催化裂化的发展技术展望[ 摘要] 对国内外的催化裂化技术发展进行了综述，重点介绍了从多掺渣油、生产低碳烯烃、增加产品结构灵活性等方面系统地评述了国内外催化裂化工艺技术近年来的最新进展，指出增加掺渣比同时生产清洁燃料，以及炼油与石油化工一体化的新工艺将是催化裂化发展的重点。

1催化裂化技术进步的推动力近年来,催化裂化原料的品质越来越差,但对提高目的产物收率、汽柴油质量、柴汽比,以及多产丙烯和改善烟气排放等提出了更高的要求。

围绕这些问题,催化剂、设备和工艺技术方面的新技术不断涌现,推动着催化技术不断向前发展。

由于催化裂化过程的庞大加工规模,目的产品产率提高一个百分点即可产生巨大的经济效益,因此提高目的产品产率始终是催化裂化技术进步的主旋律。

由于馏分油和重质油性质的显著差别,至今所取得的大多数技术进步主要都是针对重油催化裂化。

此外,近年来对催化裂化产品质量的要求越来越高,对产品需求结构的变化,以及环保法规的逐渐完善,都促进了催化裂化技术的发展。

渣油与馏分油相比,原料重,胶质、沥青质、残炭和金属含量高。

原料重,不宜于雾化;胶质、沥青质和残炭高,会显著增加焦炭产率,使产品分布变差,同时给催化剂的汽提和再生带来困难;对于不含沥青质的抽提油,其胶质含量与催化裂化反应的焦炭产率之间呈直线关系; Ni、V等金属的含量高,直接影响到催化剂的活性、选择性和稳定性。

因而,重油催化裂化使传统的催化裂化过程面临严峻挑战。

除原料变差以外,市场对产品结构和产品品质的要求也在不断变化。

在产品结构方面,要求提高柴汽比和增产丙烯;在产品的品质方面,要求生产低烯烃含量和低硫含量的高辛烷值汽油和低硫含量的高十六烷值柴油。

由于我国许多炼化企业生产的汽油除催化裂化汽油外,其他的调合组分很少甚至没有,因而,汽油标准对烯烃和硫含量的限制给许多企业带来了不小的压力。

2 催化裂化技术的发展2.1 我国催化裂化技术的发展2.1.1 渣油催化裂化(RFCC) 工艺技术VRFCC 是中国石化集团公司石油化工科学研究院、北京设计院和北京燕山石化公司合作开发的一项加工大庆减压渣油的催化裂化新工艺。

该工艺专利技术主要包括：(1) 高黏度原料的减黏雾化技术；(2)无返混床剂油接触实现热击汽化及高重油转化技术；(3)短接触反应抑制过裂化和结焦技术；(4)反应再生温差及再生剂温度调控协调初始反应深度及总反应苛刻度技术；(5)采用VRFCC 专用催化剂(DVR 系列)技术[3]。

第一套VRFCC工业装置是由北京燕山石化公司炼油厂的催化裂化装置改造成的，处理能力为800 kt/a 。

洛阳石化工程公司的ROCC-V 工艺，第一套ROCC-V 型装置(100 kt/a)1996 年5 月在洛阳石化工程公司炼油实验厂投产，1999 年9 月在青岛石油化工厂还投产了1.0 Mt/a 工业化装置；另外还有石油大学的两段提升管FCC 工艺，目前在中试[4]；清华大学的下行管式FCC 工艺。

2.1.2 多产柴油和液化气的MGD技术MGD 技术是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的以重质油为原料，利用常规催化裂化装置同时多产液化气和柴油，并可显著降低汽油烯烃含量的工艺技术。

