整合固定床催化裂解装置□宋玉　　2002年，市场上丙烯的增长速度高于乙烯。目前，烯烃生产商正在积极寻求从蒸汽裂解中低成本地获得更高丙烯/乙烯（P/E）的新途径。蒸汽裂解制备丙烯是最主要的丙烯来源，占全部丙烯生产的70%。通过蒸汽裂解，在实际生产中可以实现的P/E不超过0.65。而如果将P/E提高，则会导致整个烯烃生产（如丙烯和乙烯的总和）的低效益。　　为了突破这一瓶颈，使丙烯产出获得更多回报，研究人员进行了多种试验。改进的丙烯生产工艺包括：循环使用C4和C5，整合分解装置，整合C4/C5流化催化裂解，整合C4/C5固定床催化裂解。其中，整合固定床催化裂解装置（FBCC）作为一种降低成本、增加丙烯产出的新方法，展示了光明的应用前景。该装置适用于现有的蒸汽裂解技术。    原材料和产品    原材料和产品　　对于蒸汽裂解制备丙烯来说，整合FBCC工艺是一种能够低成本提高P/E的有效方法。该技术可使用多种原材料，特别是石化综合厂的产物——C4馏分、提余液Ⅰ、提余液Ⅱ或汽油组分等。该工艺生产的产品包括丙烯、乙烯和丁烯，三者的组成均衡。    原材料转化特性    原材料转化特性　　FBCC工艺装置对原材料的组成和纯度有一些限制。含有高浓度或者低浓度烯烃的原材料都可以在FBCC工艺装置上进行裂解。当然，含有较高浓度烯烃的原材料更好，因为其所含烯烃更容易转化为所需产品。　　FBCC工艺装置的原材料可以含有石蜡、环烷烃和环烯烃。但这些化合物通过反应器时几乎不发生任何转化，因此被认为不能转化。其他组分如二烯烃应该限制在大约1.5%（质量比）之下，因为这些组分会导致裂解过程中粘胶和焦炭的生成。    反应原理和产出    反应原理和产出　　FBCC的反应原理可以通过非科学推导的方式进行解释。采用择形非均相沸石型催化剂（ZSM-5型），烯烃C4和C5组分被裂解成CH2分子。而这些CH2分子在可逆反应中重新结合生成C2、C3、C4烯烃，其中C3烯烃的产出较多。　　在单流程操作过程中，常规反应器生产的产品含有40%～45%的丙烯、10%的乙烯和30%的丁烯。如果生产的丁烯循环使用，丙烯的产出将增加至60%，乙烯的产出增至15%。产品中的丙烯和乙烯含量还与原材料烯烃含量有关。    催化剂特性    催化剂特性　　如果选定了适宜的工业条件，FBCC反应器出现焦烧的可能性可降至很低。因此，不需要连续的催化剂再生，可以采用固定床反应器系统。　　由于所选用的催化剂循环周期较长（估计超过1000h），每年只需再生8次。根据中试经验，其使用寿命预计超过15个月。　　催化剂的再生是原位进行。在氮气循环下，添加少量空气，在控制范围内，通过燃烧烧掉催化剂中的焦炭。该再生工艺是一项常规工业操作。    ＦＢＣＣ工艺特点    ＦＢＣＣ工艺特点　　FBCC工艺采用优化的择形均相沸石催化剂。反应器类型为绝热固定床，与克劳斯装置的反应器类型相似。一般情况下，反应体系的温度为500℃，反应压力为200kPa，略高于大气压。　　FBCC技术的一个特别之处是采用蒸汽稀释。这样可以减少碳氢化合物的部分压力，从而使得反应向着有利于生产丙烯的方向进行。另外，也抑制了焦烧倾向以及粘胶的生成，使二者分别降低到最低程度。生成丙烯的反应为轻微吸热反应，需要外加热量，所需热量通过反应器传送。    ＦＢＣＣ工艺流程    ＦＢＣＣ工艺流程　　首先，原材料液相C4或者C4/C5蒸发汽化，与水蒸气混合。在进入绝热固定床反应器之前，碳氢化合物/水蒸气混合物进一步加热。经过冷却反应器，蒸汽浓缩，与一些汽油副产物分离。剩下的蒸汽在合适的温度下被压缩，分离出C3/C4产品:C3组分通过管线输送到装置界区，进一步的分离需要在乙烯厂进行;大部分的C4组分被重新循环至FBCC反应器中，以便增加丙烯总产出。通过循环使用C4组分，原材料中60%的烯烃能够转化为丙烯，部分含有不能转化的C4石蜡的C4组分被吹扫至乙烯厂的加热炉。脱丙烷塔顶部蒸汽中含有77%丙烯、4%丙烷、17%乙烯和2%乙烷、甲烷和氢气。     整合成为蒸汽裂解装置    整合成为蒸汽裂解装置　　将FBCC装置整合成为蒸汽裂解装置有多种可行性方案。    最简单的方案仅需要把FBCC装置与反应器整合。通过这种方法，    最简单的方案仅需要把FBCC装置与反应器整合。通过这种方法，全部产品的分离将完全在乙烯工厂里进行。FBCC装置仅包括反应器、预热设备和冷却设施。　　从脱丙烷塔顶部出来的C4和C5混合物被选择加氢，其中的乙炔、双烯被加氢转变为烯烃，然后作为原料送往FBCC装置。从反应器出来的产品通过乙烯厂的分离系统处理加工。没有被转化的C4循环也在乙烯厂完成。吹扫未被转