靈活多效催化裂化工藝技術(shù)應(yīng)用探究

劉鑫

（中國石油哈爾濱石化公司）

摘 要：本文主要對靈活多效催化裂化工藝技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探究。一直以來，催化裂化在我國被廣泛應(yīng)用，油化一體化一直是我國煉油企業(yè)發(fā)展方向，這項技術(shù)有效解決各企業(yè)所面臨的問題，為下游是有發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：催化裂化；焦化蠟油；工藝技術(shù)；應(yīng)用

長期以來，催化裂化裝置一直是我國汽、柴油和液化氣的主要生產(chǎn)裝置，成品汽油中催化裂化汽油占80%以上。由于催化裂化裝置普遍采用超穩(wěn)分子篩催化劑和高溫短接觸時間的操作條件來適應(yīng)摻煉渣油和提高汽油辛烷值的要求，致使催化裂化汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)高達(dá)40%～60%，對于加工魯寧管道輸油為主的沿江煉油企業(yè)而言，催化裂化汽油中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在1×10-3左右，滿足不了新的清潔汽油質(zhì)量指標(biāo)的要求。此外，隨著石油化工工業(yè)的迅速發(fā)展，國內(nèi)許多煉油企業(yè)正朝著油化一體化的方向發(fā)展，這樣便需要在催化裂化裝置增產(chǎn)輕質(zhì)烯烴，以滿足下游石油化工裝置的原料需求。

一、靈活多效催化裂化工藝技術(shù)概述

為提高催化裂化裝置劣質(zhì)重油的摻煉比，我們可以采用靈活多效催化裂化工藝技術(shù)，通過雙提升管反應(yīng)系統(tǒng)對劣質(zhì)汽油和重質(zhì)石油分別進(jìn)行催化改質(zhì)來實現(xiàn)。

二、靈活多效催化裂化工藝技術(shù)應(yīng)用研究結(jié)果

通過采用柴油裂化催化劑對實驗室小型提升管催化裂化中試裝置進(jìn)行實驗，在裝置上進(jìn)行雙提升管靈活多效催化裂化工藝技術(shù)，注意實驗用多產(chǎn)柴油為稀土超穩(wěn)Y型。實驗內(nèi)容主要總結(jié)為以下幾點：

（1）內(nèi)容為汽油催化改質(zhì)實驗研究；

（2）焦化蠟油緩和催化改質(zhì)實驗研究；

（3）摻渣油及改質(zhì)焦化蠟油的實驗研究。

1.催化裂化催化劑的物化性質(zhì)

在國內(nèi)被廣泛應(yīng)用的稀土超穩(wěn)Y型多產(chǎn)柴油催化裂化劑具有裂化能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、抗污染能力強(qiáng)等多個優(yōu)點，在實際運(yùn)用中也取得了良好的效果，得到一致好評。我們對此專門進(jìn)行實驗，結(jié)果表明在污染相當(dāng)嚴(yán)重的情況下該催化劑面積仍為98m2/g，這個結(jié)果可以充分證明稀土超穩(wěn)Y型多產(chǎn)柴油催化裂化劑具有抗金屬污染力強(qiáng)的性質(zhì)。

2.汽油高溫催化裂化工藝試驗研究

為了得到準(zhǔn)確的實驗成果，我們進(jìn)行多次對比汽油原料性質(zhì)、劑油比、裂化反應(yīng)溫度、停留時間等條件對汽油裂化催化性能影響的實驗。實驗原料分別為長嶺煉油化工有限責(zé)任公司、洛陽石化分公司和滄州煉油廠所提供的催化裂化粗汽油，我們將實驗結(jié)果總結(jié)為以下幾點：

（1）三種原料具有同一特點：烯烴和硫含量都很高；

（2）經(jīng)催化裂化試驗后，烯烴和硫含量都有明顯降低，汽油質(zhì)量明顯改善，隨著實驗的進(jìn)行，汽油改質(zhì)效果得到顯著提高。

（3）隨著實驗的進(jìn)行與溫度的升高，干氣產(chǎn)出率也得到大幅度的提升。

（4）焦炭產(chǎn)率的提高與劑油比提高有直接關(guān)系。

這些現(xiàn)象與數(shù)據(jù)充分說明550—600°為汽油催化裂化改質(zhì)的合適溫度，當(dāng)劑油比為10—15時，可以做到將油氣停留時間控制在大約2s內(nèi)。

3.焦化蠟油緩和催化改質(zhì)試驗研究

焦化蠟油經(jīng)過緩和催化脫氮改質(zhì)后，總體性質(zhì)大幅度改變，改質(zhì)焦化蠟油催化裂化性能的主要原因為焦化油中堿氮含量降低，脫除率達(dá)50%以上。為證明此理論我們對長嶺煉油化工有限公司的焦化蠟油進(jìn)行催化脫氮改質(zhì)的模擬實驗，實驗結(jié)果證明了上述理論的正確性。

