石油化工高等学校学报, 2025, 38(2): 1-9 DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2025.02.001

本期推荐

流化催化裂化技术研究现状与工业应用

乔瑞琪,1, 龚剑洪1, 魏晓丽1, 曹东学,2

1.中国石化石油化工科学研究院有限公司,北京 100083

2.中国石油化工股份有限公司 炼油事业部,北京 100728

Research Progress and Commercial Applications of Fluid Catalytic Cracking (FCC) Technology

Ruiqi QIAO,1, Jianhong GONG1, Xiaoli WEI1, Dongxue CAO,2

1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing Co. ,Ltd. ,Beijing 100083,China

2.SINOPEC Petroleum Refinery Department,Beijing 100728,China

通讯作者: 曹东学(1967⁃),男,博士,正高级工程师,从事石油加工技术等方面的研究;E⁃mail:caodx@sinopec.com

本文编辑: 闫玉玲

收稿日期: 2025-02-27   修回日期: 2025-03-28  

基金资助: 国家重点研发计划项目.  2021YFA1501204
中国石油化工股份有限公司科技开发项目.  124069

Received: 2025-02-27   Revised: 2025-03-28  

作者简介 About authors

乔瑞琪(1994⁃),女,硕士,助理研究员,从事石油炼制技术方面的研究;E⁃mail:qiaoruiqi.ripp@sinopec.com

摘要

作为重油轻质化的核心,催化裂化装置一直是我国石油化工企业经济效益的主要支柱。介绍了国内催化裂化技术的发展历程,并依据目标产物的不同,从油品生产技术、多产低碳烯烃技术、产品结构调整技术等3个方面,综述了国内催化裂化技术的发展现状;总结了不同催化裂化技术的设计思路、主要特点及工业应用效果,重点对比了不同技术所使用的反应器型式与催化剂类型的异同;探讨了催化裂化技术在提升油品质量及满足市场需求,提高低碳烯烃、BTX(苯、甲苯、二甲苯)等基础化工原料产率及选择性等方面开展的研究工作,为企业高质量发展提供了可选的技术方案。原料重质化多样化、产品质量优质化、产品结构灵活化、生产过程清洁化等仍是今后催化裂化技术的研究重点。

关键词: 催化裂化 ; 催化裂解 ; 汽油 ; 柴油 ; 低碳烯烃

Abstract

As the core of heavy oil upgrading, fluid catalytic cracking(FCC) units have long been the main pillar of economic benefits for petrochemical enterprises in China.This paper reviews the development history of domestic FCC technology and summarizes the current status of FCC technology from three perspectives based on target products:Oil production technology,light olefin maximization technology,and product structure adjustment technology.It emphasizes summarizing the design concepts,main characteristics and commercial application of different FCC technologies,with a particular focus on comparing the differences in reactor types and catalyst.Additionally,research efforts aimed at improving oil quality to meet market demands,enhancing the yields of low⁃carbon olefins,BTX(benzene,toluene,xylene),and other basic chemical raw materials,as well as optimizing their selectivities,are discussed,providing viable technical solutions for high⁃quality enterprise development.Future research priorities for FCC technology include feedstock heavy and diversified processing,product quality improvement,flexible product structure adjustment,and cleaner production processes.

Keywords: Fluid catalytic cracking ; Deep catalytic cracking ; Gasoline ; Diesel ; Low carbon olefins

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乔瑞琪, 龚剑洪, 魏晓丽, 曹东学. 流化催化裂化技术研究现状与工业应用. 石油化工高等学校学报[J], 2025, 38(2): 1-9 DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2025.02.001

Ruiqi QIAO, Jianhong GONG, Xiaoli WEI, Dongxue CAO. Research Progress and Commercial Applications of Fluid Catalytic Cracking (FCC) Technology. Journal of Petrochemical Universities[J], 2025, 38(2): 1-9 DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2025.02.001

