MIP工藝在吉林石化1.40 Mt/a催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用

王 哲，趙權(quán)利，徐品德

(中國(guó)石油吉林石化分公司，吉林 吉林 132021)

MIP工藝在吉林石化1.40 Mt/a催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用

王 哲，趙權(quán)利，徐品德

(中國(guó)石油吉林石化分公司，吉林 吉林 132021)

多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝(MIP)是中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)清潔汽油組分的技術(shù)。中國(guó)石油吉林石化分公司1.40 Mt/a催化裂化裝置按MIP工藝要求進(jìn)行改造，于2010年11月6日進(jìn)行了工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)，該裝置一直保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，操作難度與FCC工藝相當(dāng)。標(biāo)定結(jié)果表明：與現(xiàn)有的催化裂化工藝相比，MIP工藝優(yōu)化了產(chǎn)物分布，表現(xiàn)為干氣和油漿產(chǎn)率下降，液體收率增加；而且所生產(chǎn)的汽油烯烴含量下降，表明MIP技術(shù)具有良好的降低汽油烯烴含量的能力；汽油RON達(dá)到93.0，柴油十六烷值達(dá)到23，總液體收率達(dá)到81.15%，取得了較好的工業(yè)應(yīng)用效果。

催化裂化 MIP 烯烴 產(chǎn)品分布

中國(guó)石油吉林石化分公司(簡(jiǎn)稱吉林石化)1.40 Mt/a催化裂化裝置是吉林石化汽柴油質(zhì)量升級(jí)和Ⅱ套常減壓蒸餾裝置改造工程的一部分，裝置以大慶原油混合部分俄羅斯油的直餾蠟油摻煉50%大慶減壓渣油作為進(jìn)料。裝置的反應(yīng)部分采用中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱石科院)開(kāi)發(fā)的多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的流化催化裂化技術(shù)(A FCC Process for Maximizing Iso-Paraffins，MIP)[1-3]。MIP技術(shù)突破了現(xiàn)有催化裂化工藝對(duì)二次反應(yīng)的限制，實(shí)現(xiàn)可控性和選擇性的反應(yīng)，不僅能夠大幅降低汽油中烯烴含量，改善汽油性質(zhì)，而且還能夠提高液體產(chǎn)品收率。從而既可提高催化裂化經(jīng)濟(jì)效益，又可直接生產(chǎn)清潔汽油。在MIP工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，石科院開(kāi)發(fā)了生產(chǎn)汽油組成滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)并增產(chǎn)丙烯的催化裂化工藝(A MIP Process for Clean Gasoline and Propylene，MIP-CGP)[4-6]。

目前，已有50套催化裂化工業(yè)裝置采用MIP系列技術(shù)進(jìn)行改造，另有15套裝置處于設(shè)計(jì)或建設(shè)中，總加工能力接近100 Mt/a，約占全國(guó)催化裂化裝置總加工量的60%。從已運(yùn)行的MIP工業(yè)裝置標(biāo)定結(jié)果來(lái)看，MIP系列技術(shù)不僅可明顯降低裝置加工能耗，而且可降低汽油中烯烴、硫和苯含量，從而減少有害物質(zhì)的排放，同時(shí)MIP系列技術(shù)[7-8]可提高裝置的液體收率，間接地減少生產(chǎn)過(guò)程中的二氧化碳排放。MIP系列技術(shù)不僅取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且獲得較大的社會(huì)效益。

生產(chǎn)高辛烷值清潔汽油組分，同時(shí)增產(chǎn)丙烯。MIP技術(shù)主要是在傳統(tǒng)的提升管反應(yīng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加一些有用的二次反應(yīng)以改善產(chǎn)品質(zhì)量，最大化生產(chǎn)異構(gòu)烷烴，在降低催化裂化汽油烯烴含量的同時(shí)，維持汽油的辛烷值基本不變。本文主要介紹MIP工藝在吉林石化1.40 Mt/a催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用情況。

1 裝置開(kāi)工及運(yùn)行情況

吉林石化1.40 Mt/a催化裂化裝置于2010年11月6日提升管進(jìn)油，實(shí)現(xiàn)首次開(kāi)車(chē)一次成功，目前已連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行3年多。由于受到原油品種變化和全廠物料平衡的影響，裝置進(jìn)料性質(zhì)與設(shè)計(jì)值相差較大，實(shí)際生產(chǎn)中原料為摻煉54%俄羅斯油的常減壓蒸餾裝置提供的熱蠟油和減壓渣油，同時(shí)摻煉8%左右的焦化蠟油。根據(jù)全廠的統(tǒng)一部署，裝置于2012年7月進(jìn)行了48 h標(biāo)定，標(biāo)定范圍及內(nèi)容包括：裝置生產(chǎn)能力，物料平衡，動(dòng)力消耗及能耗，輔助材料消耗，主要工藝參數(shù)指標(biāo)，產(chǎn)品質(zhì)量，裝置在接近滿負(fù)荷工藝運(yùn)行情況下的產(chǎn)品收率和轉(zhuǎn)化率，裝置主要設(shè)備及儀表系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及制約裝置滿負(fù)荷運(yùn)行的主要問(wèn)題。

2 MIP工藝標(biāo)定

2.1 處理量和原料油性質(zhì)

標(biāo)定期間受全廠原油加工量偏低影響，裝置實(shí)際加工量為4 136 t/d，設(shè)計(jì)加工能力為4 200 t/a，實(shí)際加工負(fù)荷為設(shè)計(jì)值的98.48%。裝置的混合進(jìn)料采用上游三套常減壓蒸餾裝置提供的熱蠟油和減壓渣油，同時(shí)摻煉約8%的焦化蠟油，摻渣率為33%。三套常壓蒸餾裝置原料中摻煉56%俄羅斯原油，由于加工俄羅斯原油得到的蠟油、渣油性質(zhì)與加工大慶油得到的差異較大，俄羅斯油摻煉比例的變化對(duì)催化裂化裝置混合原料性質(zhì)影響較大。原料性質(zhì)見(jiàn)表l。

表1 原料性質(zhì)

2.2 平衡劑性質(zhì)

裝置用催化劑采用中國(guó)石化催化劑長(zhǎng)嶺分公司生產(chǎn)的CGP-C型催化劑。標(biāo)定期間平衡劑性質(zhì)見(jiàn)表2。從表2可以看出：平衡劑活性較高、粒度分布較好，金屬含量正常，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的重金屬污染跡象；平衡劑中0～41.4μm細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.8%，說(shuō)明旋風(fēng)分離系統(tǒng)運(yùn)行良好，同時(shí)適度的細(xì)粉分布也保證了催化劑在整個(gè)反應(yīng)-再生系統(tǒng)的正常流化。

表2 平衡劑性質(zhì)

2.3 操作條件和物料平衡

裝置標(biāo)定期間的主要操作條件和物料平衡分別見(jiàn)表3和表4。從表4可以看出，產(chǎn)品總液體收率達(dá)到81.15%，表明MIP技術(shù)具有較好的原料轉(zhuǎn)化能力和產(chǎn)品選擇性。

表3 標(biāo)定期間反應(yīng)部分的主要操作條件

表4 標(biāo)定期間裝置的物料平衡

2.4 產(chǎn)品性質(zhì)

2.4.1 液化氣 標(biāo)定期間液化氣組成見(jiàn)表5。從表5可以看出：液化氣中基本不夾帶C2及C2以下干氣組分，說(shuō)明氣體分離效果良好；液化氣中丙烯和異丁烷含量最高，其中丙烯體積分?jǐn)?shù)為41.48%，異丁烷體積分?jǐn)?shù)為21.05%。

