催化裂化制丙烯技术概述 □ 孙可华
□ 孙可华 炼厂催化裂化是生产丙烯的主要技术之一。各国都在致力于其技
炼厂催化裂化是生产丙烯的主要技术之一。各国都在致力于其技术的开发。其中有中国石化集团公司北京石油化工科学研究院开发的深度催化裂化DCC技术；ABB 鲁姆斯（Lummus)公司的选择性组分裂化SCC技术；UOP（环球油品公司）的Petro FCC技术； 阿科化学公司的Superflex工艺；KBR和Mobil技术公司的Maxofin工艺；Exxon 公司的FlexicrackingⅢR工艺等。 1．DCC技术
1．DCC技术 中国石化集团公司北京石油化工科学研究院开发的深度催化裂化
中国石化集团公司北京石油化工科学研究院开发的深度催化裂化也称为催化裂解工艺。它可看作是常规FCC 操作与蒸汽裂解的组合。DCC装置在538～582℃、10％～30％蒸汽条件下操作，而 FCC 装置在493～549℃、0％～3％蒸汽条件下操作。 DCC工艺可按两种模式操作：最大量生产丙烯的DCC－Ⅰ型或最大
DCC工艺可按两种模式操作：最大量生产丙烯的DCC－Ⅰ型或最大量生产异构烯烃的DCC－Ⅱ型。Ⅰ型采用CRP－Ⅰ催化剂，Ⅱ型采用CS－1和CZ－1催化剂(提高异丁烯和异戊烯选择性)。 我国第一套40万t/a投油能力的DCC－Ⅰ型催化裂解装置于1995年
我国第一套40万t/a投油能力的DCC－Ⅰ型催化裂解装置于1995年在安庆石化总厂投产成功。在550℃、100％负荷时丙烯产率约为 17.34％，128％负荷时丙烯产率约为18.5％。 DCC －Ⅱ型是北京石油化工科学研究院为使催化裂解装置适应掺
DCC －Ⅱ型是北京石油化工科学研究院为使催化裂解装置适应掺渣油裂解，对催化裂解工艺条件和催化剂进行改进。此装置在工艺上的改进有： 1采用提升管加密相流化床的反应器型式， 并加大床层反应器的
1采用提升管加密相流化床的反应器型式， 并加大床层反应器的体积，从而增加重油转化深度，提高中间产物二次裂化转变成烯烃的能力； 2增加注水量减少氢转移反应和生焦；
2增加注水量减少氢转移反应和生焦； 3在再生催化剂上维持一定量的焦炭，起钝化重金属的作用。
3在再生催化剂上维持一定量的焦炭，起钝化重金属的作用。 另外，采用双活性组分的催化剂，可提高重油的转化能力和抗金
另外，采用双活性组分的催化剂，可提高重油的转化能力和抗金属污染的能力；改进催化剂的基质和粘结剂，提高载体对渣油的裂解能力和抗磨性；优化基质和双活性组分间的配位，形成良好的催化剂孔径分布梯度，以得到合理的产品分布和最大量的丙烯产率。 改进后的标定结果表明，反应温度545℃时，丙烯产率约为22.91
改进后的标定结果表明，反应温度545℃时，丙烯产率约为22.91％；560℃时，丙烯产率约为23.99％。催化裂解液化气中丙烯浓度超过46％，丁烯浓度大于33％；丙烯与C3、丁烯与C4之比分别超过85％和80％时，其丁烯中异丁烯的比例可达40％。目前国内建有4～ 5 套DCC装置。 北京石油化工科学研究院的DCC装置制丙烯的专利技术已经出口，
北京石油化工科学研究院的DCC装置制丙烯的专利技术已经出口，在泰国建成投油量72万t/a的DCC装置，于1997年一次开车成功。通过标定，丙烯产率超过装置的设计值。 2．SCC技术
2．SCC技术 鲁姆斯公司开发的选择组分裂化(SCC) 工艺能使丙烯的收率达到
鲁姆斯公司开发的选择组分裂化(SCC) 工艺能使丙烯的收率达到16％～17％，再采用石脑油选择性循环裂化技术还可增产丙烯2％～3％。由此增产C2和C4烯烃，采用烯烃转化技术进行复分解还可使丙烯增产9％～12％，从而使催化裂化的丙烯收率达25％～30％。 鲁姆斯公司SCC工艺的主要技术特点为： 1鲁姆斯公司的反应系统包括Micro－Jet进料喷嘴、 短接触时间
