一种原油一步法全馏分裂解制烯烃的流化床反应工艺
石油化工催化裂化装置工艺流程图
炼油生产安全技术-催化裂化的装置简介类型及工艺流程催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。
有了微球催化剂,才出现了流化床催化裂化装置;分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化.选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。
催化裂化装置通常由三大部分组成,即反应¾再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。
其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例,对几大系统分述如下：㈠反应––再生系统新鲜原料(减压馏分油）经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右,由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温（约650℃～700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒～8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。
待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器,与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度（密相段温度约650℃～68 0℃)。
再生器维持0.15MPa~0。
25MPa (表）的顶部压力,床层线速约0。
7米/秒～1。
0米/秒。
再生后的催化剂经淹流管,再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。
烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。
再生烟气温度很高而且含有约5％~10% CO，为了利用其热量,不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。
对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统,利用再生烟气的热能和压力作功,驱动主风机以节约电能。
石蜡基原油直接催化裂解制低碳烯烃新型炼化工艺的开发
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 10 期石蜡基原油直接催化裂解制低碳烯烃新型炼化工艺的开发刘美佳1，王刚1，张忠东2，何盛宝2，高金森1（1 中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京 102249；2 中国石油石油化工研究院，北京 102206）摘要：随着我国炼油产能过剩，而“三烯”等基本化工原料的需求增加，开发原油直接催化裂解制低碳烯烃工艺对实现炼油企业的炼化一体化转型具有重要的意义。
本文首先介绍了原油烃分子的结构特点，得出石蜡基原油中约74%的组分为可直接裂化，是炼油工业主要产品从车用燃料升级为基础化工产品的理想油源。
然后结合原油中轻、重馏分烃分子的裂解性能区别，阐述了目前的催化裂解加工策略，提出了“快速床+湍动床”的耦合流化床型催化裂解反应器，以提供差异结构烃分子共深度高效转化的催化环境，为全馏分石蜡基原油的高选择性转化、实现石蜡基原油从馏分产品向分子产品转型提供了新的技术路径。
关键词：石油；催化裂解；低碳烯烃；流化床中图分类号：TE624；TQ221 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）10-5191-09Development of a new refining process for direct catalytic cracking ofparaffin based crude oil to produce light olefinsLIU Meijia 1，WANG Gang 1，ZHANG Zhongdong 2，HE Shengbao 2，GAO Jinsen 1(1 State Key Laboratory of Heavy Oil, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China; 2 PetrochemicalResearch Institute, PetroChina, Beijing 102206, China)Abstract: With the excess refining capacity in China and the increasing demand for basic chemical rawmaterials such as “three olefins”, the development of the direct catalytic cracking of crude oil to producelight olefins is of great significance for refining enterprises to realize the refining and chemical integration. This paper firstly introduced the structural characteristics of hydrocarbon molecules in crude oil, and