行優(yōu)化，則可使催化裂化工藝技術的效率得到提高，同時也可得到更多的有用副產品，以及更高的經濟效益。另外，重質油的產油次序是影響重質油質量的一個關鍵因素，所以在催化裂化的工藝技術中必須嚴格按次序進行，這樣不僅可以得到較高品質的化工產品，而且還能得到殘焦。目前，中國各地石油化工生產的原油質量差異較大，所采用的催化裂化的工藝技術和方法也不盡相同。然而原油又是一種不可再生的能源，隨著原油的枯竭，其采收率越來越低，品質也越來越差，所以，必須對催化裂化的工藝技術進行工藝改造，以提高產品品質。

1 石油化工催化裂化的相關內容

中國正積極推進石油化工行業(yè)的發(fā)展，推進催化裂化技術及其他有關技術的更新。在催化裂化技術發(fā)展初期，人們多采用固定床和移動床兩種方法。但在具體的實施過程中，有關企業(yè)要根據(jù)自身的具體情況以及社會的發(fā)展需求，科學地選擇合適的流程。比如，針對不同種類、不同品質的油品，有關部門要采取不同的技術手段，才能保證整個油品的質量與安全。

為了達到高效率，人們研究出了不同的生產方法，其中，氫裂化、熱裂化和催化裂化技術應用最為廣泛，在石油化工產業(yè)的發(fā)展也很好，并且有進一步發(fā)展的勢頭。在這樣的情況下，再繼續(xù)采用陳舊的傳統(tǒng)工藝，已不能適應現(xiàn)代化的需要，因此，對催化裂化技術進行進一步的研究，將有助于催化裂化技術在石油化工領域的進一步應用。

2 石油化工催化裂化工藝技術

石油化工催化裂化技術自誕生至今，經過了幾次技術革新與優(yōu)化，因為在各個階段，石油化工產品的科技水平和使用需求都有差異。從最開始的熱裂化技術、焦化技術到后來的加氫技術，石油化工的煉油技術一直在發(fā)展和進步，到現(xiàn)在，這個工藝中所采用的石油化工催化裂化工藝都是比較溫和的，整個過程都是可控的，還能夠實現(xiàn)對原油的多元化分解與提取，極大地提升了石油化工產品的生產效率，并且有效地節(jié)約了大量的石油資源，符合低碳生態(tài)時代的需要。近幾年來，隨著技術的不斷革新與發(fā)展，石油化工中的催化裂化技術已被廣泛采用。在該工藝中，原油的催化裂解、催化劑的再生和產品的分離是該工藝的主要步驟[1]，如圖1 所示。

圖1 石油化工催化裂化技術流程示意圖

2.1 原料油催化裂化環(huán)節(jié)

首先，石油的催化裂解是石油化工中最重要的一步，它是利用催化劑在石油中的催化作用，使石油發(fā)生一系列的化學反應，從而實現(xiàn)石油化工中的裂解，這一步驟可分為三步。第一步，把被霧化過的生油注入到回熱器中；第二步，使催化劑與原料油發(fā)生充分的化學反應，使其裂解為一種化學物質；第三步，對以上兩個步驟所生成的化學產物進行一系列的操作，使其進入分離過程。在石油催化裂解中，使用的催化劑主要為 Y 類分子篩再經稀土修飾后的 Y 類分子網(wǎng)狀結構，采用此催化劑，既能降低系統(tǒng)的壓力，又能提高精煉的品質。

2.2 催化劑再生環(huán)節(jié)

石油化工中的催化裂化工藝也包括了催化劑的再生工藝，即利用已被廢棄的催化劑，使其重新發(fā)揮作用。在水蒸氣霧化過程中，由于催化劑與原油的反應會生成積碳，此時若向再生器中注入再生液，則會產生強烈的化學反應，使其重新獲得原有的催化活性。在石油化工行業(yè)中，要想提高石油化工的生產效率，降低石油化工產品的生產成本，就必須加強對催化劑的再生研究。

2.3 產物分離環(huán)節(jié)

在對原材料進行精煉時，也存在著影響精煉效果的重要產物分離階段。這一過程的工作主要有兩部分：一是將催化裂化過程中所生成的石油和天然氣進行分餾和吸收，利用分餾和吸收過程可以生產出汽油、液化氣體等產品，從而有效地改善了石油化工產品的品質；二是在富油完全流入后，將貧油氣體送到塔底，經與柴油完全回流后，再將貧油氣體中的汽油進行回收。

3 石油化工催化裂化工藝技術優(yōu)化策略

3.1 工藝參數(shù)控制

在石油化工領域，催化裂化技術是一項具有廣泛用途的新技術。在石油精煉中，不僅要按照石油精煉的要求，對工藝參數(shù)進行適當?shù)恼{節(jié)，而且要注意在原料精煉時，對石油精煉過程中的霧化反應進行改進。在石油原料中，殘留油組分含量較高，若直接采用催化裂化工藝，則常出現(xiàn)氣液兩相并存的現(xiàn)象，嚴重影響了化工產品的質量。所以，為了減小殘渣對催化劑的不良影響，保證催化裂化產品的品質，必須采用較小的液相比例。