1鲁姆斯公司的反应系统包括Micro－Jet进料喷嘴、 短接触时间提升管和直联式偶联旋风分离器。Micro－Jet喷嘴可改进剂油混合，使进料达到最大气化速率，促进气相反应减少焦和干气产率，即在不提高提升管温度情况下，可改善提升管效率达到更高的操作苛刻度，也可提高提升管温度，而不产生非选择性过裂化的有害影响。 2Lummus公司的催化裂化催化剂有高含量的ZSM－5， 使丙烯收率
2Lummus公司的催化裂化催化剂有高含量的ZSM－5， 使丙烯收率可高达16％～17％。目前还在进一步研究提高丙烯选择性。 3Lummus 公司取得专利的石脑油选择性循环裂化技术是将选择的
3Lummus 公司取得专利的石脑油选择性循环裂化技术是将选择的石脑油产物和(或)其他石脑油在主进料点之前注入提升管，这样使石脑油在很高剂油比及高温下产生一个短接触时间的上游裂化段，可使丙烯收率再提高2％～3％。 4Lummus公司的烯烃转化技术（OCT）可将催化裂化产生的丁烯和
4Lummus公司的烯烃转化技术（OCT）可将催化裂化产生的丁烯和乙烯通过复分解（歧化）生成丙烯，反应在固定床气相反应管内进行，控制乙烯／丁烯进料比，使C＋5烯烃副产物尽量减少，保持丁烯的高单程转化率，使丙烯选择性达92％以上。SCC的乙烯产率为3％～4％，这样就可增产约9％～12％的丙烯，而无需补充乙烯。 3．FCC技术
3．FCC技术 UOP 公司为提高丙烯产量， 将催化裂化装置进行了改进， 称为
UOP 公司为提高丙烯产量， 将催化裂化装置进行了改进， 称为Petro FCC工艺。UOP公司设计了一种双反应区排列形式，双反应区运用一台普通的再生器。主要裂解原料在高温、高催化剂／油比的提升管中反应，以使重质原料最大程度地直接转化成轻质烯烃，或先转化成汽油和馏分油一类的反应中间体，再转化成轻质汽油。采用低压反应区可提高烯烃产率。所选裂解催化剂达到较高转化率, 同时限制氢转移,并将高浓度择形催化剂掺入循环催化剂中， 以促使部分汽油转化成轻质烯烃。 为了尽可能减少氢和饱和轻质残留物的产生，主裂化区装有可容
为了尽可能减少氢和饱和轻质残留物的产生，主裂化区装有可容纳大量烃类的快速提升管终端系统、先进的进料分配系统和短时间提升管。 催化裂化装置单独的第二裂化区，其操作条件较主裂化区更为苛
催化裂化装置单独的第二裂化区，其操作条件较主裂化区更为苛刻，可将某些汽油产品进一步裂化成碳链更短的烃类。第二裂化区包括第二提升管，采用较高的温度和高催化剂／油比。FCC 工艺丙烯收率可达到22.8％，C4收率可达15．6％。此外汽油物流在1套芳烃联合装置上加工，产生50％以上的对二甲苯和15％苯。 最近Mobil公司和Kellogg公司合作提出了Maxofin工艺，用高ZSM
最近Mobil公司和Kellogg公司合作提出了Maxofin工艺，用高ZSM－5含量的添加剂与改进了的FCC装置结合，其目的是不需要采用苛刻的操作条件和提高蒸汽消耗，就能使Minas 减压柴油作为原料的丙烯收率达到18％。将Maxofin工艺应用在一个新的FCC装置上，加工能力3万桶／d，原料为Minas原油中316～538℃的柴油， 提升管设计温度为538℃，混合原料的温度为204℃，此时丙烯收率可达到18．4 ％，丙烯产量为30万t/a。 而通过乙烯和丁烯之间烯烃转化工艺的二次加工可增加丙烯5％～7％。如此，丙烯的净收率可达新原料的25％。 在近期的一些催化裂化装置建设计划大多数与增加丙烯回收装置
在近期的一些催化裂化装置建设计划大多数与增加丙烯回收装置有关。世界现有的催化裂化生产能力，每年至少有440万t丙烯被烷基化汽油生产装置和其他非化工生产装置消耗，如果价格合理，这部分丙烯完全可用于化工产品生产。 从丙烯需求的发展看，能够促进催化裂化增产丙烯的原因是：由
从丙烯需求的发展看，能够促进催化裂化增产丙烯的原因是：由于丙烯供应紧张，化工生产用丙烯的价格将上升；技术方面的改进使炼厂经营者能够以最低的费用增加丙烯收率；石油超大型企业与石化超大型企业之间的兼并和收购交易使得那些未被充分利用的内部资源能够得到更好的利用；炼厂可以从有利可图的丙烯馏分中获得更多的经济效益。