石蠟基渣油IHCC工藝工業(yè)試驗(yàn)研究

王 毅，崔守業(yè)，許友好，桂秋芬

(1.淮安清江石油化工有限責(zé)任公司，江蘇 淮安 223002；2.中國石化石油化工科學(xué)研究院)

石蠟基渣油IHCC工藝工業(yè)試驗(yàn)研究

王 毅1，崔守業(yè)2，許友好2，桂秋芬1

(1.淮安清江石油化工有限責(zé)任公司，江蘇 淮安 223002；2.中國石化石油化工科學(xué)研究院)

介紹了石蠟基渣油IHCC工藝在淮安清江石油化工有限責(zé)任公司的工業(yè)應(yīng)用情況。結(jié)果表明：與FCC工藝相比，采用IHCC工藝多產(chǎn)輕質(zhì)油方案時(shí)，液體產(chǎn)品收率增加6.18百分點(diǎn)；采用IHCC工藝多產(chǎn)汽油方案時(shí)，液體產(chǎn)品收率增加7.27百分點(diǎn)；采用IHCC技術(shù)后，汽油烯烴含量有所增加，辛烷值總體略有增加，硫傳遞系數(shù)降低，輕循環(huán)油性質(zhì)明顯改善，無油漿產(chǎn)物外甩。

石蠟基渣油 FCC IHCC 焦炭 液體產(chǎn)品收率

我國原油大多偏重，尤其是石蠟基原油中減壓渣油收率超過40%[1-2]。為了實(shí)現(xiàn)有限石油資源的高效利用，以往通常采用直接催化裂化、溶劑脫瀝青-催化裂化和加氫精制預(yù)處理-催化裂化等組合工藝處理減壓渣油以達(dá)到生產(chǎn)輕質(zhì)油品的目的。石蠟基減壓渣油具有氫含量和飽和烴含量高，金屬、S和N含量相對(duì)較低的特點(diǎn)，從而具有較好的裂化性能，可以直接作為催化裂化原料。盡管石蠟基減壓渣油具有較好的裂化性能，但其膠質(zhì)含量和殘?zhí)扛?，沸點(diǎn)在700 ℃以上的組分約30%，直接采用常規(guī)催化裂化工藝處理時(shí)，焦炭產(chǎn)率較高，達(dá)到了11%，油漿收率高達(dá)10.7%，總液體產(chǎn)品收率相對(duì)較低，不到73%[2]。隨著選擇性溶劑在煉油過程應(yīng)用的發(fā)展，人們開發(fā)了用溶劑脫除膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的方法，實(shí)現(xiàn)了高沸點(diǎn)渣油的冷分離，使得溶劑脫瀝青成為渣油深度加工的一個(gè)預(yù)處理手段，成為從減壓渣油制取催化裂化原料的重要途徑之一。溶劑脫瀝青的產(chǎn)品是脫瀝青油和瀝青，脫瀝青油與直餾餾分油混合可以作為催化裂化原料，使得溶劑脫瀝青-催化裂化組合工藝成為處理減壓渣油的一種方法。范思遠(yuǎn)等[3]針對(duì)石蠟基減壓渣油進(jìn)行了丙烷脫瀝青實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，由于石蠟基減壓渣油蠟含量高，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)堵塞管線問題，并且脫瀝青油收率僅為19%～30%。渣油加氫是渣油輕質(zhì)化的重要途徑之一，工業(yè)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果表明，渣油加氫裝置較高的投資，可以由催化裂化較高的產(chǎn)品收率和質(zhì)量以及較低的操作費(fèi)用來補(bǔ)償[4-5]。Hidehiro等[6]針對(duì)石蠟基常壓渣油在加氫精制過程中催化劑失活情況的研究表明，高含蠟、低硫常壓渣油在脫金屬和脫硫催化劑上加氫處理時(shí)，催化劑失活明顯快于低含蠟、高硫渣油。

目前國內(nèi)石蠟基常壓渣油通常采用常規(guī)的FCC工藝加工，也開發(fā)出石蠟基減壓渣油的催化裂化工藝(簡稱VRFCC)。對(duì)于石蠟基減壓渣油，采用常規(guī)的FCC工藝加工，不僅轉(zhuǎn)化率低，油漿收率高，同時(shí)焦炭和干氣收率高，更嚴(yán)重的是焦炭選擇性急劇變差，從而造成重質(zhì)烴未得到充分利用。中國石化石油化工科學(xué)研究院(以下簡稱石科院)開發(fā)的IHCC工藝具有低干氣和焦炭產(chǎn)率、無油漿產(chǎn)物的特點(diǎn)，適合處理劣質(zhì)重油，尤其適合處理加氫重油和石蠟基渣油[7]。揚(yáng)子石化淮安清江石油化工有限責(zé)任公司(以下簡稱清江石化)針對(duì)石蠟基渣油進(jìn)行了IHCC工業(yè)試驗(yàn)研究，取得了較為理想的試驗(yàn)結(jié)果，為石蠟基渣油高效利用提供了一條新技術(shù)路線。