催化裂化是现代炼化企业最重要的原油二次加工过程之一,通过化学反应将重质油转化为汽油、柴油等,是重质原料轻质化的主要工艺技术[1-3]。催化裂化的研究最早可以追溯到19世纪90年代,其中对催化裂化技术发展具有奠基作用的成果,是20世纪20年代由法国工程师E.HOUDRY提出的采用固体酸性催化剂的催化裂化工艺技术。我国催化裂化技术开发与先进国家比起步较晚,第一套催化裂化装置于1958年投产,由前苏联设计,采用固定床工艺;第一套自主设计的催化裂化装置采用的是密相流化床工艺,于1965年投产;第一套采用提升管的催化裂化装置,于1974年在玉门炼油厂开车成功[4]

历经近60年的发展,我国催化裂化技术已经形成了一套比较完整的理论体系,积累了丰富的经验,为适应原料劣质化,实现油品质量升级、炼油向化工转型等,催化裂化技术不断进步,开发出了各种适应不同需求的系列催化裂化技术[5]。本文重点介绍了生产油品、多产低碳烯烃和产品结构调整的催化裂化技术的主要特点、工业应用情况及应用效果,可为企业高质量发展提供可选的技术方案。

1 生产油品的催化裂化技术

催化裂化装置是我国汽油、柴油生产的关键装置,催化汽油、柴油分别约占我国汽油、柴油池总量的70%、30%[2,6]。同时,随着汽车工业的发展和对环境保护要求的提高,对油品质量提出了更高的要求,我国清洁汽油的发展经历了高标号化、无铅化、降烯烃、低硫化、限制芳烃和苯含量等阶段,这些要求对催化裂化技术的发展提出了不同的挑战。随着化工原料需求的增长,催化裂化装置在生产汽油的同时,兼顾生产了丙烯等化工原料,推动了催化裂化技术的不断革新和进步。依据目标产物的不同,生产油品的催化裂化技术可分为提高汽油质量与产率技术、生产汽油兼产低碳烯烃的技术和多产柴油或船用燃料油等其他燃料油的技术3种类型。

1.1 提高汽油质量与产率的催化裂化技术

随着世界各国清洁汽油低硫、低烯烃的发展趋势,催化裂化汽油如何在降低汽油烯烃含量的同时,保持汽油辛烷值稳定是当时催化裂化工艺面临的紧迫而艰巨的任务,为此多产异构烷烃的串联变径提升管催化裂化(MIP)技术应运而生[7-8]。MIP技术由中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)开发,其核心在于变径提升管反应系统:以裂化和转化两个反应区为基础,创新性地发明并应用双反应区的串联变径提升管反应系统,在第二反应区采用低反应温度、长停留时间强化异构化和汽油烯烃的氢转移反应,降低汽油烯烃含量,提高汽油产品质量。

MIP技术于2002年首次在中国石化高桥分公司进行工业应用。结果表明,与空白标定相比,汽油烯烃体积分数降低5.7个百分点,汽油的研究法辛烷值(RON)增加1.3个单位,实现了降低汽油烯烃含量的同时,提高汽油辛烷值的目标[9]图1为MIP反应器简图

图1

图1   MIP反应器简图

Fig.1   Schematic diagram of the reactor of MIP process


1.2 生产汽油兼产低碳烯烃的催化裂化技术

近年来,随着我国石化行业的迅速发展,乙烯、丙烯等化工原料需求亦迅速增长,市场需求的变化要求催化裂化装置在满足汽油生产的同时,提高化工原料的产率。石油化工科研工作者通过不同的技术手段,实现了催化裂化生产汽油兼产低碳烯烃的目标,其中主要技术包括生产汽油组成满足欧Ⅲ排放标准并增产丙烯(MIP-CGP)技术、灵活多效催化裂化(FDFCC)技术、两段提升管催化裂化(TSRFCC)技术。

