催化裂化技术工程与工艺

null催化裂化催化裂化中国石油大学（北京）：孟祥海本讲主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 本讲主要内容催化裂化发展方向 催化裂化工艺技术 催化裂化工程技术 催化裂化催化剂 催化裂化助剂催化裂化工艺流程提升管 反应器催化原料 进料喷嘴油气催化剂快分设备催化裂化工艺流程水蒸汽催化裂化技术的发展方向催化裂化技术的发展方向拓宽原料来源 尽可能加工更重的、更劣质的原料油 提高产品质量 降低FCC汽油的烯烃含量和硫含量，提高FCC汽油的辛烷值等 灵活调整产品结构分布 向石油化工延伸，多产丙烯，提高催化裂化装置的效益 环保 降低FCC装置的排放 节能降耗 装置长周期运转催化裂化相应的技术措施催化裂化相应的技术措施优化催化裂化原料或进行预处理 优化催化裂化工艺参数 研制新的催化剂 开发新的催化裂化工艺技术 产品进行精制或改质 催化裂化综合集成技术催化裂化工艺技术催化裂化工艺技术催化裂化工艺技术催化裂化工艺技术催化裂化增产轻质油技术 TSRFCC、SCT、MSCC 催化裂化生产清洁汽油技术 催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术 MIP、CGP、 FDFCC 催化裂化多产低碳烯烃技术 DCC、MIO、MGG、ARGG、MGD 重质、劣质原料的催化裂化技术－DNCC 催化裂化其它工艺技术－下行床两段提升管催化裂化－TSRFCC两段提升管催化裂化－TSRFCC存在的问题： 提升管过长 催化剂活性整体水平低 新鲜RFCC原料与循环油的恶性竞争 导致产品分布不理想、产品质量差通过数值模拟和现场采样技术，全面揭示了提升管反应器这个“黑箱” ，全面认识了重油催化裂化工业提升管反应器内的反应历程本质：短反应时间 催化剂接力 分段反应 大剂油比Flowsheet of the two-stage riser Flowsheet of the two-stage riserOil vaporFeed steamR. catalystSpent catalystConventional riserRenovation of reactornull打破维持半个世纪的提升管反应器型式和反应-再生系统流程，优化的两段提升管反应器两路循环的反应-再生系统全新流程 工艺技术革命null分段反应利于条件分段控制优化 显著改善产品分布 短反应时间有效控制反应深度 抑制干气焦炭生成大剂油比催化作用得到强化催化剂接力催化剂两路循环，整体活性及选择性提高 催化反应比例增大，热反应得到有效抑制 null短反 应时间大 剂油比分段 反应催化剂 接力两段技术四个特点相互关联 催化剂接力、大剂油比和分段反应相互促进，有效提高催化剂的活性和选择性，有利于提高原料转化深度、改善产品分布、提高目的产品收率。全新流程—催化剂接力null 由此成功开发了具有自主知识产权的两段提升管催化裂化技术，与常规催化技术相比： 装置处理能力提高2030% 轻油油品收率提高23个百分点 干气和焦炭产率降低 2 个百分点左右 催化汽油和柴油质量得到明显改善1亿吨1%2000元/吨=20亿元null 该技术工业化以后在石油石化行业引起了强烈反响，科技日报、人民日报海外版、中国石油报、中国石化报、大众日报等多家报纸纷纷加以报道 2002年被评为中国石油集团十大科技进展之一 2003年被列为国家火炬计划 2002年5月至今，TSRFCC技术已在6家企业获得成功应用，年新创效益1亿元以上，3套装置在设计中（最大140万吨）。