1 IHCC工業(yè)試驗(yàn)裝置原則流程

IHCC工業(yè)試驗(yàn)裝置原則流程見圖1。從圖1可以看出，IHCC工業(yè)試驗(yàn)裝置包括HSCC裝置、FGO過濾裝置和HAR裝置。本次試驗(yàn)HSCC裝置的加工能力為100 kt/a，HAR裝置的加工能力為30 kt/a。

圖1 IHCC工業(yè)試驗(yàn)裝置原則流程

2 石蠟基渣油IHCC工業(yè)試驗(yàn)

針對(duì)石蠟基渣油含有較多膠質(zhì)的特點(diǎn)，從工藝條件選擇和催化劑性能的調(diào)整上盡可能減少石蠟基渣油中膠質(zhì)縮合生焦，使膠質(zhì)保留在FGO中，讓其在HAR裝置上進(jìn)行加氫飽和，提高其裂化性能。石蠟基渣油IHCC工業(yè)試驗(yàn)分為2個(gè)生產(chǎn)方案，一是多產(chǎn)輕質(zhì)油，二是多產(chǎn)汽油。

2.1 原料性質(zhì)

清江石化主要加工蘇北原油，屬于石蠟基原油。FCC和IHCC裝置標(biāo)定時(shí)所加工的石蠟基常壓渣油性質(zhì)見表1。從表1可以看出，IHCC裝置標(biāo)定時(shí)所加工的原料油性質(zhì)略差于FCC裝置標(biāo)定時(shí)所加工的原料油性質(zhì)，表現(xiàn)為前者密度明顯增加，H含量降低，N和S含量增加，飽和烴含量降低，芳烴含量降低，膠質(zhì)含量明顯增加?？傮w來說，石蠟基常壓渣油原料中Ni含量高，Ⅴ含量低，H含量高，飽和烴含量高，芳烴含量低，屬于易裂化原料。由于其芳烴含量低，因而影響IHCC工藝應(yīng)用效果，即液體產(chǎn)品收率提高幅度受到限制。

2.2 再生催化劑性質(zhì)

FCC技術(shù)標(biāo)定時(shí)采用GOR-2催化劑，IHCC技術(shù)標(biāo)定時(shí)，HSCC裝置采用專用催化劑ASC-2。

2.3 主要操作條件和產(chǎn)物分布

FCC和IHCC技術(shù)標(biāo)定時(shí)的主要操作條件和產(chǎn)物分布見表3。從表3可以看出，采用多產(chǎn)輕質(zhì)油方案時(shí)，與FCC技術(shù)相比，IHCC技術(shù)干氣產(chǎn)率降低0.44百分點(diǎn)，降低幅度為13.92%，液化氣收率降低4.54百分點(diǎn)，汽油收率增加0.28百分點(diǎn)，輕循環(huán)油收率增加10.44百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低0.98百分點(diǎn)，降低幅度為9.80%，多生產(chǎn)0.47百分點(diǎn)的FGO(隨FGO過濾器濾渣外甩)，不再生產(chǎn)油漿，油漿收率降低4.94百分點(diǎn)，輕質(zhì)油收率增加10.72百分點(diǎn)，液體產(chǎn)品(液化氣+汽油+輕循環(huán)油)收率增加6.18百分點(diǎn)。

表1 原料性質(zhì)

表2 再生催化劑性質(zhì)

從表3還可以看出，采用多產(chǎn)汽油方案時(shí)，與FCC技術(shù)相比，IHCC技術(shù)干氣產(chǎn)率降低0.53百分點(diǎn)，降低幅度為16.16%，液化氣收率降低3.07百分點(diǎn)，汽油收率增加1.66百分點(diǎn)，輕循環(huán)油收率增加8.68百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低1.09百分點(diǎn)，降低幅度為10.54%，多生產(chǎn)0.46百分點(diǎn)的FGO，不再生產(chǎn)油漿，油漿收率降低5.71百分點(diǎn)，輕質(zhì)油收率增加10.34百分點(diǎn)，液體產(chǎn)品收率增加7.27百分點(diǎn)。

從上述數(shù)據(jù)可以看出，采用IHCC技術(shù)后，可以大幅度提高液體收率。如果隨FGO過濾器濾渣外甩的FGO返回分餾塔，不再生產(chǎn)FGO，液體產(chǎn)品收率還可以進(jìn)一步提高。

表3 主要操作條件和產(chǎn)物分布

2.4 氫收率分布

FCC和IHCC技術(shù)標(biāo)定時(shí)產(chǎn)物氫收率分布見表4。從表4可以看出：多產(chǎn)輕質(zhì)油的FCC合計(jì)氫收率分布為100.44%；多產(chǎn)汽油的FCC合計(jì)氫收率分布為100.78%；多產(chǎn)輕質(zhì)油的IHCC合計(jì)氫收率分布為99.00%；多產(chǎn)汽油的IHCC合計(jì)氫收率分布為99.45%?？梢钥闯觯篎CC和IHCC技術(shù)標(biāo)定的合計(jì)氫收率分布誤差較小，表明FCC和IHCC技術(shù)標(biāo)定產(chǎn)物分布真實(shí)可信；采用IHCC技術(shù)后，液體產(chǎn)品氫收率分布增加，表明IHCC技術(shù)中氫更多地用于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品中，其利用更加合理。