石科院的MIP-CGP技术是基于MIP的串联变径双反应区提升管反应器进行开发的[10],其技术核心在于适当提高操作条件的苛刻度,提高一反温度,降低二反空速,开发与之相匹配的专用催化剂,在生产高品质清洁汽油的同时,大幅度提高丙烯产率。MIP-CGP技术于2004年首次在中国石化九江石化1.0 Mt/a催化裂化装置上进行工业试验[11],反应转化率提高9.02个百分点,汽油收率提高1.44个百分点,汽油烯烃质量分数降低25.90个百分点,丙烯收率提高2.63个百分点,经济效益和社会效益显著。

FDFCC-Ⅲ技术由中国石化洛阳石油化工工程公司(简称洛阳院)开发[12-13],其技术核心在于采用双提升管反应器,重油裂化与汽油改质反应在不同的反应器内进行,并分别匹配与反应相适应的操作条件;同时,该技术通过将汽油提升管内的部分待生催化剂与再生剂混合后,输送到重油提升管反应器,实现催化剂混合降温、低温接触、大剂油质量比的操作。FDFCC-Ⅲ技术在新海石化实施工业应用,与单提升管操作相比,丙烯收率增加4.83个百分点,汽油烯烃质量分数降低18.50个百分点[14],汽油RON增加2.9个单位。

中国石油大学(华东)开发了TSRFCC技术,其核心之处在于采用双提升管反应器;与FDFCC-Ⅲ技术不同之处在于,其一段提升管和二段提升管均直接使用再生剂,提高催化剂整体活性,催化裂化反应分两段进行,但总反应时间缩短[15-17]。当采用生产汽油兼产低碳烯烃的模式进行操作时,TSRFCC技术对反应的苛刻度会适当提高,并与专用催化剂配合,丙烯产率可以提高2~5个百分点[16]

同时,为了进一步拓展催化裂化装置对原料的适应性,提高其“吃渣”的能力,石科院开发了最大化生产异构烯烃(MIO)技术、最大化生产液化气和汽油(MGG)技术以及常压渣油最大化生产液化气和汽油(ARGG)技术。其中,MIO技术的核心在于采用了三段反应区串联的新型反应系统,在生产汽油的同时,最大量生产异构烯烃,并开发了与之相匹配的催化材料与催化剂,该技术操作条件缓和,反应接触时间较短[18]。MIO技术工业试验结果表明,在掺入渣油22.43%(质量分数)的情况下,异丁烯和异戊烯总产率提高到8.85%,同时可获得高辛烷值汽油[19]。MGG技术以蜡油或掺炼部分减压渣油,或掺炼部分焦化蜡油等为原料,采用具有特殊反应性能的RMG催化剂[20]。工业试验结果表明,在反应温度为510~540 ℃的条件下,液化气收率可达25%~40%,汽油收率为40%~55%,汽油RON提高3~4个单位[21]。ARGG技术则是以常压渣油为原料,采用具有较高重油转化和抗重金属能力的专用催化剂RAG[22]。工业试验结果表明,在反应温度为510~520 ℃的条件下,丙烯产率提高到9%~11%,液化气中丙烯质量分数提高到35%~40%[23]

1.3 其他燃料油的催化裂化技术

为了满足市场对柴油、船用燃料油等其他燃料油的需求,石油化工科研工作者在现有技术基础上,不断推陈出新,以市场需求为导向,开发市场所需的催化裂化技术,为催化裂化技术的发展提供了不竭动力。

石科院开发的多产丙烯和低硫燃料油组分的催化裂化与加氢脱硫(MFP)技术为催化裂化与加氢的组合技术,主要用于生产低硫燃料油组分,兼产丙烯、丁烯等低碳烯烃[24]。MFP技术基于限域催化理论研究,采用所开发的新型中孔分子筛制备了催化裂化催化剂,结合新型变径流化床反应器,可大幅降低干气产率,实现碳氢资源的高效利用,使原料中的多环芳烃最大程度地保留在燃料油组分中。该技术于2021年在中国石化青岛石油化工有限责任公司进行了工业标定。结果表明,在现有催化裂化装置改动较小的情况下,丙烯产率由6.16%增加到12.17%,丙烯产率增幅约100%,异丁烯产率增幅约230%,燃料油组分产率可达到28.73%[25]