SCT（short contact time）－短时接触SCT（short contact time）－短时接触Exxon公司开发的 在BP 公司的Espana 炼油厂应用 FCC装置改造： 新型进料喷嘴－Exxon公司的专利技术 改善了原料的雾化效果和剂油的接触状况，减少返混 新型反应器出口系统 采用封闭式耦合旋分器，催化剂与裂化产物快速分离 新型汽提系统 先进的分段汽提装置，更好地去除催化剂上携带的烃类，减少生焦nullLPG+轻质油收率提高了9.7个百分点 干气产率下降0.1个百分点 焦炭减少0.1个百分点Exxon公司SCT技术产品分布对比MSCC（millisecond catalytic cracking）-UOPMSCC（millisecond catalytic cracking）-UOPUOP公司开发的 在CEPOC公司的炼油厂应用 FCC装置改造： 催化剂下落，原料油水平喷入 采用了外置旋风分离器 特点 油剂接触时间极短 有效降低二次反应和热裂化反应 提高汽油和烯烃产率 降低焦炭产率nullUOP的MSCC技术与FCC装置操作情况对比 轻质油收率提高了5.6个百分点 焦炭减少0.8个百分点催化裂化汽油降烯烃技术催化裂化汽油降烯烃技术问题的提出 汽油质量的新标准 FCC汽油中的烯烃含量高 技术要求 降低汽油的烯烃含量，满足汽油新标准的要求 RON保持不要下降 液收率要高 投资和操作费用合理催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术原理分析二次反应null二次反应null3CN H2N + CM H2M 3CN H2N+2 + CM H2M-－6 烯烃 环烷烃 烷烃 芳烃CNH2N-2, CMH2M－6 环烯 芳烃cccccccccccccc 焦炭前身物 氢转移 缩合反应CN H2N CN H2N +2 吸收负氢，， 多 环 化 合 物... 类型 A 类型 B不同类型的氢转移反应理想的反应历程理想的反应历程 烃类混合物烃类混合物＋烯烃 氢转移 异构化异构烯烃 烷基化 氢转移 异构烷烃 异构烷烃和芳烃 异构烷烃或烷基芳烃 辅助反应器 裂化重油提升管反应器需要促进的反应：异构化、氢转移、环化、芳构化 需要抑制的反应：初始裂化、缩合生焦关键反应和反应机理异构烷烃芳 香 烃供氢 环化芳构化 氢转移受氢 异构化 氢转移烯 烃关键反应和反应机理思路和设想思路和设想以常规催化裂化催化剂和常规催化裂化工艺为基础 在催化裂化装置的基础上，增设一个单独的改质提升管反应器 利用这一单独的提升管反应器对催化汽油进行催化改质 达到降低烯烃含量、维持或提高辛烷值以生产清洁汽油的目的null独立分离工艺方案适合于汽油烯烃含量降低到35v%、或者是20v％以下各种要求null主分馏塔混合反应油气原提升管反应器裂化气粗汽油油 浆组合分离工艺方案重油适合于烯烃含量降低到35v%左右，而不适合于烯烃含量降低到20v％以下。null主分馏塔混合反应油气原提升管反应器裂化气粗汽油油 浆组合分离工艺方案重油新型辅助反应器仅适合于烯烃含量降低到35v%左右，而不适合于烯烃含量降低到20v％以下。独立分离方案独立分离方案优点 辅助反应器内汽油烯烃初始反应浓度高 所需要工艺条件较为缓和 需改质汽油量较少 可将烯烃含量降低到较低程度：35 v%、20 v% 缺点 装置改动较大，投资高 工艺流程较长组合分离方案组合分离方案优点 装置改动最小，投资低，易于实现 不用对改质汽油进行额外的分离等处理 操作稳定，易于控制 缺点 改质反应器内汽油烯烃初始反应浓度低，就需要较为苛刻的工艺条件和较大汽油回炼量 仅适用于将烯烃含量降低到35 v%null华北石化III催化裂化装置主分馏塔混合反应油气原提升管反应器裂化气粗汽油油 浆重油华北石化分公司100万吨/年催化裂化装置 2003年1月14日开始投用技术应用后产品分布的变化，wt%技术应用后产品分布的变化，wt%null辅助提升管反应器物料平衡，wt%干气加焦炭损失为2.15 wt%。