表4 氫收率分布

2.5 汽油性質(zhì)

FCC和IHCC技術(shù)標(biāo)定時(shí)汽油性質(zhì)見表5。從表5可以看出：多產(chǎn)輕質(zhì)油方案的FCC、多產(chǎn)汽油方案的FCC、多產(chǎn)輕質(zhì)油方案的IHCC和多產(chǎn)汽油方案的IHCC的硫傳遞系數(shù)(STC)[8-9]分別為15.73%，16.60%，12.27%，13.55%；烯烴的體積分?jǐn)?shù)分別為35.5%，41.8%，57.3%，54.9%。可以看出，采用IHCC技術(shù)后汽油收率增加比較明顯，但汽油STC低于FCC。

表5 汽油性質(zhì)

從表5還可以看出：多產(chǎn)輕質(zhì)油方案的FCC、多產(chǎn)汽油方案的FCC、多產(chǎn)輕質(zhì)油方案的IHCC和多產(chǎn)汽油方案的IHCC的汽油RON分別為90.2，90.9，91.0，90.9；MON分別為80.2，80.0，78.7，78.7?？梢钥闯?，IHCC的汽油RON略高或與FCC相當(dāng)，MON略低，考慮到IHCC標(biāo)定時(shí)汽油初餾點(diǎn)略低，IHCC的汽油RON應(yīng)略高于FCC。

2.6 輕循環(huán)油性質(zhì)

FCC和IHCC技術(shù)標(biāo)定時(shí)輕循環(huán)油性質(zhì)見表6。從表6可以看出，與FCC技術(shù)相比，采用IHCC技術(shù)后，輕循環(huán)油性質(zhì)明顯改善，在密度大致相當(dāng)時(shí)，硫含量降低，十六烷值提高。

表6 輕循環(huán)油性質(zhì)

3 結(jié) 論

(1) 與FCC技術(shù)相比，采用IHCC技術(shù)多產(chǎn)輕質(zhì)油方案時(shí)，干氣產(chǎn)率降低幅度為13.92%，焦炭產(chǎn)率降低幅度為9.80%；采用IHCC技術(shù)多產(chǎn)汽油方案時(shí)，干氣產(chǎn)率降低幅度為16.16%，焦炭產(chǎn)率降低幅度為10.54%。采用IHCC技術(shù)后，汽油烯烴含量有所增加，辛烷值總體略有增加，硫傳遞系數(shù)降低；輕循環(huán)油性質(zhì)明顯改善，表現(xiàn)在十六烷值有所增加，硫含量降低。

(2) IHCC技術(shù)深度強(qiáng)化了催化裂化技術(shù)與加氫處理技術(shù)的協(xié)同和整合，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方案的靈活調(diào)整，此次工業(yè)試驗(yàn)基本實(shí)現(xiàn)了多產(chǎn)輕質(zhì)油生產(chǎn)方案，多產(chǎn)汽油生產(chǎn)方案還可以進(jìn)一步加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)最大量生產(chǎn)汽油產(chǎn)品。

(3) 石蠟基渣油工業(yè)試驗(yàn)的成功為石蠟基渣油原料提供了一條高效利用的途徑，解決了以往石蠟基渣油高焦炭產(chǎn)率和高油漿收率的問題，不再生產(chǎn)以往比較難以處理的油漿產(chǎn)物。

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INDUSTRIAL APPLICATION OF IHCC TECHNOLOGY FOR PROCESSING PARAFFINIC RESIDUE OIL

Wang Yi1， Cui Shouye2， Xu Youhao2， Gui Qiufen1

(1.HuaianQingjiangPetrochemicalCompanyLtd.，Huaian，Jiangsu223002； 2.SINOPECResearchInstituteofPetroleumProcessing)

The industrial application of IHCC technology for processing paraffinic residue in Huaian Qingjiang Petrochemical Co. Ltd. was introduced. The results show that comparing with FCC technology， the liquid yield is increased by 6.18 percentage points in the maximum light liquid product scheme； while the liquid yield is increased by 7.27 percentage points according to the maximum gasoline scheme. Upon using the IHCC technology， the olefins content and the octane number of gasoline are increased slightly， the STC of gasoline is decreased， the properties of LCO is improved significantly， and the zero slurry is realized.

paraffinic residue oil； FCC； IHCC； coke； liquid yield

2016-03-21； 修改稿收到日期： 2016-05-15。

王毅，高級(jí)工程師，從事生產(chǎn)管理工作。

桂秋芬，E-mail：quiqf.yzsh@sinopec.com。

國家科技支撐計(jì)劃課題資助項(xiàng)目(2012BAE05B05)。