4.靈活多效催化裂化工藝效果

與單提升管常規(guī)催化裂化工藝相比，靈活多效催化裂化工藝可使重油催化裂化裝置的柴汽比提高0.3～0.7，汽油的烯烴含量降低20個百分點以上，辛烷值提高1～2個單位，硫含量降低15%～25%，丙烯產(chǎn)率提高4～6個百分點。

三、靈活多效催化裂化（FDFCC）工藝技術(shù)特點

1.原料適應(yīng)性強(qiáng)

重油提升管反應(yīng)器的原料可以是各種餾分油、常壓重油或摻部分減壓渣油；由于重油催化裂化裝置（RFCCU）燒焦釋放的過剩熱可以直接被FDFCC汽油提升管直接利用，汽油提升管反應(yīng)器能起到外取熱器的作用，因此減少或消除RFCC的取熱困難，從熱量平衡和汽油產(chǎn)品質(zhì)量角度看，F(xiàn)DFCC工藝有利于提高原料的摻渣比。第二提升管反應(yīng)器原料可以是催化裂化汽油，也可以摻入部分焦化汽油、熱裂化汽油、直餾汽油和油田凝析油等煉廠平衡不掉的劣質(zhì)汽油。如以低辛烷值直餾組分為原料時，汽油馬達(dá)法辛烷值（MON）可提高20個單位左右。這對平衡全廠原料和提高汽油產(chǎn)品辛烷值是至關(guān)重要的。當(dāng)汽油提升管反應(yīng)器加工劣質(zhì)直餾汽油時，由于汽油反應(yīng)生焦少，催化劑活性下降很少，因此，使用后的催化劑還可直接進(jìn)入重油提升管反應(yīng)器繼續(xù)使用，實現(xiàn)催化劑在2個反應(yīng)器串聯(lián)流向，有利于多產(chǎn)柴油。

2.催化劑適應(yīng)能力強(qiáng)

FDFCC工藝對催化劑的反應(yīng)活性、選擇性、抗金屬性能以及流化、磨損及水熱穩(wěn)定性能的要求和常規(guī)FCC或RFCC一樣，沒有特殊要求。隨著原料性質(zhì)和產(chǎn)品方案的變化，采用某些能增進(jìn)塔底油裂化、抗金屬污染、能多產(chǎn)柴油、多產(chǎn)液化氣、降低硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑或助劑，對FDFCC工藝十分有利。

3.裝置操作彈性大

當(dāng)煉油廠的加工裝置具備生產(chǎn)清潔燃料產(chǎn)品條件，重整、汽油選擇性加氫脫硫等有富裕的情況下，若原料充足，汽、柴油市場看好時，可以利用第二提升管來擴(kuò)大處理量。反之，如原料供應(yīng)不足，市場疲軟，可以關(guān)閉第二提升管反應(yīng)器，實現(xiàn)單提升管操作。

當(dāng)采用擴(kuò)大處理量的方案時，2根提升管反應(yīng)器可以分別進(jìn)新鮮原料和回?zé)捰?，實現(xiàn)選擇性裂化?；?zé)捰褪歉y裂化的原料，可以在第二提升管反應(yīng)器中采用更苛刻的反應(yīng)條件使之充分裂化，提高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品選擇性。此時，由于重油提升管反應(yīng)器加工的全部是新鮮原料，有利于保護(hù)催化劑活性、提高單程轉(zhuǎn)化率和裝置處理量。

四、工業(yè)應(yīng)用結(jié)果

FDFCC工藝在清江石化公司、長嶺分公司、大慶煉化公司等多家煉廠得到了工業(yè)應(yīng)用。無論采用低溫方案或是高溫方案，F(xiàn)DFCC工藝均可將催化汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)降低至16%以下，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加15%；RON提高1.2～1.8個單位，MON提高0.7～1.6個單位；硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低22%～24%；雖然苯含量有所增加，但增加幅度很小。同時，高溫有利于多產(chǎn)丙烯。若按重油提升管反應(yīng)器產(chǎn)生的汽油全部單程通過汽油提升管反應(yīng)器計，丙烯產(chǎn)率增加2%～3%。要產(chǎn)生更多的丙烯，可采用更高的反應(yīng)溫度。

五、結(jié)論

本實驗結(jié)果表明靈活多效雙提升管催化裂化工藝技術(shù)能大幅度降低汽油的烯烴含量和硫氮等雜質(zhì)的含量，顯著提高汽油的辛烷值。汽油的烯烴含量可降低20～30個百分點，汽油的硫含量降低15%～25%，汽油研究法辛烷值和馬達(dá)法辛烷值可分別提高1～2個單位；靈活多效雙提升管催化裂化工藝技術(shù)能大幅度增產(chǎn)丙烯和丁烯等化工原料，是重油催化裂化裝置生產(chǎn)清潔汽油和提高加工效益的一項切實可行的工藝技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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