concluded that about 74% of the components in paraffin-based crude oil are of directly crackable structure. Therefore, paraffin-based crude oil is an ideal oil source for upgrading the main products of the refining industry from vehicle fuels to basic chemical products. Then, the current catalytic cracking processing strategy is elaborated with the difference of cracking performance between the light and heavy fractions in crude oil, and a coupled catalytic cracking reactor of fluidized bed type with “fast bed + turbulent bed” is proposed to provide a catalytic environment for the co -depth and efficient conversion of hydrocarbon molecules with different structures, which will provide a new technological path for the highly selective conversion of full fraction paraffin-based crude oil and the product transformation of paraffin-based crude oil from fractions to molecules.综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-2207收稿日期：2022-11-29；修改稿日期：2023-04-17。
第一章 原油蒸馏及催化裂化工艺过程
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常减压蒸馏－催化裂化－ 常减压蒸馏－催化裂化－焦化型加工流程17源自 燃料型常减压装置流程18
燃料－ 燃料－润滑油型加工流程
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燃料－ 燃料－化工型加工方向流程图
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原油常减压装置流程 此流程主要由四个系统的设备有机地用管线联接而成，即: 1．由换热器、常压炉和减压炉等构成的原油换热、加热系统； 2．由初馏塔、常压塔、减压塔、汽提塔以及回流、抽真空系统等构成 的原油精馏系统； 3．产品的冷凝冷却系统； 4．图中未标出的自动检测和控制系统。
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（2）盐的危害 ① 水解生成盐酸，腐蚀设备。 原油中所含的无机盐主要有氯化钠、氯化钙、氯化镁等， 其中以氯化钠含量最多，约占75%左右。这些物质受热易水解， 生成盐酸，腐蚀设备。 ② 沉积在管壁形成盐垢，影响换热器效率和增加原油流 动压降。 在换热器和加热炉中，随着水分的蒸发，盐类沉积在管壁 上形成盐垢，降低传热效率，增加流动压降，严重时甚至会烧 穿炉管或堵塞管道； ③ 影响重油的二次加工。 原油中的盐类大多数残留在重馏分油和渣油中，所以还 会影响二次加工过程及其产品质量。
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2. 原油脱盐脱水过程
（1）脱盐脱水基本原理 ① 乳化液的形成 水在原油中形成油包水型乳化液，稳定地分布到原油中。 乳化剂：原油中的环烷酸、胶质、沥青质。 ② 脱盐脱水方法 脱水的关键是破坏乳化剂的作用，使油水不能形成乳化 液，细小的水滴就可相互集聚成大的水滴、沉降，最终达到 油水分离的目的。由于大部分盐是溶解在水中的，所以脱水 的同时也就脱除了盐分。其主要方法有二 a. 加破乳剂 加入破乳剂可以破坏水在原油中的乳化状态，达到脱 水的目的。国内炼油厂常用的原油破乳剂是BP-169（聚醚 型）和2024破乳剂（聚丙二醇醚与环氧乙烷化合物），加 入量约为10-20ppm
石油裂解提炼工艺流程
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原油蒸馏的工艺流程图
原油蒸馏的工艺流程第一节石油及其产品的组成和性质一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成（一）石油的一般性状石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。
世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。
大部分石油是暗色的，通常呈黑色、褐色或浅黄色。
石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。
相对密度在0.8～0.98g/cm3之间，个别的如伊朗某石油密度达到1.016，美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。
（二）石油的元素组成石油的组成虽然及其复杂，不同地区甚至不同油层不同油井所产石油，在组成和性质上也可能有很大的差别。
