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冷再生剂循环催化裂化唱响石化技术代际革命
发表时间:2016-05-12 08:14来源:中国能源报 字体:[][][] [打印] [关闭]

  石油炼化企业是能耗大户,更是污染大户,炼化企业实现工业节能减排和油品提质增效除了体制机制革命,技术革命更要首当其冲。在2015年国家科学技术奖中,一项名为“冷再生剂循环技术重油催化裂化装置工业应用”的项目脱颖而出,荣获国家科技进步奖二等奖,而该项目的获奖者是一家民营企业——洛阳维达石化工程有限公司。本报记者在与维达石化总经理、教授级高工李群柱的交谈中,了解到了该技术自主创新和工业应用中的所喜所愿。

  催化裂化第三次技术革命

  催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为汽柴油等的过程。催化裂化技术的进步分为几个阶段,第一阶段是由移动床向流化床的过渡,称作第一次技术革命;第二阶段是开发分子筛催化剂和提升管反应技术,称作第二次技术革命。

  李群柱告诉记者,自提升管催化裂化技术问世以来,经过持续创新技术已十分成熟,但是如何独立调节进料温度、再生温度、反应温度和剂油比之间的矛盾成为世纪性难题。“国内外多家科研机构相继开发了多种专利和专有技术,但均不能实现再生温度、反应温度、剂油比的独立调节,技术效果难如人意。”李群柱说。

  “尤其是在2000年以后,国家提出降烯烃,烯烃主要是高温反应的产物。因此我们开发了冷再生剂循环催化裂化技术(CRC-FCC技术),采用温度可控的再生催化剂冷却系统和控制技术,在保证足够高的再生器温度和良好的再生效果的前提下,降低进入反应器的再生剂温度,科学地解决了催化裂化技术普遍存在的再生温度、反应温度和剂油比的矛盾,实现了低温接触、大剂油比、高催化剂活性的催化裂化反应要求。”李群柱进一步说。

  CRC-FCC技术首次实现了提升管反应的多区优化和反应深度的优化控制,真正实现了正碳离子反应,高选择性地促进催化裂化及芳构化、异构化等理想反应,有效地抑制热裂化和热缩合等非理想反应;促进噻吩等硫化物和氮化物的转化,降低了干气和焦炭产率,提高了目的产品收率和质量;降低了装置能耗,降低了排放烟气量及其中的硫化物和碳化物浓度。

  中国石化联合会组织的专家鉴定认为,该技术创新性突出,总体处于国际领先水平。该技术属国内外首创,为近20年世界催化裂化领域的重大突破,实现了催化裂化领域第三次技术革命。

  经济和环保效益显著

  从最初在一些地炼企业小型装置上进行工业应用,到逐渐推广到中国化工、中国石油等百万吨炼化装置,一路走来,李群柱感受到了推广应用的艰辛:对民企科技创新成果持怀疑态度者有之,大型炼化企业维护照顾自身利益者亦有之。

  事实上,从2005年首套工业装置试验成功,截至目前已有20余套装置10多年的安全运行业绩,其中在百万吨级及以上装置的应用有11套,最大规模达到260万吨/年,还没有一套装置因CRC系统出现过非计划停车,充分验证了CRC-FCC技术具有很高的安全性、可靠性和稳定性。

  李群柱给记者算了一笔详细的经济账,“对于100万吨/年催化裂化装置,CRC技术改造需新增投资约2300万元,每年新增利税约1.66亿元,税后利润8000多万元,投资回收期约1个月;总液收和总轻收分别提高1.5-3.0个百分点,汽油辛烷值提高0.2个单位,柴油十六烷值提高1.0-6.0个单位,加工能力提高10-15%。”

  “可降低装置能耗6-15kEo/t原料,可降低烟气排放量100-160m3n/t原料,可降低烟气中硫、氮氧化物浓度约30%、40%,加工硫氮含量低的原料时,可取消脱硝或脱硫单元。”李群柱透露,在工业应用中还发现了可观的节能减排效益。

  据测算,目前我国拥有1.5亿吨/年催化裂化加工能力,该技术的推广应用每年可新增利税200亿元,节能175万吨标油,加工每吨原油的综合能耗下降5.8%,每年减少二氧化碳排放1120万吨,约占全国计划二氧化碳减排量的1.6%。

  作为一项拥有完全自主知识产权的民族科技成果,不仅适用于新建装置,也适用于现有装置改造;可以广泛应用于各种反应再生型式,可以与各种提升管技术耦合使用。李群柱寄望,与我国石化企业和科研设计企业共同进行后续应用开发与总结,共同促进这一民族技术全面推广应用并尽快推向海外市场,以推动催化裂化领域的技术革命和低碳运行。

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责任编辑: 赵丹