催化裂化油漿利用有哪些招數

■ 金 文

催化裂化油漿中含有催化劑粉末，過濾后的澄清油在化學組成上與渣油相比有很大變化。催化油漿密度大，氫碳原子比低，芳烴含量高，膠質、瀝青質含量低，殘炭值低。就其芳香烴而言，單、雙環芳烴含量相對較少，三、四環芳烴含量較多，將這些重質芳烴加以分離，可制成高附加值的化工產品。

用作渣油或原料瀝青的改性劑

國外優質瀝青含芳香烴一般為40%～55%，蠟含量小于3.0%。道路瀝青的需求約占瀝青總量的80%。當瀝青的瀝青質高、硬度大、延伸度大時，加入適量的芳烴和膠質，可改善延伸度和耐久性。我國原油80%以上為石蠟基原油，不宜生產高等級瀝青。利用煉廠催化裂化油漿這一貧蠟富芳組分作改性劑，生產高等級道路瀝青的研究很活躍。油漿的初餾點一般較低，不能直接用作改善瀝青質量的組分。有研究指出，利用強化蒸餾將油漿（強化劑）加入瀝青或渣油中，再進行減壓蒸餾，使飽和的、對瀝青質量不利的組分蒸出，而對瀝青有利的組分留在瀝青中，從而改善了瀝青質量，生產出優質的瀝青。將新疆混合原油丙烷脫油瀝青與催化裂化油漿等改性劑調和，可生產出符合國標GB/T15180-94要求的各種牌號重交瀝青。錦西煉油廠將油漿減壓蒸餾，除去小于400℃的餾分，得到富芳、能改善瀝青質量的有效組分，與遼河減渣調合，生產出質量符合GB/T15180-94的高等級道路瀝青。該工藝全年可處理油漿4萬噸，得到有效組分2.56萬噸，可調合高等級道路瀝青13.2萬噸，年增效500多萬元。

用作丙烷脫瀝青的強化劑

與減壓渣油相比，催化裂化油漿密度大、閃點低。丙烷脫瀝青的萃取過程摻煉催化裂化油漿后，使萃取塔的進料密度變大，粘度變小。進料密度變大，使進料與丙烷的密度差變大；進料粘度減小，使萃取阻力降低，這都有利于萃取過程的進行，提高脫瀝青油的收率。將催化油漿摻兌到渣油中脫瀝青，催化油漿中可以繼續裂化的組分回到脫瀝青油中，不宜裂化的組分（重芳烴和膠質）留在脫油瀝青中，使脫油瀝青的性質得以改善。

用作橡膠軟化劑和填充油

軟化劑是在橡膠加工過程中用于改善膠料加工性能的操作配合劑。生膠中加入軟化劑后，不僅能改善膠料的塑性，降低膠料的粘度和混煉時的溫度，縮短混煉時間，節省混煉時的動力消耗，且能改善碳黑與其它配合劑的分散與混合，對壓延和擠出起潤滑作用，同時可降低硫化膠的硬度，提高硫化膠的抗張強度、伸長率、耐寒性等性能。依據軟化劑的化學性質和物理性質可分為芳烴類軟化劑、環烷烴類軟化劑和鏈烷烴類軟化劑。而芳烴軟化劑具有密度大、粘度高、親和性好、加工性能優的特點，是橡膠工業良好的軟化劑。

