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重油接触裂解制乙烯工艺研究

王明党崔中强沙颖逊
(洛阳石化工程公司炼制研究所，河南洛阳471003)

摘要:HCC工艺主要是采用流态化的“反应一再生”工艺技术，在性能良好的催化别作用下，
实现重油直接裂解制乙烯，并兼产丙烯、丁烯和轻质芳烃(M等)。评价试验结果表明，典型
石蜡基常压渣油在优化的工艺条件下，单程裂解的乙烯产率可达26%(质)，q一q总烯烃产率
超过50%(质)。经济评价结果表明。该工艺与石脑油管式炉裂解工艺相比，可使乙烯成本降低
约1/40
主题A重质i}X裂解乙烯丙烯

1前言
乙烯是石化工业的基本原料，乙烯产量是一个国家石化工业发展水平的标志。目前
99%的乙烯是由管式炉蒸汽裂解工艺生产的，裂解所用的原料油是轻烃、石脑油以及部分瓦
斯油和加氢尾油〔’」组成的。在乙烯的生产成本中原料费用占70%。我国原油普遍偏重，一
般石脑油和直馏轻柴油的产率仅为30%左右，据预测2010年我国乙烯需求量将达到
10.0Mt[2-41，乙烯生产原料的供需矛盾将日益尖锐。因此开展重油直接裂解制乙烯的研究，
在我国更为迫切。
洛阳石化工程公司炼制研究所开发的HCC(Heavy一oilContactCrackingProcess)工艺[51，是
目前国内外用重油直接裂解制乙烯的主要工艺技术之一。
2HCC催化剂及工艺条件的研究
2.1催化剂的研究
在HCC工艺过程中催化剂的性能有极其重要的影响，催化剂既要传递大量的热量，又
要起到一定的催化作用，并要长期经受苛刻的操作条件，因此，研制性能优良的催化剂是
HCC工艺研究的主要课题之一。
洛阳石化工程公司炼制研究所在开展对重油直接裂解制乙烯工艺研究的同时，对配套的
催化剂也进行了大量、系统地研究，先后开发了LCM一1型一LCM一9型催化剂「6-91
在固定流化床实验装置上对比较典型的LCM一1,LCM一5,LCM一8和LCM一9四种催
化剂进行了评价，评价结果见表1。评价结果表明，LCM-5的烯烃选择性较LCM一1有明显
的提高和优化，LCM一8的乙烯产率最高，LCM一9的丙烯产率最高。LCM一8和LCM一9的
研究目前只达到小试阶段。

表1催化剂的裂解性能评价试脸结果

催化剂LCM一工〔尤M一5tCM一8LCM一9

反应温度/℃707007(旧7(刃
水油比0.10.10.10]
剂油比10101010
空速/hl6666

111
续表

催化剂LEM一1
LEM一5LC69一8」」:M一9
主要产品产率/%(质)

氢气0.46
0.560.520.72
甲烷
9.179.4010.349.88
乙烯16.09
21.5423.5721，仪)
丙烯10.30
13.4013.4015.73
丁烯及丁二烯
4.596.156.568.44
焦炭10.629.369659.59
乙烯+丙烯产率/%(质)26.3934.9436.9736.73
q一G烯烃产率/%(质)30.9841的43.5345.17
2.2裂解工艺条件的影响
2.2.1HCC工艺的中型试验方法
裂解工艺条件的考察是在高低并列式中型提升管试验装置上进行。提升管试验装置的处
理量为240kg/d，试验采用单程通过的操作方式。
2.2.2HCC工艺条件的考察
影响HCC工艺裂解产品分布的主要参数有:反应温度、接触时间、剂油比、水油比和
反应压力等。
在研究HCC工艺的过程中，对上述诸参数的作用均进行了系统的考察。结果表明，反
应温度和接触时间是影响该工艺的最主要因素。进一步研究发现，反应温度和最佳接触时间
之间存在着相互依赖又相互制约的内在联系，两参数共同决定着裂解深度的大小。欲使反应
达到一定的裂解深度，这两个参数可以有多种组合，但要达到该裂解深度下的最佳裂解选择
性(即甲烷/乙烯质量比值最小)或者最大乙烯收率，反应温度和接触时间必须配合恰当。理
论研究表明，高温、短接触时间有利于提高乙烯产率，但无论哪种乙烯生产工艺，提高反应
温度和缩短反应时间都是有限度的。从工程角度考虑，对反应温度和接触时间的选择还必须
兼顾设备、材质和能量回收等因素。
2.2.3原料油对裂解产品分布的影响
HCC工艺可以采用范围很宽的各种烃类直接作为裂解原料，包括各种凝析油、原油或
各种不同馏程的石油馏分(从液态烃、轻石脑油到重质渣油)及其混合馏分;特别适应于裂解各
种重质烃类(BMCI值可达20-50)，包括各种直馏减压馏分油、渣油以及焦化馏分油、热裂化
重油、溶剂脱沥青油等二次加工油品。
在中型提升管试验装置上用LCM-5催化剂考察了多种原料油的裂解性能，表2列出了
部分中试结果。表2数据说明，原料油性质对裂解产品的产率分布有较大影响。

表2不同原料油的握升，中试结奥

原料油t’常渣2.常渣优质蜡油

原料的BMC值犯3635