同时,石科院开发的催化裂化多产液化气和柴油(MGD)技术是在国内油品市场柴油短缺、汽油过剩的时代背景下诞生的[26],可以在提高汽油产品质量的同时,多产柴油和液化气,其技术核心在于提升管反应器按照原料的轻重开设3个进料口,并根据不同轻重原料所需的反应深度,匹配不同的反应操作条件,形成不同的反应区。MGD技术在中国石化广州分公司进行了工业应用,汽油收率降低8.68个百分点,柴油收率增加4.54个百分点,技术应用成效显著[27]

国外催化裂化技术起步较早,主要包括UOP的FCC技术、KBR的Orthoflow技术等。与国外催化裂化技术相比,国内催化裂化技术对降低汽油烯烃含量作用效果明显,且产品结构可灵活调整,在生产汽油的同时,可兼产丙烯等化工料。同时,国内催化裂化技术仍存在一定差距,如国内催化裂化技术雾化蒸汽用量(质量分数)约5%,比UOP的FCC技术雾化蒸汽用量高约2个百分点,且UOP目前已开发了催化裂化技术专用的Unisim Design模型软件,而国内暂无相应配套软件。

2 多产低碳烯烃的催化裂解技术

随着全球石油化工市场对乙烯、丙烯以及丁烯等基础化工原料需求的增长,在催化裂化技术的基础上开发新技术,利用较重原油中的有效组分,在提高重油的利用率及价值的同时,满足我国日益增长的化工原料需求量,成为我国石油化工科研人员研究的重点。石科院在国际上率先实现了多产低碳烯烃的催化裂解技术的工业应用[5,18,28],在当前炼油行业产能过剩和“双碳”背景下,越来越多的企业在寻求从炼油向化工的转型,催化裂解技术成为构建炼油-化工一体化的重要桥梁,为炼油向化工转型做出了重要贡献[29]

催化裂解技术的革新,其核心在于从催化裂解反应过程机理的研究与再认识出发,对反应器结构、催化剂配方及工艺参数匹配等多方面不断进行创新,提高催化裂解过程中乙烯、丙烯等低碳烯烃产率,提高反应选择性,降低反应过程能耗,提高技术原料适应性。

2.1 催化裂解催化剂的研发

催化裂解催化剂类型不同,其发生的主要反应机理亦不同,主要分为正碳离子反应机理、负碳离子反应机理和自由基反应机理3大类。其中,以正碳离子反应机理为核心的典型代表是石科院开发的深度催化裂解(DCC)技术,该技术从烃类催化裂化生成丙烯的正碳离子反应研究出发,基于ZSM-5分子筛具有高丙烯选择性的特殊孔道结构,首次实现了重油催化裂解生产丙烯的技术应用[30]。DCC技术的核心在于采用含改性择形沸石催化剂和提升管加密相流化床反应器,加上与之匹配的反应条件,在高反应温度、低烃分压、高剂油质量比和长停留时间下操作,实现高选择性生成丙烯的化学反应过程[31]。大庆中蓝石化有限公司DCC装置以大庆常压渣油和部分燃料油的混合油为原料,在反应温度为530 ℃、剂油质量比为8、蒸汽与原料质量比为0.13的操作条件下,采用了油浆全回炼的生产方案。结果表明,与FCC装置相比,DCC装置的液化气收率增加10.85个百分点,丙烯收率增加5.33个百分点,且汽油RON增加5.4个单位,可以作为炼厂非常优质的调合产品出厂[32]

