催化裂化设备技术新进展及改造实例经济性分析.ppt

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中国石油兰州润滑油研究开发中心
二00七年十月
一、前 言
近年来，国内外FCC装置为降低重油催化裂化生焦、改善产品分布、降低FCC装置烟气排放、延长装置开工周期等方面的问题，围绕着催化裂化设备进行了大量研究，开发了许多新技术。对催化裂化装置进料雾化喷嘴、提升管出口快分、高效汽提器、三级旋风分离器等进行了不断改进。此外，在进料乳化、干气预提升、终止剂和混合温度控制等方面也开发了许多新技术。
二、主要设备新技术
由于重油催化裂化原料中掺入较多的减压渣油，或直接用常压重油作原料，致使进料馏分重、粘度大、反应过程中难以裂化且容易生焦。选择性能优秀的进料雾化喷嘴可以提高轻油收率，降低焦炭产率，改善产品分布，减缓设备结焦，延长装置运转周期。当炼厂对FCC装置进行设备技术升级时，通常也从进料分配系统入手，而且其资本投入较低。
01
喷嘴
02
国外：多年来一直在不断改进。其他一些类型的喷嘴也在不断开发出来，有专利报道“提升筒”新型喷嘴插入安装在提升管下部；带扩张管分布催化剂的进料系统，高温催化剂流入提升管后分成2股与进料混合。均应用。
国内：初期多使用Stone&Webster（Shaw）的靶式喷嘴，此后在此基础上开发了许多自主技术的新型喷嘴。这些喷嘴经过不断改进，已在国内催化裂化装置上大量使用。而且由于国内催化裂化特点，国内喷嘴的掺渣比例较国外喷嘴要高，其中BWJ型喷嘴掺渣比已经可以达到36%以上。
Lummus
Kellogg
UOP
Petrobas
S&W
中石化工程建设公司
中科院力学所
LPEC
石油大学
MicroJet
Atomax
OPtimix
Ultramist
BX
BWJ
KH
LPC
UPC-α
1995，广泛应用
1992，广泛应用
1994，80多套
1998
2003推最新构型
1997，30多套
70多套
90多套
1999年
提升管出口快分
UOP
S&W（Shaw）
Mobil
石油大学
VDS&VSS
Ramshorn
闭式直联旋分
FSC、VQS、CSC
1992年，近40套
10多套
80年代后期
近20套
较有代表性的是近年来UOP和石油大学开发的快分技术。
UOP公司1992年开发的Vortex分离技术（具有预汽提功能）分离效率达98%以上，油气返混程度控制在2%以下。根据不同装置型式该技术又可分为VDS（用于外提升管）和VSS（用于内提升管）设计，设施比较紧凑。但这种快速分离系统存在操作弹性小的弊端，同时VDS系统进料掺渣比不大，大部分重质原料经过加氢处理。
石油大学20世纪90年代末开发了3种能够同时实现气固快速分离、油气快速引出及分离催化剂的快速预汽提技术：提升管出口挡板汽提式粗旋（FSC）、旋流式快分系统（VQS）和密相环流汽提粗旋系统（CSC），主要特点是解决了油气向下返混的问题，提高了分离效率。值得一提的是，应用FSC系统可提高掺渣比（%），同时在一定程度上解决了沉降器结焦问题。
总的来说，提升管末端快分技术在一定程度上增大了设备的复杂性，给设备的设计和操作都增加了难度。理论上虽然简单易行，但实际应用过程中并不一定就一帆风顺，所以提升管出口快分技术的研制还在继续。
高效汽提器
KBR/ExxonMobil
UOP
LPEC
石油大学
DynaFlux
AF（塔板、格栅、填料）
格栅
气固密相环流
1997年
1998
正在工业化
研究阶段
近年来，随着重油加工技术的发展，为保证催化裂化装置的长周期运行，催化裂化汽提技术不断进步。
新颖的专利构思是用规整填料或类似格栅的内构件取代以往的环形挡板，类似填料的网格构件可将床层均分成多个小流动单元，气固在每个单元内进行交换，各单元之间气固返混较小，这种床层比普通流化床流化的更均匀，相当于将原来的环行挡板微分化，提高了气固传质效率，是今后FCC汽提技术发展方向之一。这种填料型汽提器已初步工业化，显示了优越性，汽提时间可缩短为原来的三分之一，汽提效果却明显增加。
目前有许多公司正在进行填料型内构件的研究以取代环形挡板技术。
UOP根据其“圆型”（用于全截面挡板、格栅和规整填料）流体力学模型，对其汽提器技术改进，2002年开发了AF格栅结构汽提器后（已有5套应用），又开发了AF填料型汽提器，目前正在工程设计中。
Petrobras对传统、挡板和规整填料（由Koch-Glitsch提供）3种汽提器内构件进行考察。显示，规整填料内构件可使转化率提高3%，再生器温度降低10℃。Petrobras计划在其第一套100%常压渣油PACRCFCC装置和一套常规减压瓦斯油FCC装置上应用规整填料汽提器。
Shell填料型汽提塔的内构件为水平构造层填料，可以显著提高汽提能力和催化剂停留时间。已在Shell的2套装置上应用，但催化剂循环制约问题没有解决，在停工检修期间，发现有焦炭和催化剂粉末堵塞填料现象，因此仍在研究中。