渣油加氫摻煉催化重柴，實(shí)現(xiàn)降柴改質(zhì)，延長(zhǎng)渣油加氫運(yùn)行周期

熊榮清

（湖南省岳陽市中石化長(zhǎng)嶺分公司調(diào)度處，湖南岳陽 414012）

渣油加氫摻煉催化重柴，實(shí)現(xiàn)降柴改質(zhì)，延長(zhǎng)渣油加氫運(yùn)行周期

熊榮清

（湖南省岳陽市中石化長(zhǎng)嶺分公司調(diào)度處，湖南岳陽 414012）

催化柴油十六烷值低，密度大，是生產(chǎn)車柴最不理想組分，因此作為減產(chǎn)柴油的首選；采用柴油回?zé)挷皇橐环N見效快、改造小的降低柴油產(chǎn)量的方法，在眾多的柴油回?zé)挿桨钢?，長(zhǎng)嶺分公司采用了利用渣油加氫，摻煉比催化柴油稍重的催化一中油，達(dá)到了降低催柴，增產(chǎn)液態(tài)烴、汽油的目的，同時(shí)改善了渣油加氫的操作條件，延長(zhǎng)了裝置開工周期。

渣油加氫 催化一中油 摻煉 降低柴油

1 前言

隨著家庭汽車的普及，汽油消費(fèi)量大幅增加，相對(duì)于使用柴油的重型機(jī)械車、施工車、公交車，增量遠(yuǎn)不如汽車增長(zhǎng)速度快，部分公交車改用清潔天然氣原料，柴油耗量進(jìn)一步減少，造成市場(chǎng)需求柴汽比下降，煉廠柴油出現(xiàn)富余，各大煉廠出現(xiàn)柴油銷售配置不足等現(xiàn)象，如何降低煉廠柴油產(chǎn)量，特別是普柴產(chǎn)量，是各大煉廠急需解決的問題。

目前煉廠柴油一般有直餾柴油、加氫裂化柴油、催化柴油、焦化柴油和少量渣油加氫柴油，這些除加氫柴油外的其它柴油均需經(jīng)加氫精制后再調(diào)合出廠，其中催化柴油是質(zhì)量最差的一種柴油，其十六烷值低，密度大，含硫高，難以滿足出廠指標(biāo)要求，需調(diào)入高十六烷值柴油和添加劑，才能生產(chǎn)合格普柴和車柴，如何降低這部分柴油產(chǎn)量，是解決柴油過剩，提高柴油品質(zhì)的關(guān)鍵。

催化柴油產(chǎn)量大，一般可采用的改善方法有：加氫改質(zhì)工藝（MHUG、MPHG技術(shù)等）、加氫轉(zhuǎn)化工藝，加氫處理-催化裂化工藝［1］，還有加氫精制也可適當(dāng)改善產(chǎn)品性質(zhì)，但幅度有限。

中國(guó)石化長(zhǎng)嶺分公司（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)嶺分公司）通過分析討論，采取將催化分餾塔第一中段回流（以下簡(jiǎn)稱催化一中油、相當(dāng)于重柴）進(jìn)入渣油加氫裝置進(jìn)行摻煉，然后和加氫重油一起進(jìn)催化裂化作原料裂解，生產(chǎn)高辛烷值汽油、液化氣等產(chǎn)品，取得較好效果，達(dá)到了降低催化柴油的目的，同時(shí)一中油摻入渣油加氫做原料，降低了渣油加氫原料的粘度，降低了原料中金屬雜質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)比例，對(duì)降低渣油加氫反應(yīng)床層壓降、降低反應(yīng)苛刻度起到了積極作用，延長(zhǎng)了裝置運(yùn)行周期。

2 1.7 MT/a渣油加氫裝置情況簡(jiǎn)介

中國(guó)石化長(zhǎng)嶺分公司（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)嶺分公司）渣油加氫裝置是由洛陽石化工程公司設(shè)計(jì)，天津四公司建設(shè)安裝，以脫硫、脫氮、脫金屬及降低油品殘?zhí)紴槟康牡拇呋项A(yù)處理裝置，裝置于2011年5月建成中交，同年8月投產(chǎn)。

該裝置以勝利管輸：阿曼（4：6）混合原油的減壓渣油、直餾重蠟、焦化蠟油為原料，使用中石化科研院開發(fā)的固定床RHT系列催化劑，產(chǎn)品作為兩套重油催化的原料，設(shè)計(jì)負(fù)荷1.7Mt/a，年開工時(shí)數(shù)8000小時(shí)，是一套單系列渣油加氫裝置［2］。