催化汽油回炼率为48.6 wt%，该损失占整个重油催化裂化装置物料平衡的0.4 wt%，与其它技术相比，具有非常明显的优势。null汽油族组成分析（荧光法，v％） 工艺特点及技术优势1、汽油烯烃含量降低到20v%以下，达到欧洲III类 排放标准，RON不损失或有所提高; 2、85～95wt%的改质汽油收率，加工损失小 a、对改质汽油烯烃含量为35v%以下要求时， C3+液收率大于98.5wt%； b、对改质汽油烯烃含量为30v%以下要求时， C3+液收率大于98.0wt%； c、对改质汽油烯烃含量为20v%以下要求时， C3+液收率大于97.5wt%。 工艺特点及技术优势工艺特点及技术优势3、可以根据炼油企业的要求，通过调整反应操作强 度和汽油改质比例，调变液化气收率和汽油馏分 收率，可增加丙烯产率3～4个百分点； 4、新型辅助反应器有机地结合在催化裂化装置中； 5、改质用的新型辅助反应器可以采用单独优化条件； 6、虽然对催化汽油中的氢进行了重新调配，但 过程不耗氢，并且没有额外的催化剂损耗。 工艺特点及技术优势FDFCC（洛阳石化工程公司）FDFCC（洛阳石化工程公司）采用双提升管反应器结构 重油提升管在常规催化裂化条件下操作 汽油提升管在较苛刻的条件下操作，实现芳构化、异构化等反应以降低催化汽油烯烃含量nullnull催化汽油管反改质前后主要性质 null催化汽油管反改质产品分布（wt%） null重油催化裂化装置产品分布(wt%) （汽油管反温度：500℃)null重油催化裂化装置产品分布(wt%) （汽油改质率：50%）null汽油原料和部分改质后混合汽油性质（汽油改质率：50%）Maximum iso-paraffins－MIP技术Maximum iso-paraffins－MIP技术催化裂化发生的反应 裂化 异构化 氢转移 烷基化？null常规FCC反应器MIP反应器MIP反再系统示意图MIP反再系统示意图工艺特点工艺特点该工艺采用串联提升管反应器的形式，把催化裂化反应器分成两个区 第一反应区采用短停留时间、较高的反应温度和剂油比 第二反应区通过注入冷介质或其它方式，降低反应温度，抑制二次裂化反应，增加异构化和氢转移反应 第二反应区通过扩径等方式降低了油气和催化剂流速，延长了反应时间，有助于辛烷值高的异构烷烃和芳烃的生成MIP技术--工业试验结果MIP技术--工业试验结果高桥分公司工业运转结果 液体收率增加1.79个百分点，干气和油浆产率分别下降0.41 wt%和0.99 wt% 汽油烯烃含量降低13~16个百分点，硫含量降低26.5 wt% 安庆分公司工业运转结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 汽油烯烃含量可以从52v%下降到35v%以下，汽油硫含量下降20.55 wt% 干气收率下降，总液体收率增加 MIP-CGP: A MIP process for clean gasoline and propyleneMIP-CGP: A MIP process for clean gasoline and propylene采用由串联提升管反应器构成的新型反应系统， 第一反应区以裂化反应为主，生成富含烯烃汽油和富含丙烯的液化气 第二反应区以氢转移反应和异构化反应为主，适度二次裂化反应 在二次裂化反应和氢转移反应双重作用下，汽油中的烯烃转化为丙烯和异构烷烃 