餾分油加氫裂化的工藝技術特點分析

O王康縣（中薪油武漢化工工程技術有限公司 湖北 410223）

餾分油加氫裂化的工藝技術特點分析

O王康縣
（中薪油武漢化工工程技術有限公司 湖北 410223）

煉油行業(yè)的發(fā)展重點在增加輕質(zhì)油品和發(fā)展重油深度加工，如何增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中間餾分油有著很重要的意義，本文主要從加氫裂化工藝的特點出發(fā)，通過實例來分析不同工藝流程之間的優(yōu)缺點，尋求在保障產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量降低投資的方法。

餾分油；加氫裂化；工藝

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對交通運輸能力提出了更高的要求，使得包括柴油和噴氣燃油在內(nèi)的中間餾分油有著不斷增長的需求，當前市場柴油的供應存在一定的不足，從煉油企業(yè)看，柴油質(zhì)量較差，柴汽油比較低，這也影響了煉油企業(yè)的經(jīng)濟效益。在當前重視環(huán)保和加大重質(zhì)原油開采的大形勢下，煉油行業(yè)的發(fā)展重點在增加輕質(zhì)油品和發(fā)展重油深度加工等方向，如何增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中間餾分油有著很重要的現(xiàn)實意義。

1.加氫裂化工藝特點分析

上世紀五十年代開始，國內(nèi)就致力于加氫裂化工藝以及相關催化劑的研發(fā)，針對當時主要的煙煤焦油和頁巖輕柴油開發(fā)了對應的催化劑。隨后針對餾分油的加氫裂化開發(fā)了無定型加氫裂化催化劑3652，隨后是具有更高活性的分子篩加氫裂化機，九十年代以來，撫順石油化工研究院研發(fā)的中亞加氫改質(zhì)技術MHUG、緩和加氫裂化MHC、高壓加氫裂化HPHC以及催化柴油加氫改質(zhì)技術MCI等加氫裂化工藝在國產(chǎn)裝置中的應用，實現(xiàn)了工業(yè)化。石油化工科學研究院開發(fā)的加氫裂化催化劑包括RT-1、RT-5、RT-25以及加氫預精致催化劑RN-2、RN-20，并對不同的催化劑組合進行工藝開發(fā)。

當反應壓力在6．5MPa到13．0MPa之間，油料油的干點不超過540℃情況下，裂化深度能達到高壓加氫裂化技術同等水平，在此工藝條件下，只有石蠟基原料油通過加氫裂化獲得的柴油和噴漆燃料能過的滿意質(zhì)量外，其他原料油得到的產(chǎn)品都無法完全達到高壓加氫裂化技術水平。本文主要探討原料為中、重餾分油，產(chǎn)品為柴油、煤、石腦油為主的燃料型高壓加氫裂化工藝技術方案進行探討。

燃料型高壓加氫裂化原料和產(chǎn)品有著比較高的靈活性和較寬的產(chǎn)品范圍，通過對工藝和催化劑進行調(diào)整，可對其產(chǎn)品分布進行大范圍調(diào)整，比如石腦油和汽油餾分可從20% 到65%，柴油餾分可從30%到80%，噴漆燃料可從20%到60%。其產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)品中的氮、硫含量較少，是下游加工的優(yōu)質(zhì)原料，是各類油品的優(yōu)質(zhì)調(diào)和組分。加氫裂化液體產(chǎn)品的氣體產(chǎn)率低、液體產(chǎn)率高，有著較好的安定性和飽和度，C5以上液體能達到95%以上，C1～C2則不超過1%。輕石腦油的辛烷值在75到85之間，能應用于車用汽油調(diào)和，重石腦油有著較高的芳烴潛含量，可作為芳烴生產(chǎn)原料，煤油的高煙點和低冰點能成為噴漆燃料的優(yōu)質(zhì)調(diào)和成分，柴油餾分低傾點和高十六烷，能應用清潔車用柴油，溫度在340℃到370℃的餾分尾油具有低氮、低硫、低BMCI值、高烷烴等特點，能作為催化裂化裝置進料和裂解制乙烯的原料，也是較好的潤滑油生產(chǎn)原料。加氫裂化副產(chǎn)的C3、C4餾分可應用優(yōu)質(zhì)民用燃料和烷基化原料。

2.加氫裂化工藝技術方案選擇

現(xiàn)代加氫裂化技術中主要的兩個部分是加氫裂化工藝和催化劑。要想發(fā)揮催化劑的優(yōu)良作用，就需要配合以合理的工藝技術。加氫裂化工業(yè)裝置中的工藝流程大致可分為單段工藝、兩段工藝和單段兩劑串聯(lián)工藝流程。在進行工藝流程選擇時考慮的不只是技術問題，還應與經(jīng)濟掛鉤。流程的選擇依據(jù)主要包括裝置規(guī)模、催化劑性能、用戶對產(chǎn)品性質(zhì)和產(chǎn)率的要求、油料油性質(zhì)以及對生產(chǎn)靈活性的要求，此類因素也直接影響到了經(jīng)濟層面，如操作的費用和建設的投入，都從經(jīng)濟效益上得到反映。

以某設計規(guī)模為100萬噸/年的加氫裂化裝置為例，原料油為延遲焦化裝置的輕蠟油和常減壓裝置的減二線油的混合原料，混合原料性質(zhì)如下表1。

項目 減壓蠟油 焦化蠟油 混合油流量/(kg/h) 105348 15212 120560體積百分含量/%（v） 87.24 12.76 100質(zhì)量百分含量/%（m） 87.36 12.64 100 API 24.1 26.55 24.1密度(15.6℃)/(kg/m3) 909.3 895.2 907.5硫含量/(μg/g) 1518 1965 1952氮含量/(μg/g) 2000 3605 2204

