燕山石化生产装置技术资料汇编 二催化裂化装置
二催化裂化装置
1.装置简介 1.1.装置概况
催化裂化是在催化剂的作用下将重质油转化为汽油、柴油及液化气等轻质产品的过程，是石油二次加工的主要工艺之一。由于催化裂化装置相对投资低、经济效益好，因而在炼油行业占用极其重要的地位。
我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的70%，柴油的30%，液化气占炼油厂总量的90%以上。
北京燕化公司炼油厂二催化装置原设计为年加工120 万吨蜡油的催化裂化装置，于1983年11月底建成投产，1985年引进美国菲利浦公司再生器内取热技术和金属钝化剂设施，改造成年加工量为80万吨的重油催化裂化装置，设计掺炼25% 的大庆减压渣油。
为了提高原油加工深度及催化汽油的辛烷值，1998年由燕化公司、北京设计院和石油化工科学研究院联合进行技术攻关，将二催化装置改造成年加工80万吨全大庆减压渣油的催化裂化装置。根据二催化的实际情况，改造时集中采用了当时国内外十五项最先进的催化裂化技术，其中富氧再生等五项技术为国内首创。此VRFCC 工艺的改造成功，代表了我国渣油催化裂化的最高水平，标志着我国催化裂化技术已达到国际先进水平。 主要先进技术有：
⑴应用适合处理全大庆减压渣油的DVR－1裂化催化剂，此剂抗金属污染能力强、焦碳选择性和水热稳定性好。
⑵采用了带四层予汽提段和三臂旋流头的快速分离器(VQS)，大大降低了裂化油气在沉降器内的停留时间，减少二次反应，提高了目的产品的收率和催化汽油的辛烷值。
⑶在主风机系统不动改的情况下，采用了富氧再生，以空分的氧气与主风混合，从而增大再生器的烧焦能力，保证全减压渣油催化裂化的实现。
⑷在提升管中上部采用混合温度控制技术(MTC)，通过改变回炼比和终止剂的注入量，提高了剂油比和剂油混合温度，提高了反应转化率。
⑸提升管反应器采用高效雾化进料喷嘴和高的雾化蒸汽量，改善产品分布，提高减压渣油的处理能力。
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⑹金属钝化剂技术保留，采用干气作为提升管予提升介质，保证了良好的剂油接触，延长了催化剂的使用寿命。
⑺提升管上部采用快速终止技术(注水、汽油和柴油)，有利于抑制二次裂化，改善产品分布。
⑻沉降器汽提段采用高效汽提挡板和三段汽提技术，提高了汽提效果，提高了目的产品的收率，降低了再生器的烧焦负荷。
⑼取消了再生器水平式内取热盘管，增上了可调式外取热器，保证剂油比8～10，提高了操作灵活性和操作弹性以及装置的抗干扰能力。
⑽待生剂进再生器采用船型分布器，加强了逆流烧焦效果，避免因局部过热造成催化剂失活。
⑾再生器出口到三旋入口增上了蒸汽过热器，控制烟机入口温度约620℃，有利于烟机发电装置的长周期平稳运行。
⑿提升管反应器采用原料油、回炼油和油浆分段多点进料，使不同进料达到最佳裂化反应。
⒀加大防焦蒸汽量，使用油浆阻垢剂，加大油浆循环量，控制分馏塔底温度≧350℃，防止沉降器和油浆系统结焦，确保装置长周期安全运行。 ⒁增上启用脱硫醇Ⅰ型无碱脱臭工艺，使用HA－18等活化剂。
⒂增上了再生烟气余热锅炉，用于预热汽包上水和加热中压蒸汽等。 本装置主要由反-再系统、分馏系统、吸收稳定系统和脱硫系统组成。
表1.1装置概况一览表
项目名称 开工时间 设计能力 投产日期 占地面积 总投资 内容 1998年11月 82.8万吨/年 60000平方米 11000万元 项目名称 装置定员 历史最好水平 建筑面积 合同总价 内容 68人 91.3万吨/年 VRFCC 8500万元 1998年11月26日 改造项目名称 1.2工艺路线特点：
本装置主要由反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统和四机组(烟机、气压机、主风机和增压机)以及RIDOS轻重汽油分离、干气和液态烃脱硫、汽油脱硫醇系统组成。本装置工艺设计集中采用了国内外渣油催化裂化15项最先进的技术，其中富氧再生等5 项为国内首创，标志着我国渣油催化裂化工艺技术已达到世界先进水平。
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1.2.1反再系统
⑴反应器和再生器为高低并列式。