3 2.8 MT/a催化裂化裝置情況簡(jiǎn)介

長(zhǎng)嶺分公司3#催化裂化裝置是由洛陽石化工程公司設(shè)計(jì)，使用中石化科研院開發(fā)的MIP技術(shù)，2010年11月首次開工，2014大檢修升級(jí)改造為MIP-DCR技術(shù)，2014年5月投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)負(fù)荷2.8Mt/ a，年開工時(shí)數(shù)8400小時(shí)，三年一修［3］。

表1 煉廠各裝置柴油性質(zhì)表（參考長(zhǎng)嶺分公司數(shù)據(jù)）

表2 3#催化柴油和一中油性質(zhì)對(duì)比

表3 1#催化柴油部分自回?zé)?，未摻煉一中油時(shí)主要產(chǎn)品收率

4 降低柴油問題的提出

隨著市場(chǎng)對(duì)柴油需求的減少，煉廠柴油出現(xiàn)富余，特別是普通柴油需求大幅減少，為了多產(chǎn)車柴，少產(chǎn)普柴，首先要對(duì)目前煉廠柴油的來源品質(zhì)分析，一般來說，煉廠柴油有直餾柴油、加氫裂化柴油、催化柴油、焦化柴油和少量渣油加氫柴油等，通過加氫、調(diào)合生產(chǎn)合格產(chǎn)品，這些柴油組分的性質(zhì)見表1。

由表1可知，催化柴油是性質(zhì)最差的柴油，其十六烷值低，密度大，是生產(chǎn)車柴最不理想組分，因此作為減產(chǎn)柴油的首選，而在目前不增加新裝置的情況下，柴油回?zé)挷皇橐环N改造小、見效快的降低柴油產(chǎn)量的方法。

5 渣油加氫摻煉催化柴油的試驗(yàn)

長(zhǎng)嶺分公司通過各種柴油回?zé)挿椒▽?duì)比后，決定利用渣油加氫能力，回?zé)挷糠种刭|(zhì)催化柴油，經(jīng)加氫后的柴油再進(jìn)催化進(jìn)行反應(yīng)裂解，達(dá)到降低柴油產(chǎn)量提高柴油質(zhì)量的目的。

5.1 摻煉催化柴油過程

首先為了減少對(duì)生產(chǎn)的影響，決定在2015年4月大檢修停工前，提前10天進(jìn)行了摻柴油試驗(yàn)，在2015 年3月25日以后，將3#催化柴油引進(jìn)渣油加氫做進(jìn)料，控制摻煉量先是5t/h，并逐步提高到10t/ h，后來由于柴油較輕，對(duì)渣油加氫進(jìn)料泵造成影響（原料溫度高汽化），振動(dòng)大，并偶有抽空現(xiàn)象，且冷高分空冷器超負(fù)荷出現(xiàn)出口溫度偏高，試驗(yàn)因摻煉量提高有限且不安全，暫停試驗(yàn)。

3#催化柴油性質(zhì)和一中油性質(zhì)對(duì)比見表2。

渣油加氫原料溫度一般控制在260～270℃左右，柴油270℃含量占50%，但一中油270℃含量卻在10%以內(nèi)，所以對(duì)油品汽化的影響要小得多，這對(duì)提高摻煉量提高有很大作用。

5.2 摻煉催化一中油過程

2015年大檢修后5月開工，決定進(jìn)行摻煉催化一中回流油的試驗(yàn)，由于一中油比柴油稍重，減輕了輕質(zhì)柴油對(duì)渣油加氫裝置的影響。

2015年5月12日渣油加氫開工后，經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)整，操作穩(wěn)定后，自5月25日開始，進(jìn)行了摻煉3#催化第一中段回流油（以下簡(jiǎn)稱催化一中油）的試驗(yàn)，摻煉過程如下：5月25日15：00時(shí)開始投用一中油至渣油加氫裝置，初始量5t/h，操作穩(wěn)定一段時(shí)間后，從26日～28日，以每天一中油流量提高5t/h的速度，提至20t/h，摻煉量以不影響渣油加氫操作為前提，由于各方面限制的原因，一段時(shí)間沒有再往上提。

以下列出在其它條件基本相同，1#催化回?zé)挷糠肿援a(chǎn)柴油的情況下，渣油加氫摻煉一中油和不摻煉一中油的情況對(duì)比，由于摻入渣油加氫的一中油通過加氫重油進(jìn)入兩套催化做原料，對(duì)兩套催化產(chǎn)品分布均產(chǎn)生影響，所以計(jì)算收率需要兩套催化合并計(jì)算，才能看出效果。即收率以兩套催化產(chǎn)品比兩套催化總加工量之和。見表3和表4。

