在石油化工行业,催化裂化是炼油工业的核心工艺,是重油轻质化的重要手段。在炼化用原油重质化、劣质化趋势下,各大炼厂催化裂化装置的干气和焦炭等副产品产率逐步升高,生产的汽油中烯烃和硫含量增高,不能满足国家新的质量标准要求。
轻油收率和产品质量是原油催化裂化装置工艺水平的主要体现,这些指标的提升受反应温度、剂油比等多种因素的影响和制约,是世界公认的技术难题。目前国内、外广泛使用的重油催化裂化专利和专有技术有很多种,但都未能解决好上述难题。
中国化工所属研发团队,针对催化裂化工艺可控性低、装置能耗高等问题,历时十余年,开发出冷再生催化剂循环催化裂化技术(以下简称CRC-FCC)及装置(见附图),并取得一系列创新成果:一是首次提出“重油催化裂化反应多区优化及反应深度优化控制”的概念,高选择性地促进催化裂化以及芳构化、异构化等反应,有效抑制热裂化和热缩合等非理想反应;二是开发并设计了温度可控的高效再生剂冷却系统,首次实现了再生温度、剂油比、反应温度的独立控制;三是研究并提出了实现提升管反应多区优化所需的条件,提高了催化剂活性及反应选择性。
该项成果开发的CRC-FCC技术授权发明专利7项,实现了世界首次工业化应用,整体提升了我国催化裂化的技术水平,各项技术经济指标均明显优于国内外现有催化裂化技术,实现了催化裂化的第三次技术革命;经专家组鉴定,该技术创新性突出,总体处于国际领先水平;2014年获中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。
附图:冷再生催化剂循环催化裂化装置
该项成果已在中国石油大港石化公司、哈尔滨石化公司、广西东油沥青有限公司、昌邑石化等企业的16套工业装置中应用,运行正常,产品质量明显改善,节能效果显著,为相关企业新增利润合计约35亿元,产生良好的经济效益。
目前,我国有200多套催化裂化装置,下一步,该项成果将逐步推广应用到这些催化裂化装置中;据测算,届时每年可新增利税200亿元、节能250万吨标准煤、降低能耗5.8%、减排二氧化碳1000多万吨(约占十二五规划全国减排总量的4.0%),产生显著经济效益和社会效益,推广应用前景广阔。