催化裂化油漿密度大、粘度大、芳烴和環烷烴含量高，與合成橡膠相容性好。因此適合于在丁苯、順丁、氯丁、丁腈等合成橡膠及天然橡膠加工中使用，也適合于在載重輪胎、深色橡膠制品的制造工藝中應用。錦州石化煉油廠利用芳烴含量大于40%的油漿，經沉降分離后直接作為天然橡膠和各種合成橡膠的軟化劑；武漢石化廠將油漿經過濾除催化劑粉末、脫瀝青、精制、脫色等制取了二元族烴型橡膠軟化增塑劑；齊魯石化公司和濟南煉油廠等也采用催化裂化重芳烴（FCCHA）研制了橡膠軟化劑。催化裂化重芳烴（FCCHA）具有獨特的不飽和分子結構，芳烴含量高，芳香度大，與通用的SBR/BR橡膠極性相近，它與橡膠有良好的相容性，有利于碳黑分散，與膠料的摻混均勻性好，混煉工藝性能良好，能完全滿足橡膠加工的要求。且使用FCCHA軟化劑具有相對分子質量大、閃點高、凝點較低、不易凍結、使用方便等特點。

用作制取石油芳烴增塑劑

將催化裂化油漿中提取出的芳烴可用作聚氯乙烯（PVC）制品的增塑劑。大量應用表明，石油芳烴增塑劑與PVC樹脂的相容性好，易于塑化，電性能和機械性能較好，價格便宜，可降低PVC制品的價格，以芳烴為輔助增塑劑的PVC因性能好，不僅可作硬質、半硬質，還可作軟質制品，用于乳液聚合或懸浮聚合的PVC。

用作碳素纖維材料

碳素纖維是高強度、高韌性、耐熱、耐磨、耐腐蝕、耐輻射的新型材料。瀝青基碳纖維是由多環結構的大分子芳烴所構成，這些大分子芳烴經熱處理會同時發生脫烷基或縮聚反應，使分子量進一步增大。由于這種瀝青分子是平面結構，仍為各向同性，以此為原料可得低性能碳纖維；若將各向同性瀝青進一步加熱，可得中間相瀝青。中間相瀝青的分子構成具有一定的取向性，有利于各向異性中間相小球的形成，因此可作高性能碳纖維。催化裂化油漿含有大量的2～4環芳烴，沸點主要集中在300℃～500℃的餾分。根據液相碳化生成中間相理論以及從分子間相互作用能推論，油漿體系的芳香性較大，中間相保持塑性的溫度區間較寬，易于獲得各向異性的易石墨化的顯微結構。因此，催化裂化油漿是制備碳素材料的優質原料。但必須除去油漿中的輕質組分和催化劑顆粒，催化劑顆粒含量必須在10PPm以下。當今瀝青基碳素纖維開發較好的國家是日本和美國。

用作生產針狀焦

針狀石油焦是新型的碳素材料，用它制成的碳素制品具有高結晶度、高純度、低燒蝕量、低熱膨脹系數等特點，被廣泛用于煉鋼、宇航等重要部門。針狀焦生產以延遲焦化工藝為基礎。根據針狀焦機理的研究，生產針狀焦的原料必須是芳烴含量高（稠環大分子芳烴不在其內），BMCI芳烴指數不小于120，硫含量不大于0.5%，總氮不大于0.05%，苯不溶物不大于1.0%，灰分低，并在熱轉化過程中具有較高的中間相轉化溫度和較寬的中間相溫度范圍，能生成較大的中間相小球體。催化裂化澄清油中幾乎全都是帶短側鏈的芳烴，是生產針狀焦的最好材料。

美國生產針狀焦的原料均以催化裂化澄清油為主，生產能力居世界第一。中國石化北京石油化工科學研究院與安慶石化合作，以催化裂化澄清油和回煉油抽出油為原料，在40萬噸/年延遲焦化裝置上完成針狀焦生產工業試驗，針狀焦收率達40%。安慶石化已建成15萬噸/年針狀焦生產裝置，錦州石化也建成10萬噸/年針狀焦生產裝置。

用作生產碳黑

碳黑是橡膠加工和油墨生產的重要原材料，催化裂化油漿中重質芳烴含碳量高而雜質少，是制備碳黑的優質原料。國外多采用催化裂化輕循環油、澄清油直接作為制備碳黑的原料，收率高且產品顆粒細、強度好，適宜做高級橡膠制品的填料。