以负碳离子反应机理为核心的典型代表为中国海洋石油集团有限公司开发的原油(重油)直接制化学品(DPC)技术,其核心在于使用高水热稳定性介孔催化材料和反应性与理化性质双可调的碱催化剂增产低碳烯烃[33]。该技术在中海油惠州石化有限公司进行了技术标定[34]。结果表明,以直馏重蜡油为原料时,与空白标定相比,乙烯收率提高0.19个百分点,丙烯收率提高0.98个百分点,碳四烯烃收率提高1.17个百分点。

以自由基和正碳离子双重反应机理为核心的典型代表为石科院开发的催化热裂解(CPP)技术,该技术将重质原料油最大限度地转化为乙烯,并兼产丙烯[35]。其技术核心在于采用高苛刻度的反应操作条件及专用的催化剂:约600~650 ℃的高反应温度可提高自由基反应比例,高的剂油质量比可提供较多的活性中心,专用的CEP催化剂可实现正碳离子和自由基双反应的发生。CPP技术可采用3种模式进行操作:多产丙烯、多产乙烯及兼顾乙烯和丙烯生产[36]。在沈阳化工集团沈阳石蜡化工有限公司开展的CPP工业试验结果表明,在兼顾乙烯、丙烯生产时,其单程收率分别为14.84%和22.21%[37]

2.2 催化裂解反应器结构创新

除催化剂外,反应器的结构设计与研发亦是催化裂解技术的核心。国内催化裂解技术的反应器型式可分为单提升管反应器、提升管加密相流化床反应器、双提升管反应器、双提升管加密相流化床反应器和快速床反应器等多种类型。

在实现重油催化裂解生产丙烯首次工业应用的DCC技术中,DCC-Ⅱ型采用的是提升管反应器,该反应器具有较高的丙烯产率和丁烯收率,可降低干气和焦炭的产率;DCC-Ⅰ型采用的是提升管加密相流化床反应器,也具有较高的丙烯产率。中国石化济南分公司以减压蜡油掺脱沥青油为原料,分别开展了DCC-Ⅰ型和DCC-Ⅱ型工业试验。结果表明,在反应温度别为564、530 ℃的条件下,其丙烯产率分别为19.2%、14.4%,乙烯产率分别为5.3%、1.8%,丁烯产率分别为13.2%、11.4%[38]

采用双提升管反应器的技术为中国石油大学(华东)开发的两段提升管催化裂化多产丙烯(TMP)技术,该技术在TSRFCC技术的基础上研发,第一提升管用于裂解重油并回炼C4组分,第二提升管用于轻汽油和回炼油的裂解反应[39]。其工业试验以大庆常压渣油为原料,在第一提升管和第二提升管的出口温度分别为500~510 ℃、520~530 ℃的条件下,丙烯收率可达到19.64%[40]

为了进一步降低催化裂解反应过程中干气与焦炭的产率,提高低碳烯烃的选择性,石科院开发了增强型催化裂解(DCC-plus)技术,其在DCC-Ⅰ型提升管加密相流化床反应器的基础上,增加了第二提升管,即双提升管+密相流化床反应器,实现了不同反应区反应温度的协调控制;在满足一次裂化与二次裂化反应条件需求的同时,可适当降低第一提升管反应器出口温度和入口油、剂混合温度[41]。中海油东方石化有限责任公司的DCC-plus装置以常压渣油为原料,丙烯收率可达到18.20%[42-43]。中海油宁波大榭石化的DCC-plus装置以常压渣油掺混加氢裂化尾油为原料,丙烯产率可达21.55%[41]图2为DCC-plus装置流程示意图。

图2

图2   DCC-plus装置流程示意图[41]

Fig.2   Schematic diagram of the DCC-plus process[41]


另一采用双提升管+密相流化床反应器的技术为石科院开发的重油选择性催化裂解多产丙烯(MCP)技术,其与DCC-plus技术的主要区别在于密相流化床反应器的设计位置不同,MCP技术将第一提升管内的重油一次裂解反应转变为选择性裂解模式[44],并结合第三反应区的C4/石脑油齐聚再裂化反应,将重油原料最大限度地转化生成丙烯。第一套MCP工业示范装置以苏北常压渣油为原料,采用MCP技术后丙烯和异丁烯收率分别提高8.09个百分点和2.52个百分点,焦炭收率降低2.03个百分点[45]

