淺談0.5Mt/a催化裂解裝置丙烯含量影響因素及應(yīng)對(duì)措施

李慶龍

摘要：本文針對(duì)影響催化裂解裝置丙烯產(chǎn)量的相關(guān)因素進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)措施，提高裝置丙烯產(chǎn)量，提高公司整體創(chuàng)效水平。

關(guān)鍵詞：催化裂解;丙烯;因素

一、裝置概況

裂解裝置是由中國(guó)石油工程公司華東設(shè)計(jì)分公司設(shè)計(jì)，于2013年9月份破土動(dòng)工，2014年8月份正式建成，2015年4月3日正式投產(chǎn)，2015年10月份進(jìn)行第一次改造。根據(jù)大慶宏偉慶化石油化工有限公司對(duì)丙烯產(chǎn)品的需求及全廠總加工流程的安排，本裝置，加工量為50×104t/a，裝置進(jìn)料還包括混合碳四回?zé)?5×104t/a，設(shè)計(jì)年開(kāi)工時(shí)數(shù)為8400小時(shí)。原料主要是常減壓的餾分油、常壓渣油、減壓渣油及丙烷脫瀝青油、蠟膏、蠟下油等。隨著石油資源的短缺和原油的日趨變重，處理的原料可以是全常渣，甚至是全減渣。該裝置具有輕質(zhì)油收率高、汽油辛烷值較高、氣體產(chǎn)品中烯烴含量高等特點(diǎn)。

二、催化劑對(duì)丙烯的影響

催化劑中的V2O5在690℃下會(huì)熔化。如果再生器溫度超過(guò)了釩氧化物的熔點(diǎn)，會(huì)增強(qiáng)釩的流動(dòng)性，使得釩占據(jù)更多的催化劑活性中心。目前一般都偏向選擇較高的再生器溫度和CO完全燃燒再生方式。這樣就加大了處理高釩含量原料的難度。

水熱穩(wěn)定性影響，新鮮催化劑中的鈉會(huì)影響沸石的水熱穩(wěn)定性。

毒性的影響，原料中的鈉對(duì)催化劑也有毒性，像釩一樣破壞催化劑的活性。

當(dāng)原料中的鈉與釩結(jié)合起來(lái)時(shí)，會(huì)急劇加大對(duì)催化劑的危害。

釩酸鈉的影響，鈉和釩作用形成各種型式的低熔點(diǎn)釩酸鈉，從而加大了釩的流動(dòng)性，二者的協(xié)同作用加大了對(duì)沸石的水熱破壞。

所以，水蒸氣與V205反應(yīng)形成揮發(fā)性的釩酸VO（OH）3，使新補(bǔ)充的催化劑迅速失活。水蒸氣的來(lái)源有兩種，一種是由焦炭中氫的燃燒產(chǎn)生，另一種是由催化劑的汽提過(guò)程帶入。其中，氫燃燒釋放出來(lái)的熱量導(dǎo)致催化劑內(nèi)的溫度極高，使催化劑進(jìn)一步遭到破壞，甚至導(dǎo)致催化劑顆粒燒結(jié)。

催化劑活性對(duì)丙烯的收率有這必然的聯(lián)系，催化劑活性越高，丙烯的產(chǎn)量越大，為了維持催化劑的活性，必然要大量補(bǔ)充新鮮催化劑。催化劑的補(bǔ)充速率高（每天3%催化劑床層藏量），可降低催化劑上的重金屬濃度，并能更好地控制由此造成的危害。催化劑的補(bǔ)充速率越大，釩全部氧化并且從催化劑顆粒表面上遷移的時(shí)間越短，這樣，丙烯的產(chǎn)量也會(huì)相應(yīng)提高。

三、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析

結(jié)合裝置上半年生產(chǎn)實(shí)際情況，原料組成、配比，以及操作條件等方面，分析起對(duì)丙烯的影響情況。

上圖蠟油、渣油與丙烯產(chǎn)量關(guān)系圖，可以看出蠟油逐漸升高的同時(shí)，丙烯產(chǎn)量也在逐漸升高，蠟油降低時(shí)，丙烯產(chǎn)量也在降低，所以蠟油對(duì)丙烯的產(chǎn)量有明顯的影響。當(dāng)渣油升高時(shí)，丙烯也升高，但是渣油降低時(shí)，丙烯變化不是很明顯，所以渣油與丙烯產(chǎn)量關(guān)系不大。

上圖是余C4與丙烯產(chǎn)量 關(guān)系圖，可以看出丙烯產(chǎn)量上漲時(shí)，余C4基本沒(méi)有太大的變化，所以余C4與丙烯產(chǎn)量關(guān)系不大。當(dāng)混C4變化時(shí)，丙烯產(chǎn)量相對(duì)比較穩(wěn)定，所以混C4與丙烯產(chǎn)量關(guān)系不大。

重C4烯烴組成對(duì)丙烯產(chǎn)量的關(guān)系圖，基本上可以看出四個(gè)烯烴的變化均與丙烯產(chǎn)量的變化不對(duì)應(yīng)，所以回?zé)捴谻4的烯烴組成與丙烯產(chǎn)量沒(méi)有特別明顯的影響。這次只是對(duì)2021年5月10日至17日的數(shù)據(jù)分析，不代表全部，因?yàn)橛屑庸ち康挠绊憽?/p>

這是2021年5月20-29日操作（一段反應(yīng)溫度和再生器床溫）趨勢(shì)圖和5月20日至29日丙烯產(chǎn)量趨勢(shì)圖，總體趨勢(shì)來(lái)看丙烯產(chǎn)量上升，因?yàn)橐欢畏磻?yīng)溫度提高和再生器床溫降低，均是提高劑油比，提高原料的裂解能力，產(chǎn)出更多的丙烯。

四、結(jié)論

1、提高催化劑活性，減少催化劑的重金屬污染，對(duì)增產(chǎn)丙烯有這明顯的影響。

2、提高蠟油加工量，提高蠟油占比，可以提高丙烯的產(chǎn)量，提高裝置效益。

3、提高一段反應(yīng)溫度，降低再生器床溫，提高劑油比，進(jìn)而提高原料的裂解深度，對(duì)丙烯的產(chǎn)量有著明顯的影響。