⑵反应系统：提升管反应器采用了KH-4新型高效雾化进料喷嘴和 MTC控制技术以及干气预提升、快速终止技术，沉降器采用了带预汽提段的高度封闭的VQS 快速分离系统和高效旋分器；汽提段采用了三级汽提和高效汽提挡板。 ⑶使用了YXM-92金属钝化剂。
⑷本装置采用混合进料方式，原料预热采用与分馏塔一中回流和塔底油浆换热，取消了原料预热炉。
⑸再生系统：使用一氧化碳助燃剂，采用完全再生技术。再生器采用可调下流式外取热器，用于产生4.2MPa饱和蒸汽，以维持反再系统热平衡；待生催化剂进料采用船型分布器，加强了逆流烧焦效果；采用树枝状主风分布管和8组两级YDZ 高效旋分器。
⑹在再生烟道上设置了蒸汽过热器加热外取热器和以及蒸发器产生的中压饱和蒸汽，用省煤器预热外取热器和以及蒸发器的上水，用三级高效烟气轮机带动同步发电机发电，以充分回收高温烟气的能量。 1.2.2. 分馏系统
本装置分馏系统的余热得到了充分合理地利用，分馏塔顶油气夏季用于预热二热力除氧器上水及气分循环水，冬季可用于采暖；分馏塔顶回流冬季可用于采暖；轻柴油一路做为解析塔底热虹吸式重沸器的热源，冬季可用于采暖。分馏塔一中段主要用作解吸塔底热虹吸式重沸器的热源和预热新鲜原料；二中段主要作为稳定塔底釜式重沸器及轻重汽油分离塔底热虹吸式重沸器的热源；塔底油浆用于预热新鲜原料和产生3.9MPa饱和蒸汽。此外分馏塔底还使用了油浆阻垢剂，防止分馏塔底及油浆系统管线结焦、结垢。 1.2.3.吸收-稳定系统
吸收-解吸采用双塔流程，提高了碳三、碳四的回收率；通过富气注水，改善了污水处理系统的操作状况，汽油碱洗使用浓度约15%的氢氧化钠溶液。 1.2.4 RIDOS轻重汽油分离系统
RIDOS轻重汽油分离系统是附属炼油厂汽油加氢装置的配套设施，其将稳定汽油分离成轻、重汽油组分，轻重汽油分离塔塔底重汽油可以做为RIDOS汽油加氢装置或S-zorb汽油吸附脱硫装置原料，也可与轻重汽油分离塔塔顶回流罐轻汽油混合一道经预碱洗、汽油脱硫醇后送至罐区。 1.2.5 脱硫部分
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以制硫装置提供的双乙醇胺作为干气和液态烃脱硫溶剂，干气和液态烃脱硫分别在填料塔和筛板塔内进行，并分别设置了分液罐和沉降罐。 1.2.6汽油脱硫醇部分
以聚钛氰钴或磺化钛氰钴为催化剂，采用了以活性碳为载体的固定床反应器，并加入活化剂，以提高硫醇脱除率。 2.基本原理及影响因素 2.1催化裂化
2.1.1催化裂化反应特点
催化裂化反应是在裂化催化剂上进行的，原料进入反应器与高温催化剂接触，瞬时汽化，再经过如下过程才能变成产品：
第一步：气态原料分子从主气流中扩散到催化剂表面，并沿催化剂孔道向催化剂内部扩散；
第二步：靠近催化剂表面的原料分子，被催化剂活性中心吸附，原料分子变得活泼，某些化合键开始松动；
第三步：被吸附的原料分子在催化剂表面进行化学反应； 第四步：产品分子从催化剂表面上脱附下来；
第五步：产品分子沿催化剂孔道向外进行扩散，并扩散到主气流中去。 从催化裂化反应过程来看，原料分子首先是被催化剂活性中心吸附才能进行化学反应，因此原料中各类烃分子的反应结果不仅取决于反应速度，而且很重要的是取决于吸附能力，对碳原子数相同的烃类分子，被吸附的难易程度大致如下： 稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链的单环芳烃>环烷烃>烷烃。 在同一族烃中，大分子吸附能力比小分子强，如果按化学反应速度的高低顺序排列，大致情况如下：烯烃>大分子单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃及环烷烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃。
显然，烃类的吸附能力与化学反应速度的排列顺序并不一致。
吸附在催化剂表面上各类烃分子的多少，除与吸附能力有关，也和原料中含各种烃类多少有关，如果原料中含芳烃较多，特别是稠环芳烃和小分子单烷基侧链(小于碳九)的单环芳烃，它们的吸附能力最强而化学反应速度最慢，结果长时间的停留在催化剂表面上，不易脱附，甚至缩合成焦炭，致使催化剂失去活性。 2.1.2催化裂化的化学反应类型
催化裂化过程中的化学反应并不是单一的裂化反应，而是多种化学反应同时进行。在催化裂化条件下，各种化学反应的快慢、多少和难易程度都不同，由于催化
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