表1 混合原料性質(zhì)

產(chǎn)品包括柴油、煤油、重石腦油、輕石腦油、尾油、干氣和液化氣，從產(chǎn)品分布上主要為中間餾分油。從表1中的原料油性數(shù)據(jù)可以看到，干點小于573℃，硫含量小于0．2%(m)，氮含量大于2000μg/g，F(xiàn)e含量超過2．0μg/g，殘?zhí)嫉陀?．3%(m)，苯胺點大于90℃，為達到中間餾分油的最大量生產(chǎn)，在催化劑選擇上可選用強加氫活性、中等酸性以及良好的抗氮性能和較高的金屬容量。在工藝流程選擇上，參考國內(nèi)同類裝置的經(jīng)驗可選擇用單段串聯(lián)和兩段工藝。

(1)單段加氫裂化工藝流程

單段加氫裂化工藝選用一個反應器，可進行加氫精制反應和加氫裂化反應，操作方式可選用尾油循環(huán)裂化或一次通過，該工藝投資低、流程簡單，采用無定形催化劑，有著較低的溫度敏感性和較好的抗氮、硫能力，不易產(chǎn)生飛溫，此工藝下的原料油含氮量不能太大且餾分不宜過重，有著較高的起始反應溫度，抑制了芳烴加氫反應，加大柴油產(chǎn)品的芳烴含量，后期有較高的氣體產(chǎn)率，裝置的運轉周期短。中間餾分有著穩(wěn)定的分布和較好的選擇性，通過使用精制催化劑進行替換能提升中間餾分油的收率。

(2)兩段加氫裂化工藝流程

兩段工藝加氫裂化中的反應系統(tǒng)有兩個，第一段反應器對原料油進行加氫精制，在高壓分離器中進行氣液分離，分離出的富氫氣體供第一段循環(huán)使用，底部流出物通過分餾塔分割為柴油、噴漆燃料和石腦油，未轉化油則進入第二段反應器進行加氫裂化，與第一段類似，在第二段反應流出物進行氣液分離后的富氫氣體進入第二段循環(huán)使用，流出物與第一段共同進入分餾塔。兩段相對獨立，第二段的溫度和壓力較低。還有一種方法是對第一段加氫處理后的混合物送入第二段裂化反應，冷卻后共同進入高壓分離器。此類工藝下，兩個反應器的循環(huán)氫和高分各自獨立，有著較好的生產(chǎn)靈活性，對原料油的適應能力強，有著較長的操作運轉周期，有著低氫氣耗量、高液體收率高、低氣體產(chǎn)率等特點，良好的產(chǎn)品質(zhì)量能提升產(chǎn)品競爭力，但是過程相對復雜，需要較高的投資和能耗。

(3)單段串聯(lián)加氫裂化工藝流程

單段串聯(lián)工藝是在以上兩種工藝的基礎上進行改進，使用的兩種主催化劑且性能不同，也使得控制方法和化學反應過程有一定差異，此工藝中至少串聯(lián)兩臺反應器，一反為加氫精制催化劑，二反為裂化催化劑，可以有不同的空速和反應溫度，該工藝有著更好的操作靈活性，是一種較為經(jīng)濟的流程，有著較大的產(chǎn)品和原料靈活性。相對于單段加氫裂化，其反應溫度更低，體積空速和原料適應性更佳，與兩段加氫裂化工藝相比有著較低的能耗和投資。但在一些關鍵部位的操作上有一定限制，精制反應器出口溫度與裂化反應器入口的溫差不能超過22℃，裂化反應器出口溫度與循環(huán)油溫度席間的溫差不能超過22℃，反應器入口溫度與循環(huán)氫加熱溫度之間溫釵不能超過56℃，新鮮原料油溫度不能超過371℃，循環(huán)油不超過399℃，循環(huán)氫不超過510℃。

(4)加氫裂化工藝流程的比較和選擇

該項目原料油為輕CGO和VGO，從工藝上分析不采取兩段工藝。對比單段工藝和單段串聯(lián)工藝如表2所示。

表2 反應條件與產(chǎn)品分布對比

從中間餾分油產(chǎn)率上分析，單段高于單段串聯(lián)，而輕、重石腦油、液化氣和化學氫耗都低于后者。但從平均反應溫度上看單段工藝高于單段串聯(lián)工藝，干氣產(chǎn)率更高。鑒于此裝置的目的產(chǎn)品主要為柴油和噴漆燃料，采用單段加氫裂化工藝則能滿足需求，對于典型煉油廠，沒有后續(xù)化工裝置情況下，尾油只是作為催化裂化裝置的原料，對其芳烴潛含量沒有過高要求。綜合以上因素，該加氫裂化裝置選擇單段工藝則完全符合原料性質(zhì)、產(chǎn)品分布以及質(zhì)量需求，且能降低投資。

[1]方向晨,郭蓉,楊成敏.柴油超深度加氫脫硫催化劑的開發(fā)及應用[J].催化學報,2013,01.

[2]任文坡,李雪靜.渣油加氫技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].化工進展, 2013,05.

Analysis of Craft Technology Characteristic of Distillate Hydrocracking

Wang Kangxian

（Wuhan Chemical Engineering Technology co ., LTD, Zhongxin Oil Company, Hubei, 410223）

The key point of oil refi ning industry is the increase of light oil and the development of heavy oil deep processing so how to increas e the output of high quality middle distillates has very important signifi cance. In this paper, starting from the features of hydrocracking process and th rough the examples to analyze the advantages and disadvantages between different technological processes, so that to seek the method of reduce inves tment under the premise of ensuring products quality.

distillate；hydrocracking；craft

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王康縣（1986～），男，中薪油武漢化工工程技術有限公司，研究方向：油品加氫工藝。