表5 液化氣組成

2.4.2 汽 油 標(biāo)定期間穩(wěn)定汽油的性質(zhì)見(jiàn)表6。從表6可以看出，汽油中烯烴體積分?jǐn)?shù)為29.20%，低于常規(guī)催化裂化汽油中的烯烴含量(體積分?jǐn)?shù)30%以上)，表明MIP工藝技術(shù)具有較強(qiáng)的降烯烴能力。我國(guó)現(xiàn)行國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)要求汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)不大于30%，MIP工藝在不需要任何調(diào)合的條件下即可生產(chǎn)出烯烴含量滿足國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)要求的汽油組分。此外，穩(wěn)定汽油RON為93.0，可以在汽油調(diào)合時(shí)直接減少高辛烷值調(diào)合組分的加入量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

表6 穩(wěn)定汽油性質(zhì)

2.4.3 柴 油 標(biāo)定期間的柴油性質(zhì)見(jiàn)表7。從表7可以看出，柴油的密度(20 ℃)為934.8 kg/m3。遠(yuǎn)高于常規(guī)催化裂化柴油，這與MIP的反應(yīng)深度增加、柴油餾分中烷烴含量減少、芳烴含量增加有關(guān)。原料性質(zhì)和加工工藝決定了催化裂化柴油密度大、十六烷值低的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)上催化裂化柴油作為加氫裂化裝置的進(jìn)料，經(jīng)過(guò)加氫反應(yīng)后與高壓加氫裂化柴油、焦化汽柴油加氫精制后的柴油調(diào)合后作為柴油產(chǎn)品出廠。

2.5 能耗分析

裝置標(biāo)定能耗為2 303.18 MJ/t，比設(shè)計(jì)能耗2 328.26 MJ/t低25.08 MJ/t，具體見(jiàn)表8。影響能耗的因素主要有電耗、蒸汽、燒焦和低溫?zé)?個(gè)方面。

表7 柴油性質(zhì)

電耗方面。標(biāo)定期間電耗與設(shè)計(jì)電耗相比增加98.89 MJ/t。三機(jī)組設(shè)計(jì)為發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電量約為1 200 kW，標(biāo)定期間為用電狀態(tài)，用電功率為500 kW。三機(jī)組設(shè)計(jì)發(fā)電和實(shí)際用電兩種狀態(tài)相對(duì)比，電機(jī)電耗增加95.56 MJ/t。除機(jī)組用電外，裝置其它耗電量和設(shè)計(jì)值相比基本持平。

蒸汽方面。標(biāo)定期間3.5 MPa蒸汽能耗為1 315.82 MJ/t，與設(shè)計(jì)值1 229.34 MJ/t相比下降86.48 MJ/t。裝置標(biāo)定期間，為降低穩(wěn)定汽油烯烴含量，采取大劑油比操作：通過(guò)增加外取熱產(chǎn)汽負(fù)荷，控制較低的再生溫度；同時(shí)為保證第一反應(yīng)器裂化深度，控制第一反應(yīng)器溫度不低于515 ℃。標(biāo)定期間，在處理量為設(shè)計(jì)值98.47%的情況下，外取熱汽包一直處于滿負(fù)荷狀態(tài)，裝置產(chǎn)汽量增加，能耗降低。標(biāo)定期間1.0 MPa蒸汽能耗為386.36 MJ/t，與設(shè)計(jì)值255.40 MJ/t相比下降130.96 MJ/t。標(biāo)定處于夏季生產(chǎn)階段，裝置將冬季伴熱用汽全部停運(yùn)，用汽量大幅減少。標(biāo)定期間柴油外送至柴油加氫裝置，閃點(diǎn)不進(jìn)行控制，因此汽提蒸汽未投用。經(jīng)檢修后，裝置蒸汽線路跑冒滴漏現(xiàn)象基本杜絕。中、低壓蒸汽總能耗與設(shè)計(jì)值相比下降390.87 MJ/t，是裝置能耗下降的主要因素。