但分析其元素，基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。
其中碳、氢两中元素占96%～99%，碳占到83%～87%，氢占11%～14%。
其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%～4%。
石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。
（三）石油的馏分组成石油的沸点范围一般从常温一直到500℃以上，蒸馏也就是根据各组分的沸点差别，将石油切割成不同的馏分。
一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度（初馏点）到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分，180℃～350℃的中间馏分称为煤柴油馏分，大于350℃的馏分称为常压渣油馏分。
二、石油及石油馏分的烃类组成石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。
石油中一般不含烯烃和炔烃，二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。
各种烃类根据不同的沸点范围存在与对应的馏分中。
三、石油中的非烃化合物石油的主要组成使烃类，但石油中还含有相当数量的非烃化合物，尤其在重质馏分油中含量更高。
石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%～4%，但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在，这些化合物称为非烃化合物，他们在石油中的含量非常可观，高达10%～20%。
（一）含硫化合物（石油中的含硫量一般低于0.5%）含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加，其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。
一种原油一步法全馏分裂解制备烯烃的工艺
一种原油一步法全馏分裂解制备烯烃的工艺1 引言烯烃是一类非常重要的化工原料，在石油化工、农药、合成橡胶等领域都有广泛应用。
当前，全球石油化工行业面临着原油质量逐渐变差的问题，因此研究有效的烯烃制备方法显得尤为重要。
本文介绍一种利用一步法全馏分裂解制备烯烃的工艺。
2 工艺原理一步法全馏分裂解是一种将原油从轻质到重质依次经过各种催化剂催化裂解，将原油完全转化为气、液、固三相的分解工艺。
采用这种工艺可以获得丰富的液体产品，其中就包括各种烯烃。
具体来说，该工艺主要包括以下几个步骤：1. 原油加热。
将原油加热至一定温度，通常在400℃左右。
2. 分子裂解。
将加热后的原油在加催化剂的条件下分子裂解，产生各种烯烃。
3. 气体分离。
将分子裂解产生的气体经过冷却并分离，其中一部分可作为工艺中的燃料。
4. 液体处理。
液体中产生的烯烃等化合物通过蒸馏等方式分离提纯。
3 工艺特点1. 生产成本低：一步法全馏分裂解的出发物是原油，与一些传统烯烃生产工艺相比，该工艺的原材料可获得性较高，生产成本较低。
2. 产品丰富：该工艺可以根据生产需要调整催化剂种类及工艺参数，从而生产出不同种类的烯烃，且产品纯度高。
3. 社会效益大：该工艺对环境的污染较小，减少了有害气体排放，对生态环境和人民的健康具有重要意义。
4 工艺应用该工艺目前已在石油化工行业中得到了广泛应用，能够生产出很多种类的烯烃。
同时，该工艺还可以应用到合成橡胶、农药等行业中，为相关产品的生产提供了重要的原料。
5 工艺发展随着我国经济的快速发展，对环境保护的要求越来越高。
因此，未来该工艺将会在以下几个方面得到进一步的发展：1. 提高催化剂的效率，获得更高质量的烯烃产品。
2. 开发新的催化剂，以获得更加经济、环保的生产方式。
3. 推广该工艺在合成橡胶、农药等领域中的应用。
6 结语一步法全馏分裂解制备烯烃的工艺是当前较为先进的烯烃生产工艺之一。
它具有生产成本低、产品丰富、社会效益大等优点，值得深入研究和应用。
催化裂解生产烯烃的流化床催化剂[发明专利]
专利名称：催化裂解生产烯烃的流化床催化剂专利类型：发明专利
发明人：马广伟,谢在库,杨为民,姚晖,杨霞琴申请号：CN200610118528.4
申请日：20061121
公开号：CN101190414A
公开日：
20080604
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种催化裂解生产烯烃的流化床催化剂，主要解决石脑油催化裂解制乙烯和丙烯中反应温度较高、催化剂低温活性低和乙烯丙烯收率较低的问题。
本发明通过采用以选自SiO或复合分子筛中的至少一种为载体，以原子比计化学式如下的组合物：ABPO，其中A选自稀土元素中的至少一种，B选自元素周期表VIII、IB、IIB、VIIB、VIB、IA或IIA中的至少一种为活性组份组成催化剂的技术方案，较好地解决了该问题，可用于石脑油催化裂解制乙烯和丙烯的工业生产中。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
地址：100029 北京市朝阳区惠新东街甲6号
国籍：CN
代理机构：上海浦东良风专利代理有限责任公司
代理人：张惠明
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原油裂解的装置及方法[发明专利]
专利名称：原油裂解的装置及方法
专利类型：发明专利
发明人：刘俊杰,石莹,杨士芳,王国清,张利军,李晓锋,周丛,张兆斌,杜志国,杨沙沙,蒋冰,刘同举