MIP-CGP与MIP的区别MIP-CGP与MIP的区别第一反应区 反应温度更高，反应时间更短；原料油在第一反应区内一次裂化反应深度增加，从而生成更多的富含烯烃的汽油和富含丙烯的液化气 第二反应区 反应温度略低，主要以延长反应时间来促进二次反应；在第二反应区内，汽油中的烯烃发生氢转移、异构化反应和适度二次裂化反应，从而降低汽油中的烯烃含量和增加液化气产率和丙烯产率 专用催化剂 CGP系列催化剂CGP技术—工业试验CGP技术—工业试验2004年4月和7月在镇海炼化公司和九江分公司进行了工业试验 2004年10月和2005年4月，九江分公司进行了两次工业标定。 工业标定结果表明，在原料油性质变差的情况下，产品分布略好于原工艺，转化率提高，总液收增加，干气和油浆产率都有下降，丙烯产率增加3个百分点以上，汽油烯烃含量降低12~20个百分点、最低可以达到13.4v%，硫含量降低32.5 wt%，RON增加约2个单位CGP工业标定物料平衡 CGP工业标定物料平衡 MIP-CGP工业标定汽油性质 MIP-CGP工业标定汽油性质 MGD－maximum gas and diesel MGD－maximum gas and diesel 重质石油馏分中间馏分 （柴油）汽油液化气＋干气缩合产物焦炭MGD原理图null原料从不同位置进提升管，形成不同苛刻度的反应区 汽油在高苛刻度条件下反应，降低烯烃含量，生成富含丙烯的液化气 VGO/回炼油在低苛刻度下，尽量保留中间馏分 重油与VGO分开进料，提高剂油比，进而提高重油的转化率null产品性质 汽油RON增加 0.4~0.8 汽油MON增加 0.4~0.9 汽油中烯烃降低9~12 v% 柴油性质相当 汽油回炼方式 轻汽油回炼 增产丙烯 降低汽油烯烃 重汽油回炼 降低汽油硫含量 降低汽油烯烃 提高辛烷值 null难点 同时增加液化气收率和柴油收率的矛盾 降低汽油烯烃含量和保证辛烷值的矛盾 特点 增加柴油收率，提高柴汽比 增加液化气的收率，增加丙烯的收率 大幅度降低催化裂化汽油的烯烃含量 提高催化裂化装置的灵活性 不足之处，轻油收率降低，能耗增加催化裂化工艺技术催化裂化工艺技术催化裂化生产清洁汽油技术 催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术 FDFCC 、MIP、MIP-CGP、MGD共性 根据汽油中烯烃组分的反应特性，利用特定形式的反应器，促进烯烃的转化DCC-deep catalytic crackingDCC-deep catalytic crackingDCC-Ⅰ 较苛刻的操作条件 提升管加密相流化床反应器 最大量生产以丙烯为主的气体烯烃 催化剂是CHP-1和CRP-1 DCC-Ⅱ 较缓和的操作条件 提升管反应器 最大量生产丙烯和异丁烯、异戊烯等气体烯烃，并同时兼产高辛烷值优质汽油 催化剂是CIP-1 DCC工艺典型的工业试验数据 DCC工艺典型的工业试验数据 MGG-maximum gas & gasolineMGG-maximum gas & gasoline较缓和的操作条件 提升管反应器 新型催化剂RMG 高的裂化活性 好的选择性LPG+汽油产率较高，对于K>12的原料，该产率高达78 wt%以上 LPG与汽油的产率之比约为3:4MIO-maximum iso-olefinsMIO-maximum iso-olefinsMIOMIO较缓和的操作条件 提升管反应器 新型催化剂MIO 增加酸性中性－－增加一次裂化反应 设计孔径分布－－控制二次反应，保留烯烃和异构烯烃，减少氢转移反应MIO不同原料的中试结果MIO不同原料的中试结果原料 DQ LH LZ 密度, g/cm3 0.8788 0.9249 0.8764 产物, wt% H2-C2 4.06 3.45 3.35 C3-C4 42.40 22.85 34.89 C5+汽油 34.92 36.72 41.71 焦炭 3.66 6.60 3.22 iC4=, wt% 5.31 3.74 4.85 iC5=, wt% 6.99 4.41 5.95MIO工试产物分布，wt%MIO工试产物分布，wt%ARGG-atmospheric residuum maximum gas plus gasolineARGG-atmospheric residuum maximum gas plus gasoline以MGG技术为基础 以AR为原料 新型催化剂RAG-1 重油转化能力强 抗金属污染能力强 选择性号LPG+汽油产率较高，可达67-75 wt% 丙烯+丁烯产率达18-23 wt%同种原料不同工艺的中试结果同种原料不同工艺的中试结果反应深度 DCC-1 >DCC-2 >MIO >ARGG >MGG >FCC >RFCC LPG+汽油 MGG 低碳烯烃 DCC-1 ARGG vs. RFCC LPG产率高 柴油产率低PetroFCC技术-UOPPetroFCC技术-UOP采用双提升管反应器 重油和汽油分别在各自的提升管中反应 独自的沉降器和分馏，共用一个再生器 重油提升管 采用高温大剂油比的操作方式，提高原料油一次裂化的转化率 汽油提升管 采用比重油提升管更苛刻的操作条件，提高轻质烯烃的产率 使用高ZSM-5含量助剂nullLPG产率高，丙烯产率高达22 wt% 汽油和柴油产率低SCC-selective catalytic cracking－Lummus 公司SCC-selective catalytic cracking－Lummus 公司采用Micro-Jet进料喷嘴、短接触时间提升管和直连式旋分器 采用高温、大剂油比的操作方式 粗汽油在主提升管反应器进料上方进行选择性回炼 使用高ZSM - 5 含量的FCC 催化剂 采用OCT 技术,使催化裂化过程中生成的乙烯和丁烯发生歧化反应生成更多的丙烯 丙烯产率可达25-30 wt%Maxofin－KBR 公司和Exxon公司Maxofin－KBR 公司和Exxon公司采用双提升管反应器 粗汽油的循环裂化以增产丙烯 主催化剂采用低氢转移活性的REUSY 型专用催化剂，并加入高ZSM - 5 含量的助剂 采用配套的Atomax - 2 型进料喷嘴和密闭式旋风分离器 高温、大剂油比操作 丙烯产率可达18 wt%以上 丙烯产率可达12 wt%以上HS-FCC技术－沙特和日本合作开发HS-FCC技术－沙特和日本合作开发采用高温、短接触时间、高剂油比操作以及下行式反应器 采用超稳Y催化剂和高择形分子筛含量助剂 中试规模为0.1桶/天，示范装置规模为30桶/天 HS-FCC中试和示范装置产品收率 HS-FCC中试和示范装置产品收率 1）原料为石蜡基蜡油，操作条件：反应温度为600℃，剂油比为40 2）示范试验原料为加氢蜡油，氢含量为14w%Indmax技术－印度石油公司Indmax技术－印度石油公司高苛刻度操作 反应温度550-580℃ 剂油比15-25 注水量15-20% 低反应压力 催化剂 采用重油裂化组分 超稳Y分子筛 择形沸石 0.1Mt/a示范装置Indmax中试和示范试验结果 Indmax中试和示范试验结果 催化裂化工艺技术催化裂化工艺技术催化裂化多产低碳烯烃技术 DCC、MIO、MGG、ARGG、MGD－中国 PetroFCC技术－UOP SCC－Lummus 公司 Maxofin－KBR 公司和Exxon公司 