中国石化石油化工科学研究院
1 前言
丙烯是仅次于乙烯的重要化工原料，目前全球对丙烯的需求快速增长，甚至超过了对乙烯需求的增长速度。作为蒸汽裂解副产物的丙烯已经不能满足市场需求，因而石化/炼油行业正积极研发增产丙烯的方法。中石化开发的DCC技术突破了常规催化裂化（FCC）的工艺限制，可成倍地增加丙烯产率，已引起国际石化/炼油行业的广泛关注。 2 工艺描述
DCC是重质原料油的催化裂解技术，它的原料包括减压瓦斯油（VGO）、减压渣油（VTB）、脱沥青油（DAO）等，它的产品包括可作为化工原料的轻烯烃、液化气（LPG）、汽油、中馏分油等。它的主要目标是最大量生产丙烯（DCC－Ⅰ）或最大量生产异构烯烃（DCC－Ⅱ）。该技术突破了常规催化裂化（FCC）的工艺限制，丙烯产率为常规FCC的2～3倍。其工艺流程与FCC基本相似，包括反应-再生系统、分馏系统以及吸收稳定 系统。原料油经蒸汽雾化后送入提升管加流化床(DCC-I型)或提升管（DCC-II）反应器中，与热的再生催化剂接触，发生催化裂解反应。反应产物经分馏/吸收系统，实现分离、回收。沉积了焦炭的待生催化剂经蒸汽汽提后送入再生器中，用空气烧焦再生。热的再生催化剂以适宜的循环速率返回反应器循环使用，并提供反应所需热量，实现反应-再生系统热平衡操作。反再系统的原则流程示于 图1。
图1 DCC技术反应-再生系统工艺流程
3 技术特点
图2 DCC装置及其联合体的流程简图
3.1 技术优势及特点
· DCC装置的反应系统有流化床（DCC-I型，最大量丙烯操作模式）或提升管（DCC-II，最
大量异构烯烃操作模式）两种型式，可以加工多种重质原料，并特别适宜加工石蜡基原料，丙烯产率可达20wt％。所产汽油可作高辛烷值汽油组分，中馏分油可作燃料油组分。
· 使用配套的、有专利权的催化剂，反应温度高于常规FCC，但远低于蒸汽裂解。
· 操作灵活，可通过改变操作参数转变DCC运行模式。
· 该工艺过程虽有大量气体产物，但仍可采用分馏/吸收系统，实现产品的分离，回收，而不需用蒸汽裂解制乙烯工艺中所使用的深冷分离。
· 烯烃产品中的杂质含量低，不需要加氢精制。
DCC主要设备和工艺参数的特点及与FCC的比较列于表1，DCC装置的配置见图2。
表1 DCC和常规FCC的对比
工 艺 名 称 | 常规FCC | DCC |
原料油 | 重油 | 重油，最好是石蜡基重油 |
催化剂 | 各种类型的Y型分子筛催化剂 | 改性五元环沸石催化剂 |
装置 | | |
反应器 | 提升管 | 提升管和/或床层 |
再生器 | 基准 | 相同 |
主分馏塔 | 基准 | 高气/液比 |
稳定塔/吸收塔 | 基准 | 较大 |
压缩机 | 基准 | 较大 |
操作条件 | | |
反应温度 | 基准 | 基准+30~50℃ |
再生温度 | 基准 | 相同 |
剂油比 | 基准 | 1.5~2倍 |
停留时间 | 基准 | 较长 |
油气分压 | 基准 | 较低 |
雾化蒸汽量 | 基准 | 较多 |
| | |
3.2 性能指标
裂解反应中的一个重要参数是反应温度。DCC采用配套的专用催化剂，可降低裂解反应所需要的能量，故所需反应温度比蒸汽裂解低得多。DCC的反应温度随原料的裂化性能和所需产品分布而变化，一般适宜的温度为520～580℃，其中DCC-Ⅰ模式取高限，DCC-Ⅱ模式取低限。
原料的裂化性能对反应参数和产品产率有显著影响，高K值和高氢含量原料的低碳烯烃产率较高。几种典型原料按DCC-Ⅰ和DCC-Ⅱ模式运行的烯烃产率分别列于表2和3。
表2 不同原料DCC-Ⅰ的低碳烯烃产率
编 号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
原料 | 石蜡基VGO | 石蜡基VGO+渣油 | 中间基VGO+ DAO | 环烷基VGO |
密度，g/cm3 | 0.8449 | 0.8621 | 0.9085 | 0.9249 |
K值 | 12.7 | 12.6 | 12.0 | 11.4 |
H，wt% | 14.23 | 13.62 | 12.52 | 12.24 |
烯烃产率，wt% | | | | |
乙烯 | 5.8 | 3.6 | 催化裂解3.5 | 3.6 |
丙烯 | 23.7 | 22.9 | 18.3 | 13.2 |
丁烯 | 17.8 | 17.4 | 14.0 | 10.6 |
| | | | |
表3 不同原料DCC-Ⅱ的低碳烯烃产率
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