表4 1#催化柴油部分自回?zé)?，摻煉一中油時(shí)主要產(chǎn)品收率

表5 摻入催化一中油對(duì)渣油加氫原料的影響

表6 3#催化柴油部分自回?zé)挘?#催化回?zé)挼头钟?，未摻煉一中油時(shí)主要產(chǎn)品收率

表7 3#催化柴油部分自回?zé)挘?#催化回?zé)挼头钟停瑩綗捯恢杏蜁r(shí)主要產(chǎn)品收率

表8 摻煉催化一中油前后，催化柴油比重、十六烷指數(shù)變化

由表3、表4比較可知：摻煉一中油量約20.5噸/時(shí)（對(duì)占催化總加工量比例為20.5*24/9101=5.41%）后，液化氣+汽油對(duì)總催化原收率增加3.42%，催化柴油對(duì)總催化原料收率減少2.14%，油漿+生焦收率減少1.22%。

5.3 全廠低負(fù)荷條件下，渣油加氫摻煉一中油的效果比較

進(jìn)入2016年，形式更加嚴(yán)峻，原油加工量進(jìn)一步降低，全廠負(fù)荷降低后，渣油加氫降低了摻煉比，渣油加氫原料得以改善，摻入一中油后，進(jìn)一步改善了原料質(zhì)量，各種油品性質(zhì)見表5。

以下列出在其它條件基本相同，3#催化回?zé)挷糠肿陨聿裼停?#催化回?zé)捁潭〝?shù)量的120萬加氫低分油的情況下，渣油加氫摻煉一中油和不摻煉一中油的情況對(duì)比（因渣油加氫空冷改造，2016年3月27日～3月29日，停止回?zé)挻呋恢杏停?，同樣催化裝置主要產(chǎn)品收率以兩套催化合并計(jì)算。

收率以兩套催化產(chǎn)品比兩套催化總加工量之和。見表6、表7。

由表6、表7比較可知：摻煉一中油量約23.3噸/時(shí)（對(duì)催化總原料占比為23.3*24/8419.2=6.64%）后，液化氣+汽油對(duì)總催化原料收率增加4.20%，催化柴油對(duì)總催化原料收率減少3.09 %，油漿+生焦收率減少1.23 %。

5.4 渣油加氫摻煉催化一中油對(duì)催化裝置及渣油加氫裝置及所產(chǎn)柴油的影響

（1）對(duì)3#催化的影響：催化裂化重餾份油（這里為催化一中油）含有大量稠環(huán)芳烴，是催化裂化的非理想原料，進(jìn)自己本裝置自身回?zé)掚y以裂化，生焦大，產(chǎn)品分布差，但摻入渣油加氫裝置，不僅可以作為低粘度稀釋油，改善渣油加氫運(yùn)行效果，而且加氫后的稠環(huán)芳烴可以起著供氫劑的作用，促進(jìn)大分子的瀝青質(zhì)和膠質(zhì)進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)，在高溫、高壓條件下加氫，油品中稠環(huán)芳烴具有強(qiáng)的反應(yīng)性能，極易在催化劑活性中心發(fā)生飽和反應(yīng)，生成部分芳環(huán)加氫飽和的環(huán)烷并芳烴，成為較好的催化原料［4］，加氫后的油品再回到催化裂化進(jìn)行裂解，得到更多我們需要的目的產(chǎn)品，減少了焦炭、干氣的產(chǎn)生。

一中油的抽出，直接減少了部分柴油（見一中油分析）和部分回?zé)捰停鼈兘?jīng)加氫后進(jìn)催化裂化反應(yīng)生成液態(tài)烴、汽油、柴油等產(chǎn)品，所以摻煉一中油對(duì)催化裂化影響是：多產(chǎn)了液態(tài)烴、汽油等目標(biāo)產(chǎn)品，減少了催化柴油產(chǎn)量（由表3、表4對(duì)比可以說明），也減少了生焦，柴油比重稍有變輕，十六烷指數(shù)有所降低，但幅度很小。（見表8）

（2）對(duì)渣油加氫裝置的影響：由于催化一中油富含稠環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴，比重大、十六烷值低等特點(diǎn)，摻入渣油加氫裝置后，渣油加氫柴油品質(zhì)變差，耗氫增加，但改善了渣油加氫原料油的流動(dòng)性，降低了反應(yīng)苛刻度等，具體分析如下：

首先，渣油加氫摻入一中油前后，渣油加氫柴油密度升高，變化情況見圖1。

摻入一中油降低了渣油加氫柴油十六烷值，有時(shí)為降低柴油產(chǎn)量而壓干點(diǎn)也降低了柴油十六烷指數(shù)，所以渣油加氫的柴油十六烷值下降（見圖2），十六烷指數(shù)也下降（見圖3）。