该技术与常规催化裂化技术相比，具有以下特点：(1)采用粗汽油控制裂化技术，增加液化气产率，降低汽油烯烃含量，调节裂化原料的反应环境以增加柴油馏份的生成和保留。

(2)重质原料油在高苛刻度下、轻质原料油在低苛刻度下进行选择性反应，以增加重质原料油一次裂化和柴油馏份的生成。

(3) 液化气和柴油产率明显大于常规的FCC技术，高价值产品(液化气、汽油和柴油)与常规FCC 技术相当。

(4)汽油中烯烃含量能够大幅度降低，且汽油辛烷值有一定提高。

MGD 工艺于1999 年分别在福建炼化公司和广州石化总厂进行了工业试验。

2.1.3 多产柴油的催化裂化(MDP) 技术RIPP 在传统增产柴油工艺技术的基础上开发了催化裂化增产柴油的新工艺MDP。

该工艺具有以下特点：(1)可以加工重质、劣质的催化裂化原料。

(2)采用配套研制的增产柴油催化剂，且维持平衡剂的活性适中。

(3)应用原料组分选择性裂化技术，将催化裂化原料按馏份的轻重及其可裂化性能区别处理，在提升管反应器不同位置注入不同原料组分，使性质不同的原料在不同环境和适宜的裂化苛刻度下进行反应。

(4)采用较为苛刻的裂化条件和适宜的回炼比，装置的加工量和汽油的辛烷值不会受到影响。

2.1.4 多产烯烃和高辛烷值汽油的DCC工艺技术RIPP 开发的DCC-Ⅰ技术在国内有6 套装置，3套改造，3套新建。

另外一套建在泰国TPI（750 kt/a），由SW 公司负责建造，近年来，DCC 技术还在不断发展和完善，这些新进展主要有两个方面：一个是开发系列催化剂产品；另一个是改进工艺以进一步提高轻烯烃、特别是丙烯的产率。

在催化剂开发方面尽量使品种多样化以满足不同用户的需要，而新开发的渣油催化裂解催化剂已经在全常压渣油催化裂解装置上使用。

在工艺改进方面也已经取得很好的实验室结果，以大庆蜡油掺渣油为原料可以得到28%的丙烯产率，同现有DCC 技术相比丙烯产率可以提高6 个单位以上。

另外，还有DCC-Ⅱ技术1997 年投产；MGG 技术国内建有多套装置；MIO 技术于1995 年在中国石油工业部油兰州石化公司实现工业化；ARGG技术在国内建有多套装置。

2.1.5 多产异构烷烃的MI P 技术我国催化裂化汽油中烯烃含量高达40%－65%，远远高于我国车用汽油烯烃不大于35%的指标。

由中石化石科院和中石化上海高桥分公司、洛阳石化工程公司联合攻关的多产异构烷烃的催化裂化技术(MIP)，具有我国自主知识产权，是既可促进重油转化、又可改善催化汽油质量以满足燃料清洁化需求的技术。

MIP 技术先期于2002 年在高桥分公司炼油厂140 万t/a FCC 装置上成功应用。

运用该技术后，汽油烯烃含量(荧光法)一直持续低于30 V%以下，辛烷值有所提高。

该工艺突破了现有催化裂化工艺对二次反应的限制，实现了可控性和选择性地进行裂化反应、氢转移反应和异构化反应。

可明显降低汽油烯烃含量并增加异丁烷产率，提出了一种生产清洁汽油组分的新概念。

2003 年初，MIP 技术又应用于安庆分公司炼油厂120 万t/a FCC 装置改造。

标定结果表明，汽油质量全面改善，汽油烯烃含量(荧光法)由原来的52.3 V%降低到35 V%以下，现维持在30 V%左右，汽油硫含量下降超过30 wt%(降至800×10-6)装置能耗也由81 kg 标油/t 降至72 kg 标油/t，掺炼渣油量由200 t/a 提高到450 t/a 以上。

目前已有5 套FCC装置将采用MIP 技术进行新建或改造。

另有多家炼油厂有应用意向。

2.1.6 两段提升管催化裂化新工艺技术在石油大学(华东)胜华炼厂加工能力100 kt/a催化裂化工业装置上，两段提升管催化裂化新工艺技术由石油大学(华东)研究开发成功。