3.2 優(yōu)選催化劑體系

在石油化工催化裂化過程中，要提高反應速率，就必須使用催化劑，因此，如何精確、合理地選用合適的催化劑就成為研究的重點。在使用過程中，人們更傾向于使用固態(tài)催化劑，因為它能在生產結束后很快從反應體系中分離出來。但是，在制備過程中，由于多種因素的干擾，會使催化劑的活性發(fā)生改變，從而使其原有的催化作用下降，針對這一情況，有關人員必須做好對催化系統(tǒng)的優(yōu)化工作，使催化劑在較高溫度下也能具備較好的催化活性。

3.3 改善工藝生產條件

更適宜的催化裂化生產條件會大大降低其對石油化工裝置的損害程度，因此要不斷優(yōu)化工藝條件，保障石油化工裝置能穩(wěn)定長久的使用。除此之外，還要加強對催化裂化反應過程中各類生產設備的監(jiān)管，并對其進行定期的維修，這樣才能有效地減少安全事故的發(fā)生，從而保證企業(yè)和操作人員的生命財產安全。另外，還應強化設備安全監(jiān)管，全面監(jiān)控作業(yè)的全過程，最大限度地保證作業(yè)的安全。

3.4 優(yōu)化工藝管理

要想提高石油化工領域的催化裂化效率，增加石油化工企業(yè)的經濟效益，除了要對石油化工催化裂化的工藝和催化劑進行優(yōu)化之外，還要對生產工藝進行優(yōu)化，強化對催化裂化工藝科學、合理的管理，優(yōu)化催化裂化裝置的運行參數(shù)，并對其反應過程進行有效的管控，選擇反應過程的最優(yōu)解，使石油化工催化裂化的反應效果達到最佳。為實現(xiàn)對現(xiàn)行石油化工催化裂化工藝技術的大膽創(chuàng)新，可深入開展兩級提升管催化裂化技術的研究，以改善石油化工中的催化裂化反應過程，增加重質油催化裂化的深度，增加汽油辛烷值與柴油十六烷值之比，達到改善輕質油品品質的目的，并持續(xù)更新石油化工催化裂化工藝技術標準，使石油化工的催化裂化技術更上一層樓。在此基礎上，對石油化工催化裂化反應器的出口系統(tǒng)進行改進，利用閉合旋風實現(xiàn)催化劑與裂解產品的高效分離，以達到提高重質油催化裂解工藝時效性的目的。另外，對反應器的進噴嘴進行改造，避免了結焦，提高了進噴嘴的使用壽命，對催化裂化生產起到了良好的支持作用。除此之外，利用先進的分步蒸餾設備對催化劑中所含烴類進行脫除，可有效地預防結焦現(xiàn)象，使重質油催化裂化流程整體提高。

4 石油化工催化裂化工藝技術發(fā)展方向

通過對催化裂化技術的研究，其結果表明，現(xiàn)有催化裂化技術可達到70% 以上的輕油產率，且生產出的汽油性能優(yōu)良，同時，所產生的巨大熱量及液化氣體也可以用于民用，這對于提高我國石油天然氣的利用率有著十分重要的意義。但是，石油化工催化裂化技術還存在著煙氣燃燒過程中生成余熱而造成的巨大熱能浪費、環(huán)境污染和“積炭”問題。而通過對催化裂化過程的特征與需求研制或引入高性能、高活性的催化裂化催化劑，可以降低或避免催化裂化過程中的積炭現(xiàn)象。

近幾年來，隨著人們對節(jié)約能源和環(huán)境保護的重視，各行各業(yè)都開始走環(huán)保路線。對石油化工企業(yè)而言，要主動對催化裂化流程進行優(yōu)化、對多環(huán)循環(huán)系統(tǒng)進行改造，并在多環(huán)循環(huán)過程中降低煙氣溫度，使熱能資源發(fā)揮出最大價值。另外，煉油廠還應該設置專門的煙道凈化裝置，將凝結后的煙氣進行濃縮，最后再集中凈化，將其對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的破壞降到最低[2]。

5 結語

綜上所述，隨著石油資源開發(fā)的深入，石油資源儲量越來越少，市場上的石油化工產品供給也越來越少，因此石油化工企業(yè)應該對石油化工產品在生產過程中遇到的問題有足夠的認識，通過技術創(chuàng)新、工藝優(yōu)化等方式，來不斷地提升煉油的技術含量和產量。比如，可以通過對工藝參數(shù)、催化劑體系、工藝生產條件和生產工藝管理進行優(yōu)化，達到或超過石油化工企業(yè)的計劃生產目標，提升石油化工產品的質量，降低原油資源的消耗，進而提升企業(yè)的經濟效益和社會效益，推動國家發(fā)展和社會進步。