FRIPP低碳烴加氫制備乙烯裂解料技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用

徐彤，艾撫賓，喬凱，祁文博

（中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院， 遼寧 撫順 113001）

FRIPP低碳烴加氫制備乙烯裂解料技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用

徐彤，艾撫賓，喬凱，祁文博

（中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院， 遼寧 撫順 113001）

隨著煉油工業(yè)的發(fā)展，煉廠氣的深加工越來越受到人們的重視。以C2～C5餾分加氫作乙烯原料是解決乙烯原料不足問題的有效方法。近年來撫順石油化工研究院（FRIPP）開發(fā)出系列低碳烴加氫制備乙烯裂解料技術(shù)，包括低碳烴加氫專用催化劑LH-10系列及其配套的工藝技術(shù)；這些技術(shù)已經(jīng)全部完成了工業(yè)化，總計(jì)新建成五套工業(yè)生產(chǎn)裝置，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

低碳烴；加氫

乙烯是三大合成材料的基本原料，乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75%以上，世界上已將乙烯產(chǎn)量作為衡量一個(gè)國家石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。受油氣資源結(jié)構(gòu)以及長期以來形成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響，我國用于生產(chǎn)乙烯的原料（乙烯原料）主要為石腦油，隨著乙烯規(guī)模的快速增長，原料供給短缺和成本增加的困局進(jìn)一步加劇，且高成本的石腦油成為制約乙烯企業(yè)競爭力的瓶頸[1-4]。

目前，許多煉化一體化企業(yè)內(nèi)部也會(huì)自產(chǎn)大量的低碳烴，這些企業(yè)正在尋求拓展低碳烴的應(yīng)用范圍和提高其附加值的途徑，如果將這些低碳烴通過加氫進(jìn)行烯烴飽和，成為優(yōu)質(zhì)的乙烯原料，成本優(yōu)勢突出，不僅可彌補(bǔ)乙烯原料的短缺，還能夠提高經(jīng)濟(jì)效益[5-13]。

2007～2014年，撫順石油化工研究院（FRIPP）開發(fā)出系列低碳烴加氫制備乙烯裂解料的技術(shù)，包括開發(fā)出低碳烴加氫專用催化劑LH-10系列及其配套的工藝技術(shù)；其中系列技術(shù)包括：（1）焦化干氣加氫制備乙烯裂解料技術(shù)；（2）液化氣加氫制備乙烯裂解料技術(shù)；（3）焦化液化氣和焦化汽油混合加氫制備乙烯裂解料技術(shù)；（4）C5抽余油和非芳汽油混合加氫制備乙烯裂解料技術(shù)。這些技術(shù)已全部完成了工業(yè)應(yīng)用，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 FRIPP系列低碳烴加氫制備乙烯裂解料技術(shù)

1.1 焦化干氣加氫制備乙烯裂解料技術(shù)

1.1.1 焦化干氣加氫技術(shù)

焦化干氣加氫制備乙烯裂解料技術(shù)包括成功開發(fā)出低碳烴加氫專用催化劑LH-10A及其配套的工藝技術(shù)。2014年10月該技術(shù)成功地在中石化兩個(gè)煉廠進(jìn)行了工業(yè)化，裝置規(guī)模分別為15萬t/a和23萬t/a。截止到2017年2月，這兩套加氫裝置已平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)24個(gè)月，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益（表1-2）。

表1 焦化干氣原料組成Table 1 The compositions of coking dry gas

表2 焦化干氣加氫工藝反應(yīng)條件及加氫結(jié)果Table 2Thereaction conditions and hydrogenation results of coking dry gas hydrogenation process

1.1.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）目前許多低碳烴加氫技術(shù)，采用鎳系催化劑或貴金屬類的催化劑，這些催化劑不耐硫，如果采用這些催化劑就需要對原料進(jìn)行嚴(yán)格的脫硫處理。焦化干氣中含有硫，本技術(shù)在焦化干氣加氫反應(yīng)中采用耐硫型催化劑，可以有效地避免硫?qū)Υ呋瘎┑亩净饔谩?/p>

（2）LH-10A催化劑加氫活性好，在進(jìn)行焦化干氣加氫脫烯烴的同時(shí)，又能加氫深度脫氧，加氫后干氣中的氧含量可以達(dá)到≯1.0mg·m-3。

（3）利用焦化干氣中的氫氣來完成加氫反應(yīng)，可以有效地節(jié)省能源。

（4）LH-10A催化劑加氫活性好，反應(yīng)入口溫度低，可以為反應(yīng)物放熱留有足夠的溫升空間，既有利于反應(yīng)熱的利用，又有利于節(jié)能。

（5）走低壓反應(yīng)技術(shù)路線，可以有效地節(jié)省能源；提高生產(chǎn)裝置的安定性。

1.2 液化氣加氫制備高純度正丁烷技術(shù)

1.2.1 液化氣加氫制備高純度正丁烷技術(shù)

液化氣加氫制備高純度正丁烷技術(shù)包括成功開發(fā)出新型高活性加氫精制專用催化劑LH-10B及液化氣加氫制備高純度正丁烷的工藝技術(shù)。2013年8月該項(xiàng)技術(shù)在浙江某石化公司進(jìn)行了工業(yè)化，裝置規(guī)模11萬t/a。該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(表3-4)。

表3 液化氣原料組成Table 3The compositions of liquefied petroleum gas

表4液化氣加氫制備高純度正丁烷工藝條件及加氫結(jié)果Table 4Thereaction conditions and hydrogenation results of LPG hydrogenation process