HS-FCC技术－沙特和日本 Indmax技术－印度石油公司NDCC-denitrified catalytic crackingNDCC-denitrified catalytic cracking问题的提出 催化裂化掺炼CGO 掺炼CGO 给FCC 带来的不良影响 特点 CGO 与FCC 原料油分开注入提升管的不同部位，实现原料油先吸附裂化，CGO后吸附转化裂化 CGO 自提升管中部进入，避免CGO 中碱氮对再生催化剂酸性中心的毒害作用 CGO 自提升管中部进入，对提升管前部的裂化反应起到了急冷作用，减少了热裂化反应和不必要的二次反应DNCC 工艺的优点DNCC 工艺的优点降低了CGO中碱性氮化物对催化剂酸中心的毒害 减少催化剂中毒 利于底部优质原料油的充分裂化 CGO得到了吸附转化 一部分裂化成低分子产品, 一部分脱除对催化剂有害的污染物 精制作用 CGO起到了急冷剂的作用 提高了底段反应器中的反应温度和剂油比 降低了上段反应器的反应温度, 抑制热裂化、氢转移和生焦等二次反应null当掺炼25% 焦化蜡油时，DNCC的总液收率可提高1. 5 个百分点以上采用DNCC技术的催化裂化－延迟焦化采用DNCC技术的催化裂化－延迟焦化双向组合工艺 不产出低价值燃料油 提高了催化裂化油浆自身的产值 焦化汽油回注，产品多样化 底部注入，多产LPG 中部注入，多产汽油，汽油改质下行床催化裂化技术下行床催化裂化技术概念的提出 20世纪80年代，UOP和Stone & Webster公司 特点 气固接触时间短，油气停留时间在0.2-1.0 s 气固轴向返混小，油气径向分布均匀 更加接近平推流反应 生焦量比传统FCC低20%-30% 相同转化率下，轻质油收率提高2-3个百分点 汽油辛烷值有所提高null1--下行式反应管 2--反应沉降器 3--粗旋风分离器 4--汽提段 5--烧焦管 6--循环管 7--再生沉降器 null下行床柔性催化裂化技术，在保持高汽油辛烷值的同时，有效降低催化裂化汽油的烯烃含量 中国石化济南分公司将原有提升管加床层装置改造成提升管-下行床的组合式反应器形式，其特点 柔性折叠式气固两相催化裂化反应器（上行-下行两部分柔性组合） 折返式下行床两相混合进料装置 催化剂卧式快速分离器下行床催化裂化技术--工业试验结果下行床催化裂化技术--工业试验结果折叠床催化裂化技术折叠床催化裂化技术在提升管反应器和下行床反应器的基础上开发的 克服了提升管反应器的轴向气固返混大、气固速度和固体浓度存在严重的径向分布不均匀性的特点 克服了下行床反应器的转化深度低、对出入口要求过于严格的特点 利用提升管反应器的高固含量和下行床反应器的低返混特点，获得较高的轻油收率折叠床催化裂化技术折叠床催化裂化技术在提升管反应器的高固含量区进料 油气与催化剂快速混合并反应 利用下行床近似平推流的特征进行后期反应 提高轻油收率null催化裂化工程技术催化裂化工程技术催化裂化工程技术催化裂化工程技术终止剂技术 预提升技术 防结焦技术 新型喷嘴技术 气固快分技术 终止剂技术终止剂技术如何减少中间产物的二次反应？转化率及产物产率沿提升管反应器高度分布转化率及产物产率沿提升管反应器高度分布CokeCracked GasDieselGasolineConversionYield, wt %Riser Height, m胜利油田化工总厂60万吨重催终止剂位置的确定胜利油田化工总厂60万吨重催终止剂位置的确定实际应用效果020406080100120556065707580Light oil yield , %Before applicationAfter applicationDay 