催化热裂解工艺裂解气急冷技术研究

杨宏武

摘要：催化热裂解工艺是由是由加工研究所研究和开发的一项专利技术，主要用于制造乙烯和丙烯，这两项化工原料在国内社会发展过程中具有重要作用和价值。而在传统硫化催化热裂解工艺流程过程当中，催化热裂解过程中的温度处于600℃到640℃之间，这一温度范围明显超出FCC过程所采用的温度，在不注意这一问题的情况下，反应过程中由于热解气体的长时间停留往往会出现结焦现象和问题，对于最终的生产工作结尾不利，在这种情况下，就需要对应的气急冷技术，将对应的热解气体迅速降低到400℃以下，从而使得CPP单元能够长周期稳定运行，这是一项关键性技术，对于国内相关的化工生产工作开展具有重要意义和价值。因此，在本文中就将针对催化热裂解工艺裂解气急冷技术进行系统的研究和分析，其主要目的在于提升相关化工生产质量和水平。

关键词：催化热；裂解工艺；裂解气急冷；急冷技术

前言：所谓催化热裂解工艺，简单来说，就是指在催化剂的条件和作用之下，针对石油烃类原料进行高温裂解，进而生产出对应的乙烯、丙烯等等低碳烯烃原料，这一工艺可以明显提升裂解产品分布的灵活性。在国内化工生产领域发展水平日益提升的背景之下，对于这一工艺提出了更高的要求，其中催化热裂解工艺流程当中，如果热解气温长期高于400℃的情况下，容易出现结焦情况，不利于生产质量的稳定和控制。在这种情况下，就需要对应的裂解气极冷技术，从而辅助催化热裂解工艺生产达到更好的效果和作用。所以，在接下来的文章中就将针对催化热裂解工艺裂解气急冷技术进行详尽阐述，除此之外，还将提出一定的具有针对性和建设性的意见，希望对相关技术的应用、工艺流程优化起到一定的借鉴和引导作用。

一、蒸汽裂解装置采用的热解气体淬火技术

依据相关研究和调查能够发现，在蒸汽裂解装置生产工作当中进行了热解气体淬火技术的广泛运用，由于蒸汽裂解装置在实际的运行过程中，其热解炉的反应温度能够高达900℃左右，如果不采取对应的裂解技术，会导致炉子中排出来的热解气体在高温的情况下持续热解反应。这些气体停留的时间越长，二级反应也就愈加严重，由此目标产物的损失就会增加。

因此，在蒸汽裂解装置和工艺生产过程中，需要尽快在热解炉的出口淬火高温热解气体，从而降低气体的气温，实现裂化反应的终止，从而保障目标产物的持续稳定生产，这也是气体急冷技术的主要目标之一。其中淬火方法的选择上具有两种，一种是直接冷却，另一种则是间接冷却。直接冷却方法使用冷却介质与热解气体直接进行接触，从而吸收冷却介质的热量，实现温度的快速降低。在直接冷却法中可以直接使用水或者是油[1]，将其直接以雾状的方式喷射到骤冷冷却器当中，从而达到快速降低热解气体的作用和效果。其中直接水冷需要大量的水，因此必须要实现水循环，其中直接水冷却法不能回收热解气体的高热能，同时形成大量的含油水，不利于生产工作的进行。

间接冷却法主要应用废热锅炉或者是急冷锅炉，通过壁冷的方式，实现高温裂解气体的冷却，同时产生高压蒸汽，并且从高温热解气体当中回收热量，这一点是上述直接冷却法所难以做到的，从中也可以发现，间接气急冷技术具有高热量治愈率和产生高压蒸汽的能力和优势。但在应用过程中需要注意，如果从余热锅炉排出的热解气体的温度高于热解气体的露点，这种间接淬火方法是可行的。如果排出余热锅炉的热解气体的温度等于或低于热解气体的露点，大量的液体将冷凝在急冷换热器的管壁上，并可能进一步焦化以阻塞换热管，从而影响急冷换热器的正常运行，这是间接气急冷方法应用过程中需要重点考量的问题之一。

二、催化热裂解工艺裂解气急冷技术

在催化热裂解的过程中，主要使用常压残渣作为原料，CPP气体其中包含着少量的未经过转化的残渣，残渣中包含热解产物、浆料和催化剂细粉等等，后续就容易出现焦炭的情况[2]。

因此，在催化热裂解工艺裂解气急冷技术当中不能应用间接冷却的方式，也不能水直接冷却，这回导致乳化的形成，并且难以从油中进行水的分离。因此，在实际的催化热裂解工艺裂解气急冷技术选择上，可以选择很好采用CPP气体的直接油冷却方法。依据相关研究和调查发现，国内大庆商用的CPP测试装备当中配备了对应的冷却器，该冷却器使用整个VR和循环浆液作为骤冷介质，取得了不错的冷却效果，并且能够冲走热解气体当中夹带的催化剂颗粒，对于相关生产工作起到了重要的提升效果和作用[3]，有利于提升AR进料的温度，于相关化工热裂解生产工作具有重要价值，目前这一技术已经在众多厂家、厂商中进行运用。

另外，进行相关调查治好后发现，沈阳商业用的CPP生产装置运行时间已经超过了一年多，在使用AR作为淬火介质的同时，采取了将AR的轻馏分与反应物的油一起送入分馏塔的方式和对策，并且在分馏的过程中，将分离后与热解轻油进一步混合，从而实现热解轻油密度降低的现象[4]，但是这一方式同样也存在着一定的问题和不足，如果单一使用浆油作为唯一的淬火介质，而不是新鲜进料第一时间输送到淬火冷却器当中，这有可能会危及到冷却器的平稳运行，进而影响到催化热裂解工艺的生产质量，这一问题目前来说依旧存在，并且短时间难以解决，对于乙烯丙烯的生产质量产生了一定的负面影响，是国内后续的相关生产工作需要着重解决的一个重要问题[5]。

结论：综上所述，就是笔者针对催化热裂解工艺裂解气急冷技术的相关研究和分析了，从文中阐述内容中不难发现，现代气急冷技术已经得到了很好的发展，并且在实践应用过程中能够取得很好的效果和作用。但催化热裂解工艺自身存在一定的限制，不能像传统的蒸汽裂解装置一样采取直接冷却或者是间接冷却的方式，因此需要催化热裂解工艺裂解气急冷技术的相关研究和开发工作，为催化热裂解生产工作提供对应的保障，对于国内化工生产具有重要意义。

参考文献：

[1]王吉锁,邵正军,方磊.化工生产企业冷却装置中可燃气体检测与预警控制系统设计[J].中国高新科技,2021(22):31-32.

[2]陈晶晶,刘杰,兰孝帮,佟邦维,张琮.基于分级冷凝的生物质热解多联产方案优化分析[J].现代化工,2021,41(06):201-204+208.

[3]乌忠理,刘生海,邵治堂,乔文亮.重油催化热裂解工艺中铁污染对催化剂性能的影响与对策[J].石油炼制与化工,2018,49(01):26-29.

[4]孙振华,张师诚.论催化热裂解(CPP)制取乙烯的工艺及其应用前景研究[J].化学工程与装备,2013(05):158-159.