催化裝置干氣收率較高的原因及降低干氣產率的措施

王 磊

（中石油玉門油田分公司煉化總廠催化車間，甘肅酒泉 735000）

催化裝置干氣收率較高的原因及降低干氣產率的措施

王 磊

（中石油玉門油田分公司煉化總廠催化車間，甘肅酒泉 735000）

分析了影響玉門煉化催化裝置干氣產率的因素，采取一系列調節措施，預計裝置干氣產率能夠降低至3.5%以下。

催化裝置；措施；干氣產率

流化催化裂化裝置（FCCU）被稱為煉油廠的心臟，是將重質烴類改質為高價值產品的重要煉制工藝。目前，我國已建成催化裂化裝置百余套，年處理能力超過100Mt/a，根據生產目的和操作條件的不同，干氣的產率大致在2%～6%，即我國催化裂化干氣的產量可達4Mt/a以上。干氣量的增加，勢必使具有高附加值的液化氣、汽油和柴油中的氫含量減少，對液體產品收率有很大的影響。因此，發展渣油催化裂化技術的突出問題之一是降低干氣產率，從根本上改善目的產品分布，降低過程能耗，使煉廠盈利達到最大。

1 干氣的生產規律

相關文獻報道，重油在提升管進行催化裂化反應時，根據轉化率趨勢，可以把整個轉化過程分為兩個階段，即反應時間小于0.6s的油-劑初始混合段和0.6s以后的油氣漸次裂化段，如圖1所示。從圖1可以看出，原料與再生催化劑混合接觸0.6s內是裂化反應發生最劇烈的階段，大致有66%左右的反應發生在油-劑初始混合段。而在隨后的油氣漸次裂化段，重油轉化率與反應時間基本呈線性關系。

圖1 RFCC干氣生產規律

相關文獻報道，在整個重油轉化過程中，干氣產率經歷了油—劑初始混合段的急劇增加、油氣漸次裂化段逐漸增加的過程；從產率曲線斜率逐漸增大的趨勢可以看出，干氣生成的速率逐漸加快。在油一劑混合初期，熾熱的再生催化劑與烴分子接觸，瞬間就會使烴分子在其弱鍵處發生C—C共價鍵的熱均裂反應生成自由基，然后發生一系列的反應生成乙烯和小分子自由基，直至形成甲基、乙基甚至氫自由基，再從其它烴分子中抽取氫自由基生成相應的甲烷、乙烷和氫氣，從而形成干氣。由于熾熱催化劑對重油的“熱沖擊”作用，無論對中間基還是石蠟基的重油原料，油一劑混合初期都是干氣產生的主要階段，約有41%～60%左右的干氣在油一劑初始混合段生成，但是中間基重油產生的干氣較多。

2 目前裝置干氣產率現狀

為確定車間的干氣產率，在3月15日至3月19日對干氣產率進行了跟蹤標定。統計結果見表1。

表1 干氣收率統計

由表1可以看出，催化裝置干氣產率在4.22%左右，較達標值（3.8%）高出0.42個百分點。

3 干氣產率較高的原因分析

3.1 催化劑活性低

2015年1至10月份催化劑活性基本上維持在58%～62%之間，與同類裝置相比，屬于較低的水平。催化劑活性低，氫轉移反應進行的較少，會導致干氣產率增加。

原料中重金屬濃度偏高很容易使催化劑發生中毒而破裂，尤其是鈉、釩和鎳。由于鈉離子和釩離子在催化劑表面易形成低熔點氧化共熔物，這些共熔物接受鈉離子生成氧化鈉，氧化鈉不僅能覆蓋于催化劑表面減少活性中心，而且還能降低催化劑的熱穩定性；其中重金屬中Ni對催化劑的污染尤為突出，平衡劑中Ni含量每上升1 000ppm，催化劑污染指數上升1 400ppm，造成催化劑活性降低2%～3%。

表2 2015年催化劑數據分析

從表2數據分析可以看出：今年平衡劑取樣與去年同期對比，平衡劑活性有所下降，從去年的62%降至今年的60%左右。金屬Fe、Na、Ca含量基本持平，V的含量下降了37%，但是Ni濃度大幅上升，上升了55%。對比污染指數：2014年為8 840ppm，2015年為11 970ppm，同比上升了35.4%，從而導致催化劑活性下降了2～3個百分點。

3.2 設計反應時間短

對一提、二提反應時間、劑油比、油劑混合溫度進行核算，具體情況見表3。

Reasons for High Yield of Dry Gas in Catalytic Device and Measures for Reducing Dry Gas Yield

Wang Lei

The infl uencing factors of two-year dry gas yield of Yumen Refi ning & Catalytic Unit are analyzed.The dry gas yield of the device can be reduced to below 3.5% through a series of measures.

catalytic device；measure；dry gas yield

TE624.41

A

1003-6490（2016）07-0090-02

2016-07-11

王磊（1987—），男，山西運城人，技術員，主要從事煉油化工催化裂化操作管理工作。