燒焦方面。標(biāo)定期間裝置生焦率與設(shè)計(jì)值持平。

低溫?zé)岱矫?。?biāo)定低溫?zé)崮芎臑?66.99 MJ/t，比設(shè)計(jì)值249.13 MJ/t增加82.14 MJ/t。由于汽油終餾點(diǎn)控制較高，為不大于205 ℃，分餾塔塔頂熱量需求量較大，塔中部溫度控制較高；標(biāo)定期間柴油95%餾出點(diǎn)溫度較低，為增加柴油收率，防止油漿中攜帶輕烴，分餾塔中部溫度控制較高，中段循環(huán)冷卻量下降，中段循環(huán)油與熱水換熱器停用。因此，熱聯(lián)合低溫?zé)彷敵隽枯^少。

表8 裝置能耗與設(shè)計(jì)值的對(duì)比 MJ/t

3 結(jié) 論

MIP技術(shù)在吉林石化1.40 Mt/a催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明：汽油RON可達(dá)93.0，汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)為29.20%，能夠滿足國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；裝置總液體收率達(dá)到81.15%，說(shuō)明MIP工藝和專用催化劑具有良好的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化能力；裝置能耗低于常規(guī)催化裂化工藝。

[1] 許友好，張久順，龍軍.生產(chǎn)清潔汽油組分的催化裂化新工藝MIP[J].石油煉制與化工，2001，32(8)：1-5

[2] 許友好，張久順，龍軍，等.多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝開(kāi)發(fā)與工業(yè)應(yīng)用[J].中國(guó)工程科學(xué)，2003，5(5)：55-58

[3] 許友好，張久順，徐惠，等.多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2003，34(11)：1-6

[4] 許友好，張久順，馬建國(guó)，等.生產(chǎn)清潔汽油組分并增產(chǎn)丙烯的催化裂化工藝[J].石油煉制與化工，2004，35(9)：1-4

[5] 楊健，謝曉東，蔡智，等.MIP-CGP技術(shù)的工業(yè)試驗(yàn)[J].石油煉制與化工，2006，37(8)：54-59

[6] 戴寶華，施俊林，許友好，等.增產(chǎn)丙烯和生產(chǎn)清潔汽油組分技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用[J].石油化工，2006，35(7)：665-669

[7] 姜楠，許友好，崔守業(yè).多產(chǎn)汽油的MIP-LTG工藝條件研究[J].石油煉制與化工，2014，45(3)：35-39

[8] 龔劍洪，許友好，蔡智，等.多產(chǎn)汽油的MIP-LTG工藝條件研究[J].石油煉制與化工，2013，44(3)：6-11

APPLICATION OF MIP TECHNOLOGY IN 1.40 Mt/a FCCU OF JILIN PETROCHEMICAL CORPORATION

Wang Zhe， Zhao Quanli， Xu Pinde

(PetroChinaRefineryofJilinPetrochemicalCorporation，Jilin，Jilin132021)

The MIP process for maximizing iso-paraffins developed by SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing is a proprietary technology to produce clean gasoline component. The FCC-Ⅲ unit with 1.40 Mt/a in Jilin Petrochemical Corporation was revamped for MIP operation， and put into running smoothly since November 6， 2010. The industrial results show that the adopted MIP process， in comparison with the previous conventional FCC process， the product slate with lower yields of dry gas and slurry， and a higher yield of total liquid products are obtained. The product gasoline is characterized by lower contents of olefin and sulfur. The RON of the gasoline is 93.0. The cetane number of the diesel product reaches 24. The total liquid yield (LPG+gasoline+diesel) is 81.15%.

catalytic cracking； MIP； olefin； product slate

2015-04-03； 修改稿收到日期： 2015-06-23。

王哲，從事催化裂化裝置的生產(chǎn)管理工作。

王哲，E-mail：wzh1742960208@sina.com.cn。