催化裂化装置简介

    催化裂化是炼油工业重要的二次加工装置，是提高轻质油收率，生产高辛烷值汽油，同时又多产柴油的重要手段，随着重油催化工艺的实现，其地位更加倍增。

    作为一项传统的重油加工工艺，催化裂化实现工业化已经有60年的历史，其总加工能力超过加氢裂化、焦化和减粘裂化之和，是目前最重要的重油轻质化工艺。虽然曾多 受到加氢裂化工艺的竞争和清洁燃料标准的挑战，但由于催化裂化技术的进步，各种以催化裂化技术为核心的催化裂化“家族工艺”的不断出现，已经将催化裂化转变为“炼油一化工一体化”的主体装置，催化裂化仍然保持了其在石油化工行业中的重要地位。

    我国的催化裂化技术与国际先进水平保持同步，进入21世纪以后，由于我国催化裂化装置在炼厂地位的特殊性，技术发展的势头更猛，目前为止，基本解决了由于产品升级换代给催化裂化工艺带来的各种问题，而且在应对产品质量问题的技术开发过程中，拓宽了催化裂化产品的品种和范围，为确保催化裂化技术在未来石油化工中的核心地位提供了技术保证。

    催化裂化装置的工艺原理是在流化状态下的催化剂作用下，重质烃类在480-520℃及0.2-0.3MPa的条件下进行反应。

主要包括:

    1.裂解反应:大分子烃类裂解为小分子，环烷烃进行断环或侧链断裂，单环芳烃的烷基侧链断裂。

    2.异构化反应:正构烷烃变成异构烷烃，带侧链的环烃或烷烃变成环异烷，产品中异构烃含量增加。

    3.芳构化反应:环已烷脱氢生成芳香烃，烯烃环化脱氢生成芳烃。

    4.氢转移反应多环芳烃逐渐缩合成大分子直至焦炭，同时一种氢原子转移到烯烃分子中，使烯烃饱和成烷烃。

    催化裂化装置的规模近三十年来逐步发展到350万吨/年(加工1000万吨/年原油)。

  催化裂化装置原料

    1.直馏减压馏分油:常减压装置减压塔侧线350-550℃馏分油（减压柴油），石蜡基原油的VGO较好，环烷基原油的VGO较差。

    2.延迟焦化馏出油:焦化装置分馏塔侧线320-500℃馏出油(CGO)也叫焦化蜡油。这种原料氮含量和芳烃含量都很高不是理想的原料通常掺炼比为5-15%。

    3.常压渣油:常减压装置常压塔底油(AR)，硫含量、重金属、残炭低的可以直接作为催化原料，如大庆和中原原油等常压渣油。

    4.减压渣油:除某些原油外减压塔底渣油(VR)一般不单独作为原料，而是进行掺炼:掺炼的多少视减压渣油的性质。

催化裂化装置分馏系统（结垢的位置主要是分馏系统塔底的油浆循环系统）

    分馏系统的主要作用是把反应器(沉降器)顶的气态产物，按沸点范围分割成富气、汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆等产品。由反应器来的460~510℃的反应产物油气从底部进入分馏塔，经底部的脱过热段后在分馏段分割成几个中间产品:塔顶为汽油及富气，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品为油浆。塔顶的汽油和富气进入吸收-稳定系统;柴油经汽提、换热、冷却后出装置;油浆用泵从脱过热段底部抽出后分两路:一路直接送进提升管反应器回炼，若不回炼，可经冷却送出装置。另一路与原料油换热，再进入油浆蒸汽发生器，大部分作循环回流返回分馏塔脱过热段上部，小部分返回分馏塔底，以便于调节油浆取热量和塔底温度。

分馏系统面临的问题

    伴随着原油加工深度的不断提高，原料中金属污染物、硫、氮等杂原子化合物总量明显增加，由稠环芳烃组成的胶质、沥青质等难裂解易生焦物质含量也显著增多，造成催化裂化装置油浆系统结垢，影响装置的平稳运行。

油浆系统结垢的主要原因

    无机物结垢：无机物中含有大量反应油气携带进入油浆系统的催化剂粉末，经分馏塔底油浆冲洗后，这些催化剂粉末会在分馏塔底或随油浆循环到换热器沉积，剩余部分则是催化原料和腐蚀产物中金属的贡献。

    有机物结垢：有机物结垢主要有两种方式，第一种是冷凝结垢，油浆中的高沸点组分在露点温度以下冷凝，不稳定的稠环芳烃更易发生液相氧化缩合反应，生成极性较强的稠环芳烃、胶质、沥青质，进而缩合提供垢的前身物，为结垢创造了条件。第二种则是反应结垢，烃类热裂化反应生成的烯烃、二烯烃等不饱和烃通过自由基链反应，形成重芳烃、胶质、沥青质等，在一定条件下发生侧链断裂、缩合反应。烃的生焦能力：芳烃＞烯烃＞环烷烃＞烷烃。

油浆系统结垢的危害

    1、能耗增加，装置处理能力降低。

    2、造成油浆换热器压降增大，换热器进出口温差减小，换热效果降低。        

    3、造成油浆循环泵电流不稳定，油浆循环泵流量波动等。

    4、造成蒸汽发生器产气量降低，油浆多余热量无法取走。

    5、造成油浆返塔温度升高，致使塔底温度也相应升高，影响装置的正常生产。

    6、结垢严重时甚至会造成油浆输送系统、换热系统堵塞，迫使装置停车清垢，即缩短了装置的运行周期，还给装置的安全生产带来很大隐患。

盘锦和大油浆阻垢剂作用机理

    催化裂化中油浆阻垢剂的活性组分有分散剂、阻聚剂、钝化剂、抗氧剂等组成。

    分散剂：能阻止油料中的腐蚀产物、盐类和杂质颗粒聚集沉积，减少无机垢的生成。

    阻聚剂：阻止烃分子的聚合，减少有机垢的生成。

    钝化剂：使设备和管道的材质在高温下不能对脱氢生焦起催化作用。

    抗氧化剂：与被氧化的烃自由基形成惰性分子，使链反应中止，不能形成大分子聚合物，减少有机垢的生成。

加剂位置、加剂量计算

    加注在油浆循环泵入口或者出口，根据现场实际情况可以原剂加注也可稀释后加注，加剂量可根据新鲜进料量或者油浆循环量，具体以现场为准。

如何判断油浆阻垢剂的使用效果

    油浆系统加注油浆阻垢剂后需保证换热器温差不能降低、返塔温度不能升高、蒸汽发生器产汽量不能减少等。日常需重点关注以下参数：塔底温度、各换热器温差、油浆返塔温度、油浆上、下返塔循环量、蒸汽发生器产气量，在工艺操作平稳情况下 ，以上工艺指标出现变化需警惕油浆系统出现问题。