实际应用效果预提升技术预提升介质 水蒸气 干气 各种汽油 预提升段结构 传统结构 新型结构 预提升段的作用 常规作用 反应区（MGD)预提升技术防结焦技术防结焦技术RFCCU结焦部位 提升管喷嘴处 沉降器 大油气管线水平段 分馏塔底循环系统 危害 因结焦造成的非正常停工次数几乎占总次数的2/3 随掺渣率提高， RFCCU设备结焦日趋严重最严重，危害最大null生产装置的结焦图片生产装置的结焦图片喷嘴处沉降器内壁null大油气管线集气室粗旋外壁升气管外壁结焦因素分析结焦因素分析原料性质 原料性质差、残炭高是沉降器结焦的内在因素 催化剂－－生焦中心 沉降器温度－－重组分冷凝 停留时间 理想状态的平均值、流动缓区停留时间长 流场分布－－存在流动缓区和死区 油气分压－－也影响重组分的冷凝 防结焦措施防结焦措施安装油浆过滤器 在沉降器顶部加防焦蒸汽环管 采用相关设备 增加防焦蒸汽量 使用阻垢剂效果有限结焦原因分析结焦原因分析结焦的内因——易结焦组分的存在 反应油气：气相——裂化气、汽油、柴油、回炼油、油浆 液相——油浆 ？ 结焦的外因——结焦环境 沉降器：温度分布、流场分布油浆的结焦性能研究油浆的结焦性能研究油浆及其SARA组分失重速率曲线 油浆SARA组分在沉降器结焦中所占比重分析油浆SARA组分在沉降器结焦中所占比重分析null沉降器结焦的根本原因 极少量的吸附在待生剂上的油浆重组分在汽提段被汽提出来后，以液滴形式进入沉降器，弥漫在整个沉降器空间。在沉降器内的流动过程中，有95%以上被固体壁面捕获，继而发生沉降器的结焦 防焦技术路线 将极少量的吸附在待生剂上的，而在汽提段被汽提出来后就以液滴形式进入沉降器的油浆重组分转化掉，从根本上消除沉降器的结焦化学汽提法化学汽提法转化条件 合适的温度、时间和催化剂 转化方式 沉降器内  汽提段  发生化学反应 提出了“化学汽提器”概念，并申请了国家发明专利 “一种重油催化裂化沉降器抑制结焦的方法 ” （专利号：ZL 200310121301.1）新型喷嘴技术新型喷嘴技术第三代雾化进料喷嘴 从九十年代中期 Mobil & Kellog公司的Atomax喷嘴 UOP公司的Optimix 喷嘴 这些喷嘴的雾化SMD粒径在50-60 m 它们能使装置的轻油产率有较为明显的提高，经济效益显著 石油大学自1997年在中国石油总公司立项，进行催化裂化新型高效雾化进料喷嘴的开发雾化技术及原理雾化技术及原理液体雾化是指在外加能量作用下，液体在气体环境中变成液雾或小液滴的过程 单相流雾化：雾化能量来源于液体本身的压力能 压力雾化喷嘴、压力旋转雾化喷嘴 两相流雾化 低压鼓风雾化：利用大量而低速的气体来实现雾化 气体辅助雾化：利用少量而高速的气体来实现雾化 气泡雾化：在混合腔压力下，气体以气泡的形式存在于液体之中，经喷口喷出时压力突然降低，气泡突然膨胀，使液体得到雾化雾化技术及原理雾化技术及原理其它能量来源的雾化 机械旋转雾化 静电雾化 超声波雾化 催化裂化过程 由于处理量大且原料油粘度较大，使用的均为两相流雾化喷嘴两相流雾化喷嘴两相流雾化喷嘴气体辅助雾化能有效利用高速气体的能量，因而具有雾化效果好，单喷嘴可以有较大处理量，是一种非常有潜力的喷嘴形式 内混式气体辅助雾化：气体和液体在离开喷嘴之前首先在喷嘴的内部进行混合，然后经过喷口喷出 外混式气体辅助雾化：高速运动的气流在喷嘴的出口处或出口处之外与液体相接触并产生作用 气泡雾化：气泡雾化是利用气体在液相中产生气泡，气泡在喷口爆破将液滴再次破碎 新型喷嘴采用的雾化原理：新型喷嘴的工作过程基于内混式雾化原理和气泡雾化原理催化裂化工艺对雾化喷嘴的要求催化裂化工艺对雾化喷嘴的要求能够将原料油良好的雾化 