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                                  代表性成果2:重油催化裂化后反應系統關鍵裝備技術

                                      流化催化裂化工藝在我國石油加工業中占有舉足輕重的地位,生產了70~80%的汽油和約30%的柴油。在該工藝中,最大限度縮短后反應系統油氣停留時間、實現油氣和催化劑間的高效分離是獲得理想產品分布、實現裝置長周期運行的關鍵,也是一個世界性的難題。我國大多數裝置均為重油催化裂化裝置,劣質渣油摻煉比例長期居世界首位,對高效后反應系統技術的需求尤為迫切。此前僅UOP、Mobil等國外大石油公司擁有同類技術,但技術使用費索價非常高,且對國內裝置的適應性較差。本技術是我國自主研發、具有獨立知識產權的系列技術。專家鑒定認為:“該技術總體達到國際先進水平,其中高效氣固旋流分離、高效預汽提、高油氣包容率三項技術達到了國際領先水平”。

                                      催化裂化后反應系統由提升管反應器出口到離開沉降器所涉及的一系列裝備構成(圖1),其主要功能是抑制油氣二次反應和回收催化劑,以獲得理想的產品分布和實現裝置的長周期運行,核心裝備是提升管出口快分系統。高效快分系統開發的難點和關鍵是要求在同一設備內同時達到“三快”和“兩高”的要求!叭臁笔侵浮坝蛣┑目焖倜撾x”、“分離催化劑的快速預汽提”和“分離油氣的快速引出”,“兩高”是指“催化劑的高效分離”和“高油氣包容率”。以上“三快”和“兩高”的要求相互制約,高度關聯,因此開發難度極大。

                                   

                                  圖1 催化裂化后反應系統關鍵準備技術示意圖

                                      后反應系統針對快分系統多層面的苛刻要求,通過大量基礎研究,形成了氣固離心分離和濃相接觸兩體系間的高效耦合方法、離心力場強化方法和濃相接觸體系傳質強化方法三個核心理論創新。在此理論方法指導下,成功開發了高效氣固旋流分離、高效預汽提、高油氣包容率3項創新技術,獲得14項專利授權(其中11項發明專利);通過集成創新形成4種具有完全自主知識產權的新型快分系統,可適用于目前國內所有構型的催化裂化裝置,創建了后反應系統關鍵裝備的優化設計理論和方法。

                                      UOP公司的VDS和VSS系統是國際公認的先進快分技術,但在國內首次應用時,曾出現過20分鐘跑損180噸催化劑的嚴重事故,還曾在一年內因跑劑非計劃停工7次,說明其操作彈性過小,對國內裝置的適應性較差。本技術和UOP公司技術幾乎同期在國內工業應用,但是,憑借更優異的性能和僅為國外技術1/20~1/10的低廉費用,很快將國外技術擠出了中國市場。目前,UOP快分系統在國內僅應用了4套,而本技術則在48套不同型式和規模、包括國內最大規模350萬噸/年的重油催化裂化裝置上獲得成功應用。大量應用表明,本技術可提高輕油收率1個百分點以上,干氣和焦炭收率分別降低0.5個百分點以上,并可顯著延長裝置開工周期、提高摻渣比,具有比國外同類技術更大的操作彈性和更好的操作穩定性。截至目前,應用本技術的催化裂化裝置總加工量已超過4000萬噸/年,接近國內催化裂化總加工量的30%,累計經濟效益達46.5億元,取得了巨大的經濟效益和顯著的社會效益。獲得2010年度國家科技進步二等獎(第一完成單位)。

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