申请号：CN202011192306.3
申请日：20201030
公开号：CN114436735A
公开日：
20220506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及原油裂解的技术领域，公开了一种原油裂解的装置，其特征在于，该装置包括：第一分离单元，用于将原油进行第一分离得到第一轻质馏分和第一重质馏分；第一裂解单元，用于将第一分离单元得到的第一轻质馏分进行第一裂解得到第一裂解产物；催化单元，用于将第一裂解单元得到的第一重质馏分与结焦催化剂和/或焦炭颗粒进行接触得到第二轻质馏分、第二重质馏分和焦炭；第二裂解单元，用于将催化单元得到的第二轻质馏分进行第二裂解得到第二裂解产物。
本发明的装置以原油为原料进行乙烯的制备，减少了整体炼油流程，具有工艺流程缩短，工程投资减少的特点，具有较好的经济效益。
利用本发明的方法制备乙烯时，乙烯总收率可以达到22％‑23％。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
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原油直接催化裂解UPC工艺过程模拟与反应参数多目标优化
原油直接催化裂解UPC工艺过程模拟与反应参数多目标优化周鑫;张智博;杨诗棋;纪晔;闫昊;冯翔;赵辉;刘熠斌;陈小博;杨朝合【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2024(55)1【摘要】原油直接催化裂解技术可以实现从原油到三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)的一步跨越,对我国炼化行业的转型升级具有重要意义。
以全馏分石蜡基中原原油(159~780℃)为原料,采用混合馏分结构与分子组成集总建模策略,对原油直接催化裂解制烯烃(UPC)反应过程进行建模与工艺参数校准,并基于工业试验数据验证了其准确性。
以多产烯烃、控制焦炭生成为目的,利用NSGA-Ⅲ多目标优化算法对模型进行了优化,得到优化后的操作参数。
采用优化后的操作参数,即在第一段预热闪蒸温度为194.32℃、第二段预热闪蒸温度为228.16℃、第一段提升管反应器出口温度为615.73℃、第二段提升管反应器出口温度为622.59℃的条件下,UPC工艺得到的乙烯和丙烯收率之和为53.367%,焦炭收率为8.311%。
此外,由于现行税费体系燃料型工艺路线税收贡献明显高于化工型工艺路线,UPC工艺参数优化后,烯烃收率大幅度提升,燃料油收率大幅度下降,原油生产总值降低44.30元t。
【总页数】7页(P226-232)【作者】周鑫;张智博;杨诗棋;纪晔;闫昊;冯翔;赵辉;刘熠斌;陈小博;杨朝合【作者单位】中国石油大学(华东)重质油全国重点实验室;中国海洋大学化学化工学院;中国石油规划总院【正文语种】中文【中图分类】TQ2【相关文献】1.催化裂化过程中骨架异构化反应的研究Ⅱ .催化裂化工艺过程中操作参数对骨架异构化反应的影响2.两段提升管催化裂解-催化裂化柴油深度加氢回炼耦合工艺的过程集成与参数优化3.原油直接催化裂解过程模拟与工艺参数优化4.基于HYSYS 的原油稳定工艺模拟与运行参数优化5.石蜡基原油直接催化裂解制低碳烯烃新型炼化工艺的开发因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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一种原油一步法全馏分裂解制烯烃的流化床
反应工艺
1 引言
烯烃作为一种重要的化工原料，在化工行业中有着广泛的应用。
当前全球石化行业所使用的烯烃主要是通过石油裂解和煤化工等传统工艺生产的。
随着全球石油资源的日益枯竭和环保压力的增加，寻求安全、低碳的烯烃新生产方式已成为全球石化行业面临的一大难题。
而一种原油一步法全馏分裂解制烯烃的流化床反应工艺正是能够帮助我们解决这一难题的有效途径。
2 工艺概述
原油一步法全馏分裂解制烯烃的流化床反应工艺，是一种从整体上利用原油馏分裂解制备烯烃的新型流化床反应工艺。
该工艺通过模拟天然气形成的热裂解环境，在催化剂作用下，将原油馏分直接转化为来自全馏分组分（C5-C20）的烯烃产品，反应生成气相烯烃和液相烯烃，并通过热交换和凝结处理使得烯烃产品得到回收和利用。
具体反应过程如下：
3 工艺优势
该工艺的优势主要表现在以下几个方面：
3.1 低污染
该工艺不需要特别开采原料，能够在减少采集和储存的同时，对
环境的影响也相对较小。
而且其在整个反应过程中的废气、废水和废
渣等均可得到有效处理，以达到一个低污染的目标。
3.2 高效率
该工艺使用的反应器可以实现极高的传热速度，因此其反应速率
也非常快。
同时在反应器中不用直接处理原料，而是通过反应器内的
催化剂转化原料，能够使得反应的效率和产出极高。
这样的高效率，
也使得该工艺具有广泛的适应性，用于生产不同规模的烯烃产品。
3.3 节能减排
该工艺充分利用原油馏分，无须单独开采或运输烯烃所需的原料，产出的烯烃相对于传统工艺制备的烯烃，其对环境的影响要大大降低，具有较好的环境保护效果。
同时，该工艺还能够充分节约资源，用最
少的能量投入，获得最大的产出效果。
4 工艺应用前景
目前，该工艺已经在国内外能源化工领域中得到广泛的应用。
其中，利用原油制备轻质烯烃的工艺已经成功应用于大型炼油厂。
在未来，随着对低碳、绿色、环保的需求不断加大，该工艺也将得到进一
步地发展和应用。
5 结论
总体来说，一种原油一步法全馏分裂解制烯烃的流化床反应工艺具有环保、高效、节能、减排等诸多优势，是一种非常有前途的新型烯烃生产工艺。
在未来，我们应该更多地投入研究和开发，把这种技术不断优化和完善，更好地发挥其潜力和优势，推动其在能源化工领域的广泛应用。