具有较细的平均液滴粒径，较窄的粒径分布，大液滴极少 使原料油能够迅速气化，使裂化反应在气相进行，以改善产品的选择性 产生良好的喷雾射流 呈扁平扇形，对提升管截面有较好的覆盖，使催化剂与油雾充分接触 要有一定的穿透力，但又不能射到对面的提升管管壁，以避免结焦 不应太厚，避免使催化剂颗粒在油雾中经过太长的距离 油与雾化蒸汽应平稳地均匀混合，油雾应平稳具有地喷入提升管，而不应产生节涌和振动新型进料喷嘴结构新型进料喷嘴结构新型喷嘴同时采用内混式雾化原理与气泡雾化原理 气体和液体首先在喷嘴的内部混合腔进行有效地混合，数百个蒸汽微射流将原料油破碎，蒸汽以气泡的形式存在，然后经过喷口喷出，经过射流剪切和气泡膨胀，达到将液体雾化的目的null雾化喷嘴试验装置雾化SMD粒径50 m工业应用效果工业应用效果1998年－前郭炼油厂八十万吨重油催化装置 汽油和柴油收率分别提高0.57%和0.77%，总液收率提高1.41%，干气减少0.94%，焦碳减少0.33% 年增经济效益1270万元 1999年－濮阳炼油厂五十万吨重油催化装置 试验中采用了本项目开发的新型雾化进料喷嘴以及重质油国家实验室开发的终止剂技术 自开工以来累计平均液收率达到85.6-86%，提高3.95% 解决了提升管中结焦的问题 年增经济效益3660万元提升管出口快分技术提升管出口快分技术国外有代表性的快分技术 UOP公司的VDS系统 和VSS系统 石伟公司的Ramshorn旋分系 Mobil公司的闭式直联旋分系统 国产快分新技术 挡板汽提式粗旋快分系统（FSC） Fender-stripping Cyclone 旋流式快分系统（VQS） Vortex Quick—Separation 密相环流快分系统（CSC） Circulating Stripping CyclonenullFSC快分系统的技术特点FSC快分系统的技术特点粗旋下部的预汽提器可使催化剂在进入粗旋料腿浓集之前即将携带的油气及时置换出来，并使粗旋料腿由原来的正压差排料变为微负压差排料，既提高了汽提效率，又消除了油气向下返混 预汽提器内独特设计的档板结构及粗旋尺寸的优化匹配设计，可使粗旋在其下部有汽提气上升的情况下仍保持原有的高效 粗旋与顶旋间采用开式直联方式，不仅可使油气快速引出，大大减少了油气在沉降器顶的扩散、滞留、结焦；而且使整个系统具有较大的操作弹性和良好的开停工性能null挡板汽提式粗旋快分系统（FSC）挡板汽提式粗旋快分系统（FSC）延边15万吨/年 生焦减少0.28个百分点 干气降低1.72个百分点 轻油收率提高1.5个百分点 油浆固含量1.6g/l以下CSC系统技术方案CSC系统技术方案“三快”组合方案： 提升管出口直联粗旋+粗旋下部直联密相环流预汽提器＋粗旋排气管上接承插式导流管nullnull特点特点可使催化剂在密相环流中及时得到汽提 催化剂的密相环流可多次与新鲜预汽提蒸汽相接触 在较低蒸汽用量下可获得较高的汽提效率 降低生焦率和干气产率 提高轻质油收率 降低外取热蒸汽产量，操作平稳，延长生产周期CSC系统工业应用结果CSC系统工业应用结果胜华炼油厂10万吨/年FCC装置、黑龙江石化厂40万吨/年FCC装置、胜华炼厂两段提升管FCC装置、前郭炼厂80万吨/年FCC装置、大庆炼化180万吨/年ARGG装置、扬子石化80万吨/年FCC装置等6套工业装置 大庆炼化180万吨/年ARGG装置 总液收提高0.5个百分点，干气降低0.64个百分点 年增效益1300万元与UOP技术的综合比较与UOP技术的综合比较分离效率提高3.5个百分点 操作弹性提高30%以上 操作稳定性大幅度提高 改造投资仅为国外VSS技术的1/10 总体水平达到了国际先进 nullnull