VRFCC

VRFCC，中國石化工程建設公司（北京設計院而今，進入21世紀元年，北京院與燕化公司、石科院共同承擔攻關的重大科技項目VRFCC被國家授於我集團公司新世紀首批科技進步獎中唯一一項一等獎。

簡介

VRFCC即減壓渣油催化裂化技術

不能不說大慶減壓渣油催化裂化成套技術是在這不斷“創新——領先——突破”和研究、開發及套用成功的100餘套基礎上實施了新的跨越，從而培育和形成了中國石化又一項特有的核心技術。

產品結構的調整和最佳化，新的經濟成長點的培育，市場競爭力的提高，以及新的市場空間的開拓，無不都依賴於科技的進步和創新能力的提高。近四十年來，越來越顯示煉油骨幹工藝的催化裂化，已經印證了這一點。她不愧為小至一個群體，大至一個民族進步的靈魂；不愧為小至一個單位，大至一個國家興旺發達的不竭動力。

業內人士共知，我國不斷創新的催化裂化科研和工藝工程技術，以及與之相應的一系列催化劑，都是依靠自己的力量，借鑑國外先進技術，以產、學、研相結合的形式，在獨立自主基礎上開發出來的。

自我國第一套60萬噸/年同高並列式密相輸送流化催化裂化裝置於1965年投產至今，設計和改造了各類流化催化裂化裝置近300次（套）；原料從餾份油、摻渣油、全常壓渣油過渡到而今的全大慶減壓渣油—VRFCC。從而使我國催化裂化裝置的整體技術接近或達到世界先進水平，而且，其以加工能力9200萬噸/年，而位居僅次於美國的世界第二。

1959年，我國在短短几個月內就找到大慶油田，之後，隨著油田的深入開發，原油產量大幅度增長，但是，當時我國煉油生產狀況遠遠不能滿足如此高速發展的需求。不但能力小，工藝落後，尤其是二次加工技術只相當於國外三、四十年代的水平。因而，急需擴大煉油加工能力和有效加工大慶原油，為了用好大慶原油，提高油品質量，增加輕油收率和降低能耗、減少損失。我國科研設計人員針對其含輕餾份少、含蠟量高、汽油餾份辛烷值低等特點，在吸收消化國外先進技術和自力更生奮發圖強的基礎上，硬是於1965年成功研究和設計。投產了具有世界水平的60萬噸/年蠟油催化裂化（同高並列式），並於兩年後又翻一番地建成了120萬噸/年同類型式的催化裂化生產裝置。從此，我國煉油工業從熱加工技術一舉跨入了流化催化加工的先進技術領域，掀開了催化裂化科學研究和工程設計的新篇章。

七十年代中期，由於具有較高活性和選擇性的分子篩催化劑在我國的問世，這就為提升管反應的發展提供了有利條件。由於提升管反應器比先前同高並列式的床層反應器有如油氣和催化劑接近活塞流、減少了返混，而且分子篩催化劑比原無定形矽鋁的活性要高，產品分布得以改善，輕油收率高等諸多特點。因此，由中國石化工程建設公司設計的國內第一套年處理蠟油60萬噸的提升管反應、兩器高低並列式的流化催化裂化置於1978年初，在武漢石化廠建成投產。

鑒於分子篩催化劑含碳量越低，其活性就越好的這一性能，因而，對其的利用便推動了再生技術的進步，以致使催化裂化技術得以革命性的變化。1979年，SEI在承擔荊門煉廠60萬噸/年蠟油同高並列式床層流化催化裂化裝置改造中，採用了分子篩提升管――高效再生新工藝，即“帶外循環管的燒焦罐式高效再生技術”。儘管很艱辛、困苦，這一步終於使我國在技術上得到了跨越式的成功。不但使煉量提高到了80萬噸/年，而且輕質油收率從四年前的69%提到78%、噸原料催化劑單耗也由1.5公斤降到0.4公斤。該成果先後獲得了中石化總公司科技進步一等獎和國家科技進步獎二等獎。

在此基礎上，中國石化工程建設公司和有關科研單位合作於1986年，在大港煉油廠新設計的蠟油進料流化催化裂化裝置上投用了自已開發的、具有中國特色的“帶預混合提升管燒焦罐高效再生技術”，並獲國家科技進步獎三等獎。

七十年代，我國催化裂化原料仍以直餾減壓餾份油為主，也加工部分如焦化、熱裂化出的輕重瓦斯油，殘渣油料還很少作為催化裂化原料。但是，由於壓縮重油作為燃料油的比重，已成為改變我國燃料結構的既定方針。因此，增加重油加工，提高原油加工深度將成為必然趨勢。催化裂化原料必須向殘渣油料擴展。當初，為了用好一億噸石油，提高加工深度，增加企業效益，原北京設計院（現重組改制為SEI）於1981年初，在燕化煉油廠同高並列式流化裂化裝置進料蠟油（減壓餾份油）中，首次摻煉了3%~5%的任丘常壓渣油，使輕質油收率達到65%～69.3%。之後，又在1983年9月～12月期間，於石家莊煉油廠高低並列式流化催化裂化生產裝置上實現了進料為100%大慶常壓渣油的創新先進工藝。這在我國重油催化裂化技術方面開了先河，做出了又一個跨越，獲得了國家科技攻關項目階段成果獎、國家科技進步和總公司科技進步的兩項一等獎。