1.2.2 技術(shù)特點(diǎn)

走高壓技術(shù)路線，降低了反應(yīng)器反應(yīng)溫度，解決了催化劑積炭的問題，減小了熱力學(xué)平衡對烯烴飽合反應(yīng)的影響，滿足了深度加氫要求，可以生產(chǎn)高純度正丁烷產(chǎn)品。

1.3 焦化液化氣和焦化汽油混合加氫制備乙烯裂解料技術(shù)

1.3.1焦化液化氣與焦化汽油混合加氫技術(shù)

焦化液化氣與焦化汽油混合加氫制備乙烯裂解料技術(shù)包括成功開發(fā)出焦化液化氣與焦化汽油混合加氫專用催化劑LH-10C及其配套的工藝技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)于2014年10月在中國石化某煉化公司首次進(jìn)行了工業(yè)化，裝置規(guī)模60萬t/a，到2017年2月，該加氫裝置已平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)24個(gè)多月，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(表5-7)。

表5 焦化液化氣原料組成Table 5The compositions ofcoking gas

表6 焦化汽油原料性質(zhì)Table 6The properties of coking gasoline

表7焦化液化氣與焦化汽油混合加氫工藝反應(yīng)條件Table 7Thetechnologicalconditions of coking gas mixed with coking gasoline Hydrogenation process

1.3.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）對單獨(dú)液化氣加氫而言，同等反應(yīng)條件下，焦化汽油熱容比液化氣大30%左右，混合加氫工藝可利用焦化汽油熱容大的特點(diǎn)，將液化氣加氫反應(yīng)熱取出。

（2）混合加氫工藝，液化氣對焦化汽油中的二烯烴有很好的稀釋作用，可緩解二烯烴結(jié)焦問題，并相對延長催化劑的單程運(yùn)行周期。

（3）二個(gè)加氫反應(yīng)合二為一，共用一個(gè)反應(yīng)器，可減少投資，降低操作費(fèi)用。

1.4 C5抽余油和非芳汽油混合加氫制備乙烯裂解料技術(shù)

1.4.1 C5抽余油與非芳汽油混合加氫技術(shù)

C5抽余油與非芳汽油混合加氫制備乙烯裂解料技術(shù)研究包括成功開發(fā)出C5抽余油與非芳汽油混合加氫專用催化劑LH-10D及其配套的工藝技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)已于2015年10月在中國石化某煉化公司首次進(jìn)行了工業(yè)化，裝置規(guī)模為51萬t/a，到2017年2月初，該加氫裝置已平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)14個(gè)多月，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(表8-10)。

表8 非芳汽油性質(zhì)Table 8The properties of non aromatic gasoline

表9 C5抽余油組成Table 9The compositions of C5raffinate oil

表10 C5抽余油與非芳汽油混合加氫工藝條件Table 10Thetechnologicalconditions of C5raffinate oil mixed with non aromatic gasoline Hydrogenation process

1.4.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）走中高壓加氫技術(shù)路線，降低了反應(yīng)溫度，減小了溫度對反應(yīng)平衡的影響。

（2）采用非芳汽油稀釋進(jìn)料，有利于取出反應(yīng)熱，降低了反應(yīng)溫升，減少了催化劑積炭，延長了催化劑單程使用壽命。

（3）反應(yīng)器入口溫度低，可以有效地避免二烯烴的聚合結(jié)焦，給后續(xù)提溫留有空間。

2 結(jié)論

（1）FRIPP成功開發(fā)出低碳烴加氫制備乙烯裂解料系列技術(shù)。

（2）FRIPP成功開發(fā)出低碳烴加氫制備乙烯裂解料技術(shù)系列專用催化劑，該系列催化劑為非貴金屬型，可以脫硫、降烯烴；催化劑使用溫度范圍寬。

（3）FRIPP所開發(fā)的低碳烴加氫制備乙烯裂解料的技術(shù)，為企業(yè)搞好煉廠氣的綜合利用，提高乙烯裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，提供了一條有效的選擇途徑。該項(xiàng)技術(shù)在煉化一體化的企業(yè)（煉油裝置+乙烯裝置）中具有較好的通用性和可復(fù)制性，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。

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Development and IndustrialApplication of FRIPP Low Carbon Hydrocarbon Hydrogenation Technology for Preparing Ethylene Cracking Materials

XV Tong,AI Fu-bin,QIAO Kai,QI Wen-bo

（Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals,sinopec，Liaoning Fushun 113001，China）

With the development of oil refining industry,the processing of refinery gas gets more and more people's attention.The C2～C5fraction hydrogenation is the effective method to solve the problem of insufficient ethylene raw materials.Fushun research institute of petroleum and petrochemicals(FRIPP)developed a series of low carbon hydrocarbon hydrogenation technologies for preparing ethylene cracking materials in recent years,including the special catalyst LH-10 series for low carbon hydrocarbons hydrogenation and its supporting technology;the industrialization of these technologies have been completed,five sets of industrial production devices have been newly built,which has brought good economic benefit and social benefit for the enterprises.

Low carbon hydrocarbon;Hydrogenation;Catalyst

TE 624

A

1671-0460（2017）04-0755-03

基金來源:中國石油化工股份有限公司資助項(xiàng)目,編號(hào) 113098。

2017-02-27

徐彤（1983-），女，遼寧省撫順人，工程師，碩士，2009年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，研究方向：低碳烴加氫技術(shù)工作。E-mail：xutong.fshy@sinopec.com。