催化裂解生产低碳烯烃技术在工业中的应用

郭长宇

摘要：最近的几年中聚烯烃生产丙烯乙烯的需求量逐年的增加，蒸汽裂解制造丙烯乙烯的传统方式已经跟不上市场中丙烯乙烯的需求量。催化裂解生产低碳烯烃技术在目前得到了飞速的发展，满足了日益增长的丙烯乙烯供应量。根据我国的实际情况，低碳烯烃的生产应该秉着轻质化、多元化、一体化的方向发展，尽量生产低碳烯烃，尤其是丙烯，满足我国丙烯逐年的增长需要。

关键词：催化裂解生产；低碳烯烃

丙烯乙烯在低碳烯烃中是十分重要的化工原料，在炼化企业中丙烯乙烯的生产技术得到了高度的重视。目前我国的丙烯乙烯生产规模已经逐渐的成熟，但是仍然不能满足我国市场对于丙烯乙烯的需求。经过我们实际的研究和调查发现，丙烯乙烯的需求量在未来的一段时间内还会继续的呈现增长的趋势。丙烯市场随着石油化工行业的快速发展，需求增长率逐渐的超过了乙烯，因此丙烯的供应需求和乙烯相比更大。

1. 催化裂解工艺技术

目前的石油原料已经逐渐的重质化，因此国内外很多的研究机构将重点放在了使用重质原料生产低碳烯烃催化裂解技术的开发和研究上。重质石油烃催化裂解生产低碳烯烃具有很大的困难，因为重质石油烃有着高沸点和高粘度的特点，目前我们经常使用的催化裂解工艺一般适用于轻质油品和低碳烯烃之间的平衡，这样就会造成低碳烯烃的生产能力有限。所以我们目前正在逐渐的研究将裂解和气化过程有效的结合起来，进行低碳烯烃的生产。我们将传统的裂解催化再生过程转换为合成气生产过程，利用催化剂产生的结焦反应，降低二氧化碳的排放量。在蒸汽裂解的技术中，经常使用石脑油为原料，目前也研究出催化裂解技术中使用石脑油为原料的方案。

2. 催化裂解技术的优点和特点

催化裂解技术和传统的蒸汽裂解技术相比较有着如下几点优势：（1）具有较高的丙烯乙烯的产出比，基本达到1左右；（2）在操作条件允许的情况下能够比传统技术多产出百分之十五到百分之二十的丙烯乙烯；（3）能够将汽油中芳烃多裂解出百分之二十到百分之二十五；（4）生产出乙烯的成本与使用传统工艺相比较有所下降；（5）具有很好的发展前景和经济效益，有效的满足我国日益增长的市场需求。

目前催化裂解技术使用的都是韩国化工技术研究院开发的专用催化剂和KBR公司开发的正流型催化裂化反应系统，可以将石脑油催化裂解为丙烯或者乙烯。反应系统的组成包括紧固式旋风分离器、提升管、第三级分离器、专用催化剂再生系统等，结构呈现正流型，整体结构和一些炼油厂的催化裂解装置比较相似，其中也有很多不同的地方，主要表现在：（1）骤冷换热器，反应器上方因为流出物体冷却产生高压蒸汽，和裂解方式比较类似，能够有效的提升能效，但是在催化裂解装置上却不能使用换热器，催化裂解生产过程中会产生大量的油浆，油浆会造成堵塞的情况发生；（2）热平衡，催化裂解属于吸热反应，因此需要提供大量的热能，但是原料油轻，催化剂上的生焦量不能满足催化裂解需要的热量，所以想要保障足够的热量供给，就要向系统提供热量，设计专业的催化剂和燃料连续燃烧系统；（3）催化剂反应物分离，旋风分离器的作用就是避免催化剂细粉被带入到反应器中，但是在实际情况中，多少都会有一些催化剂细粉进入反应器，这就需要设计专门的催化剂细粉脱除系统。催化裂解工艺的回收系统和蒸汽裂解装置的回收系统大部分相似，采用前脱丙烷流程，生产出丙烯乙烯，但是也存在一些差异，一些微量杂质包含在反映流出物中，例如氮氧化物等，需要进行脱除。以上问题在催化裂解技术都很好的进行了解决。

经过实际的调查研究，催化裂解出的丙烯乙烯含量要高于传统蒸汽裂解出丙烯乙烯含量的百分之十五到二十，其中丙烯含量的提升更加明显。目前的市场丙烯需求量大于乙烯的需求量，因此催化裂解技术也将之间的替代传统的蒸汽裂解技术，或者将传统的蒸汽裂解技术进行升级改进，以满足日益增长的市场需求量。

3. 催化裂解生产低碳烯烃技术的应用

我国能源的基本情况是富煤缺油少气。我国石化能源尤其是低碳烯烃的生产一定要遵循大型化、基地化、园区化的原则，落实轻质化、一体化、多元化的方针策略，积极开发和研究新型技术。

轻质化指的就是在生產制造丙烯乙烯的时候，尽量使用凝析油、石脑油、液化气等作为原料，避免使用轻柴油、加氢裂化尾油为原料，目前我国的柴油资源比较缺乏，加氢裂化尾油能够为人们带来更大的经济效益。石脑油催化裂解技术比传统的蒸汽裂解技术能够产生更多量的丙烯和乙烯，带来更大的经济效益。我国这项研究工作已经开展了很多年，逐渐的走向成熟，目前还需要加大开发和研究力度，争取取得更好的效果。

多元化指的就是除了我们制作生产低碳烯烃经常使用的石脑油、丙烷、凝析油、丁烷等原料之外，也可以使用我国资源比较丰富的煤作为生产低碳烯烃的原料，这样就能大幅的减少我国对于石油进口的依赖性，目前我国已经研究成功了具有自主知识产权的甲醇生产烯烃技术，缺点就是其中大型化的煤制合成气技术和合成气制甲醇技术还需要从国外引进。

想要提高石油资源的利用率，提高企业的经济效益和市场的竞争力，炼化一体化是重要的措施之一。传统的炼化一体化就是将裂解装置原料和炼油装置原料互供，公共工程公用的简单组合，目前随着科技的不断发展，已经研究出了深度组合对石化原料来源进行扩大的新技术。

4. 结语

目前的低碳烯烃市场中，丙烯乙烯的市场需求量正在逐年的增加，供应压力变得越来越大。我国的低碳烯烃的生产逐渐发展为两条线路，一条为石油路线、一条为非石油路线，催化裂解生产低碳烯烃技术是以传统工艺为基础，进行进一步的研究和改进，已经成为了发展的重点。随着新型工艺技术和新型裂解催化剂的不断研究成功，石油烃类催化裂解技术的研究也在不断的发展和进步。

参考文献

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（作者单位：大庆炼化公司）