科學技術研究是無止境的，她永遠是推進 生產發展的原動力。1994年10月，中國石化工程建設公司以產、學、研形式，開發了具有世界先進水平的多產丙烯等輕烯烴的催化裂解（DCC）技術，並在濟南煉油廠15萬噸/年裝置試驗成功，獲總公司科技進步特等獎，國家發明一等獎。

由於原料油的變重，帶來了對再生技術的更高要求。為了進一步提高燒焦效率，取消燒焦罐，代之以管式分段給風燒焦，廣大科技人員經過多年努力，終於在1995年3月，提升管式高效再生器首次用於安慶石化總廠40萬噸/年催化裂解裝置。它的開發成功，使燒焦強度達到800公斤/噸催化劑·時以上，再生劑含碳量降至0.1%以下的兩項指標，均具有世界先進水平。與此同時，為了加工高殘炭重油，我國洛陽石化工程公司又開發了煙氣串聯三器聯體催化裂化技術（ROCC），並在1999年三季度，於青島石化集團有限責任公司順利建成投產了我國第一套100萬噸/年ROCC－V型加工高殘炭的重油催化裂化工業生產裝置。

由於石油是不可再生的一次性能源資源，因此進入20世紀如何利用好石油資源，如何加工重油，已成為世界關注的熱門話題，因而，目前世界各國都在致力於尋找更為先進的渣油加工技術。從世界範圍催化裂化原料來講，七十年代以前，其殘炭在1m%以下，八十年代末因摻渣油而達到～5m%，九十年代又和加氫預處理相結合，出現了康氏殘炭10m%以上、重金屬Ni+V30PPm以上的渣油原料。

我國每年約5000~6000萬噸/年的大慶減壓渣油是屬高殘炭、高沸點、高粘度、高膠質“四高”特點的劣質催化裂化原料。但由於其較高的H/C比和瀝青質含量很低而存在著用催化裂化加工的可能。因此，如何利用好這部分資源的關鍵是需要開發新的工藝、催化劑和新設備來解決此加工難題。為此大慶減壓渣油催化裂化—VRPCC成套技術開發被列入“九五”期間國家經貿委《1988年國家重點技術創新項目》和中國石化集團公司“十條龍”重大科技攻關項目，並決定在燕山石化公司第二套催化裂化裝置上進行工業試驗。

燕化公司第二套催化裂化裝置原為80萬噸/年重油催化裂化工業裝置，摻渣量（大慶減壓渣油）最大僅為30%左右，本次改造採用了我國自主創新並有跨越的技術6項創新技術，其中5項乃屬國內首創，而且第一次被工業套用，還集成採用了國內其他9項先進成熟的技術總計15項技術。於1998年11月改造工程完成並順利投運僅一年，便顯露出工業研究和工程設計所預期的令人滿意的效果：加工量不變，摻渣量由30%飈升至85.1%以上，改造後年新增利潤1.0567億元，噸油利潤由152元上升到248元。

具有國內首創，達到國際先進水平的VRFCC的開發成功，大幅度提高了中國催化裂化技術的整體水平，使之處於世界領先地位。目前，我國科技人員正向著更高層次、更高水平和大力進行原始性創新的催化裂化技術推進。

主要內容

該工藝專利技術主要包括：

（1）高粘度原料的減粘霧化技術。

（2）無返混床劑油接觸實現熱擊氣化及高重油轉化技術。

（3）短接觸反應抑制過裂化和結焦技術。

（4）應再生溫差及再生劑溫度調控協調初始反應深度及總反應苛刻度技術。

（5）用VRFFCC專用催化劑（DVR系列）技術。

套用案例

第一套VRFCC工業裝置是由北京燕山石化公司煉油廠催化裂化裝置改造成800Kt/aVRFCC裝置，該裝置工程設計的主要特點有：

（1）提升管反應器採用了新一代高效霧化噴嘴，提高了高粘度進料的霧化效率。

（2）採用帶四層預汽提段和三臂旋流頭的旋流快速分離器（VQR），有效降低焦炭氫含量。

（3）使用了在我國首次採用的富氧再生技術，解決了在再生器主體不動、主風量不足的前提下燒焦量增加約60%的難題。

（4）採用了新的防焦蒸汽注入設計，有效防止了加工高生焦母體渣油進料的反應系統、沉降器內部構件、穹頂及大油氣管線等部位的設備結焦問題。

此外，該裝置技改項目中還包括了7項我國近年來行之有效的重油催化裂化技術。