DCC工艺对劣重质原料裂解反应选择性较差,为了克服这一缺点,石科院开发了一种具有特殊结构的快速床反应器,并形成了新型重油高效催化裂解(RTC)技术,其反应器简图如图3所示[46]。该反应器的特点:采用了特殊结构的快速床反应器,可实现“拟浓相、拟均温、拟匀速”的技术特征;原料适应性更广,“吃渣”能力更强,特别适用于中间基加氢渣油。RTC技术独特的反应器结构设计使反应器内催化剂颗粒含量明显提高,并采用抑制低碳烯烃再转化的工程措施,可提高催化裂解反应的选择性,丙烯收率和选择性明显增加。RTC技术在中国石化安庆分公司进行了工业试验。结果表明,在掺渣量(质量分数)为50%的条件下,与DCC技术相比,通过RTC技术改造后,双烯收率明显增加,其中乙烯收率增加0.49个百分点,丙烯收率增加2.56个百分点,焦炭收率降低0.56个百分点,且汽油中烯烃体积分数降低18.9个百分点,汽油RON增加0.4个单位,汽油性质得到明显改善[47]。同时,中国石化安庆分公司建成了首套采用RTC技术的3.0 Mt/a重油催化裂解装置,自2023年6月开车至今平稳运行[48]

图3

图3   RTC反应器简图

Fig.3   Schematic diagram of the RTC reactor


国外多产低碳烯烃的催化裂解技术主要包括Axens的HS-FCC技术、KBR的MAXOFIN技术、UOP的PetroFCC技术和Lummus的I-FCC技术等,主要的反应器型式包括单提升管、双提升管、下行床等,与国内催化裂解技术的反应器型式基本一致,且催化剂均是以ZSM-5为代表的择型分子筛催化剂。与国外催化裂解技术相比,国内催化裂解技术可加工更重的原料,如RTC技术工业试验掺渣比(质量分数)达到50%,且丙烯产率较高;同时,国内催化裂解在降低雾化蒸汽比例、降低反应能耗等方面需要进一步开展研究工作。

3 产品结构调整的催化裂化技术

随着我国经济结构的调整,中国市场成品油终端消费放缓,且成品油消费结构发生巨大变化,其突出表现是消费柴汽比不断变化,2005年我国消费柴汽比达到历史最高点(2.3∶1.0),近年来持续降低[49],预计会逐渐降低至0.6~1.0[50]。为了降低催化裂化柴油的产率,石油化工科研工作者从催化柴油的结构特点出发,研究了催化柴油的催化裂化反应规律,开发了将催化柴油转化为汽油及BTX等轻质芳烃的催化裂化与加氢工艺等的组合技术,该技术在低柴汽比需求的时代背景下具有较高的市场应用价值。

3.1 LTAG技术

轻循环油(LCO)选择性加氢-催化裂化生产高辛烷值汽油或轻质芳烃(LTAG)技术由石科院研发。该技术通过向催化裂化LCO中的多环芳烃定向加氢,设计加氢LCO催化裂化转化区或单独的反应器,并优化匹配催化裂化工艺参数与专用催化剂,将LCO转化为高辛烷值汽油或芳烃,不仅能解决汽柴油质量升级中劣质LCO的出路问题,也能解决高辛烷值汽油不足的问题,具有汽油选择性高、辛烷值高、氢耗低的特点[51-52]。LTAG技术分为模式Ⅰ和模式Ⅱ,前者是加氢LCO单独催化裂化生产模式,后者是加氢LCO与重油分层顺序进料生产模式[53]