加工能力100 kt/a催化装置工业试验显示，该项工艺技术可使装置处理能力提高30%－40%，轻油收率提高3 个百分点以上，液体产品收率提高2－3 个百分点，干气和焦炭产率明显降低，汽油烯烃含量降低20 个百分点，催化柴油密度下降，十六烷值提高。

两段提升管催化裂化新技术最突出的效果，是可以改善产品结构，大幅度提高原料的转化深度，显著提高轻质油品的收率，提高催化汽油质量，改善柴油质量，提高催化装置的柴汽比。

该技术还具有非凡的灵活性和可调性，由此可派生出多种适应不同生产要求的专用技术。

2.2 国外催化裂化技术的发展2.2.1 渣油催化裂化(RFCC) 工艺主要有UOP 公司的MSCC 技术（毫秒催化裂化技术），在MSCC 过程中，催化剂向下流动形成催化剂帘，原料油水平注入与催化剂垂直接触，实现毫秒催化反应。

反应产物和待生催化剂水平移动，依靠重力作用实现油气与催化剂的快速分离。

这种毫秒反应以及快速分离，减少了非理想的二次反应，提高了目的产物的选择性，汽油和烯烃产率增加、焦炭产率减少，能更好地加工重质原料，且投资费用较低[6]。

另外，还有Kellogg 公司的HOC 技术；S & W 公司的RFCC 技术；IFP/Total 公司的R2R 技术；Shell 公司的RFCC 和Exxon 公司的Flexicracking 工艺。

这几种工艺已在世界各地运行多年[4]。

目前，RFCC 加工原油残炭可达3%－10%，镍和钒含量可达10－40μg/g，平衡剂上金属沉积量最高可达10 000 μg/g。

另外，还有Mobil 公司的超短接触FCC 工艺、WesternOntario 大学的渣油超短裂解工艺，催化裂化反应过程的核心受提升管反应器技术一直未有突破。

2.2.2 多产烯烃的FCC工艺技术Kellogg Brown & Root 与Mobil Technology公司合作开发的Maxofin 工艺，该技术的主要特点：(1) 设立第二提升管进行汽油二次裂化；(2) 使用高ZSM-5 含量的助剂；(3)采用密闭式旋风分离器。

中试结果表明，以Minas 蜡油为原料可以得到18.37%的丙烯产率。

显然MAXOFIN 的丙烯产率低于DCC，且装置结构过于复杂。

Lummus 公司的选择性裂化(SCC)工艺[7]，由以下几项技术组合而成：(1) 高苛刻度催化裂化操作；(2)优化工艺与催化剂的选择性组分裂化；(3)汽油回炼；(4)乙烯和丁烯易位反应生成丙烯。

在工艺上采用高温，大剂油比操作，可将丙烯产率提高至16%－17%；汽油组分回炼可使丙烯产率进一步提高2%－3%；而乙烯和丁烯在一个固定床反应器内易位反应转化为丙烯，预计可以多生产9%－12%的丙烯。

还未见工业化报道。

LOCC 是UOP 公司开发的一项催化裂化生产低碳烯烃技术[6]。

该技术的主要特点：(1)采用双提升管反应器，以及双反应区构型；(2)第一提升管进行原料油一次裂化，第二提升管进行汽油二次裂化；(3)使用高ZSM-5 含量的助剂；(4) 第一提升管底部采用MxCat系统MxCat 系统采用部分待生催化剂循环与高温再生催化剂在位于提升管底部的MxR 混合箱内混合，可以降低油剂接触温度，减少热裂化，Neste Oy 公司的NEXCC 工艺[8], 它将2 台循环流化床同轴套装起来，外面的1 台作为再生器，套在里面的是反应器，并采用多入口旋风分离器取代常规的FCC 旋风分离器。

NEXCC 采用苛刻的操作条件，其典型的反应温度为600－650 ℃、催化剂循环量是FCC 的2－3 倍、油剂接触时间为1－2 s。

NEXCC 装置的大小仅相当于相同规模FCC 的1/3，因此建设成本可以节省40%－50%。