渣油加氫摻入一中油后，原料硫含量略微降低，但原料粘度降低，改善了反應(yīng)-接觸性能，柴油硫含量因此降低。摻入一中油前后柴油硫含量變化情況見圖4。

對(duì)柴油產(chǎn)量的影響：加上為了減少柴油總量，在渣油加氫分餾部分，抽出柴油實(shí)行窄餾份控制，根據(jù)產(chǎn)量需要，通過柴油干點(diǎn)調(diào)節(jié)柴油抽出，柴油干點(diǎn)一般控制為325～355℃，所以一中油的摻煉對(duì)渣油加氫柴油產(chǎn)量影響不大，實(shí)際上，柴油中的重餾份壓入加氫重油輸送到催化做原料。

對(duì)渣油加氫耗氫的影響，由于催化一中油不飽和烴多，進(jìn)入渣油加氫后，增加裝置氫耗， 2015年3月27日停止摻煉催化一中油后，渣油加氫耗氫減少約6 KM3/h，見圖5，按減少23噸/時(shí)一中油計(jì)算，催化一中油耗氫261Nm3/噸油。

表9 渣油加氫原料中油品性質(zhì)變化情況

對(duì)渣油加氫原料性質(zhì)的影響：催化一中油富含稠環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴等組份，粘度低、殘?zhí)康偷龋图託鋼饺胍恢杏秃?，降低了原料油的粘度和殘?zhí)迹淖兞嗽闲再|(zhì)，降低殘?zhí)季徒档土朔磻?yīng)苛刻度，降低粘度就減少了壓降，通過減少油品在催化劑上的滯留時(shí)間，減少了催化劑結(jié)焦，改善了油品在床層的分布等，有利于延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期；渣油加氫原料性質(zhì)、催化一中油性質(zhì)、摻煉一中油后的混合原料的性質(zhì)見表9。

總之，摻煉催化一中油，對(duì)渣油加氫柴油品質(zhì)，產(chǎn)生不利的影響，但柴油產(chǎn)量小，不構(gòu)成大的影響，有時(shí)為減少柴油產(chǎn)量，還會(huì)全部送催化回?zé)捝a(chǎn)液態(tài)烴、汽油，所以，總體對(duì)裝置運(yùn)行產(chǎn)生正面影響，延長(zhǎng)了運(yùn)行周期。

6 存在問題及瓶頸

（1）由于一中油中含有部分柴油，輕組分依然會(huì)對(duì)進(jìn)料泵振動(dòng)和可能的汽化引起抽空產(chǎn)生影響，因而限制了摻煉量的進(jìn)一步提高，特別是夏天氣溫高時(shí)，輕組分對(duì)冷高分入口空冷冷后溫度受到限制，有時(shí)還需要降量。

（2）在原料泵等總負(fù)荷限制條件下，摻煉一中油制約了處理量的提高，摻煉一中油需同時(shí)需要減少減三線進(jìn)料量。

（3）摻煉一中油，耗氫會(huì)增加，由于催化產(chǎn)品中含不飽和烴多，加氫反應(yīng)中耗氫增加，需注意增壓機(jī)負(fù)荷在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。

7 摻煉一中油注意事項(xiàng)

（1）要注意冷低分溫度，注意摻煉比例對(duì)原料泵運(yùn)行情況影響，防止抽空。

（2）催化一中油進(jìn)渣油加氫回?zé)捄?，再進(jìn)催化進(jìn)行反應(yīng)，如果是一對(duì)一的裝置，則形成閉路循環(huán)，對(duì)處理效果會(huì)有影響，最好形成開路，渣油加氫后路有兩套或多套催化裝置。

8 結(jié)語

中石化長(zhǎng)嶺分公司利用渣油加氫裝置摻煉催化裝置重質(zhì)柴油（催化一中油）在渣油加氫高壓高溫條件下，對(duì)催化重質(zhì)柴油進(jìn)行加氫后，作為催化原料進(jìn)兩套催化反應(yīng)，能顯著減少柴油產(chǎn)量，增加液態(tài)烴+汽油目的產(chǎn)品。

在目前不增加新裝置的條件下，渣油加氫摻煉催化一中油是一種行之有效的降低普通柴油產(chǎn)量，增產(chǎn)車柴的一種方法，同時(shí)降低了渣油加氫苛刻度，和改善了油品的流動(dòng)性，使催化劑壽命得以延長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了催化劑壽命及裝置生產(chǎn)周期。

［1］張海源.提高催化裂化柴油十六烷值技術(shù)探討及應(yīng)用［J］.當(dāng)代化工，2016.45（2）∶412-415.

［2］長(zhǎng)嶺分公司170萬噸/年渣油加氫技術(shù)操作規(guī)程［S］.

［3］長(zhǎng)嶺分公司280萬噸/年催化裂化技術(shù)操作規(guī)程［S］.

［4］劉鐵斌，耿新國(guó)，等.渣油加氫與催化裂化深度聯(lián)合工藝技術(shù)研究［J］.當(dāng)代化工，2012.41（6）∶582-585.