LTAG技术于2017年1月在中国石化荆门分公司应用[54],采用LTAG模式Ⅰ,在加氢化学氢耗为2.3%时,加氢LCO催化裂化一次通过转化率达70%以上,汽油选择性接近80%,汽油收率达47.88%,汽油烯烃质量分数降低24.08个百分点,芳烃质量分数增加15.57个百分点,汽油RON提高2.2个单位。中国石化石家庄炼化分公司采用LTAG模式Ⅱ[55],LCO收率降低20.31个百分点,汽油收率增加16.08个百分点,同时汽油烯烃体积分数降低4.10个百分点,汽油RON增加0.6个单位。

3.2 第二代LTAG技术

在LTAG技术的基础上,石科院开发了第二代LTAG技术[56],旨在降低LCO加氢过程的氢耗,并提高催化汽油辛烷值。该技术对LCO进行轻、重馏分切割,轻LCO馏分直接返回到催化裂化装置回炼,重LCO馏分先定向加氢后催化裂化。二代LTAG技术于2019年在中国石化上海石化的

3.5 Mt/a催化裂化装置和3.9 Mt/a渣油加氢装置上进行工业标定[57]。结果表明,加氢装置的氢耗降低22.7%,汽油与液化气表观选择性为88.00%,汽油的RON与MON分别提高0.6和0.7个单位。

3.3 LTA技术

为了进一步缓解国内芳烃供求矛盾,充分利用LCO中的芳烃资源,石科院在LTAG技术的基础上,开发了LCO选择性加氢-催化裂化组合生产轻质芳烃(LTA)技术。该技术的主要创新点在于强化LCO中重质单环芳烃的转化,从LCO烃类分子水平认识出发,分析加氢与催化反应过程中的关键组分,开发加氢专用催化剂和催化裂化专有工艺技术,实现最大化将LCO中的重质单环芳烃转化为轻质芳烃。LTA技术优势在于:LCO加氢氢耗低,单程氢耗为2.0%~2.5%;加氢LCO催化裂化一次通过转化率高(>70%);采用重芳烃轻质化耦合技术,轻质芳烃产率达30%以上。该技术于2018年在扬子石化实现首次工业应用[58],总氢耗为3.6%,C6~C8芳烃收率为23.91%,汽油收率为64.53%,汽油RON为98.4,加工LCO经济效益为311.52元/t。

4 总结与展望

近60年来,我国催化裂化技术经历从无到有,从跟踪模仿到自主创新,取得了长足的进步,是我国炼油工业的核心技术,对于提高石油资源利用率、生产高附加值产品以及满足市场需求等具有举足轻重的地位。纵观我国催化裂化技术的发展,主要有以下启发:

1)面向国家重大需求、坚持市场导向是提高催化裂化技术市场竞争力和创新生命力的核心;从汽油质量迭代升级,到满足低碳烯烃和轻质芳烃等化工原料市场需求等,催化裂化技术经受住了市场的考验,成功突破了各种阻碍,对企业营收和经济效益提升起到了重要作用。

2)强化基础研究是催化裂化技术实现突破的根本;从催化裂化反应机理出发,从分子角度剖析催化裂化反应规律,研究催化裂化反应化学,解析哪些是需要强化的反应,哪些是需要抑制的反应,从而有针对性地对催化裂化技术进行优化和改进,才能实现催化裂化技术的再提升。

3)多学科交叉融合是催化裂化技术成功用于工业实践的关键;将催化裂化反应的化学与反应工程、流态化工程等相融合,打破学科壁垒,在催化裂化技术开发过程中解决反应器变径、催化剂在反应器内的流动方式、传质与反应之间的关系等问题,推动催化裂化新技术不只停留在实验室的研究,而是成为可以真正实现工业化应用的技术。

同时,面对复杂多变的国际形势和市场需求,催化裂化技术在原料重质化劣质化、产品质量优质化、产品结构灵活化、生产过程清洁化等方面,仍面临诸多问题和挑战,需要持续做好技术攻关和储备,加强科技对炼化企业高质量发展的促进作用。

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