延遲焦化過程摻煉催化裂化油漿進(jìn)料方式的影響

鄧詩鉛，王慶波，徐占武，王洪彬，黃新龍

(1.中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086；2.中國石化煉化工程(集團(tuán))股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心)

延遲焦化過程摻煉催化裂化油漿進(jìn)料方式的影響

鄧詩鉛1，王慶波1，徐占武1，王洪彬2，黃新龍2

(1.中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086；2.中國石化煉化工程(集團(tuán))股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心)

在延遲焦化中型裝置上，采用相同的原料，在焦炭塔塔頂操作壓力、加熱爐注汽量、循環(huán)比等工藝條件基本相同的情況下，對(duì)催化裂化油漿直接摻煉到減壓渣油中(常規(guī)工藝)與催化裂化油漿和減壓渣油分別加熱后再混合(新工藝)兩種進(jìn)料方式進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)兩種進(jìn)料方式下的產(chǎn)品分布及產(chǎn)品性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：與常規(guī)工藝相比，新工藝可提高焦炭塔內(nèi)重油的反應(yīng)深度，具有提高液體產(chǎn)品收率及降低焦炭產(chǎn)率的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；采用新工藝時(shí)氣體產(chǎn)率增加了0.16百分點(diǎn)，汽油餾分和柴油餾分收率分別增加了0.23和0.56百分點(diǎn)，焦化蠟油收率降低了0.35百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低了0.64百分點(diǎn)，從而使輕油收率增加了0.79百分點(diǎn)，液體產(chǎn)品收率增加了0.44百分點(diǎn)；在產(chǎn)品性質(zhì)方面，氣體、汽油餾分、柴油餾分和焦炭的性質(zhì)變化不大，而焦化蠟油的性質(zhì)則有所改善。

催化裂化油漿 延遲焦化 摻煉 熱裂化反應(yīng)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，催化裂化裝置的油漿產(chǎn)量一般為其處理量的3%～10%[1]。在處理油漿方面，大部分煉油廠選擇將催化裂化油漿與減壓渣油混合后去延遲焦化裝置加工的途徑，盡管也存在諸多問題，但仍不失為目前較為理想并有一定經(jīng)濟(jì)效益的利用途徑[2-4]。

常規(guī)的延遲焦化工藝摻煉催化裂化油漿是將油漿直接與減壓渣油混合。但與減壓渣油相比，油漿的黏度、殘?zhí)?、飽和烴含量、膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量低，而密度、硫含量、芳烴含量、灰分高，若油漿直接作為焦化原料，會(huì)引起換熱器結(jié)垢、泵體葉輪和閥門磨損等問題[2-4]，為了避免這些問題，可采取使用專用加熱爐先加熱催化裂化油漿，然后再與減壓渣油混合的技術(shù)措施。催化裂化油漿富含三環(huán)芳烴和四環(huán)芳烴，在高溫下不易縮合[5-6]，因此可采用更高的爐出口溫度，為進(jìn)入焦炭塔內(nèi)的重油提供更多的反應(yīng)熱，以提高入塔重油的反應(yīng)深度。

隨著中海油惠州石化有限公司二期工程的投產(chǎn)，每年將面臨約200 kt催化裂化油漿的處理問題，根據(jù)目前全廠的總加工流程規(guī)劃，產(chǎn)出的油漿去一期工程4.2 Mt/a延遲焦化裝置進(jìn)行加工。為了使延遲焦化裝置更好地加工催化裂化油漿，以提高經(jīng)濟(jì)效益，本課題在延遲焦化中型裝置上，采用相同的原料，在焦炭塔塔頂操作壓力、加熱爐注汽量、循環(huán)比等工藝條件基本相同的情況下，對(duì)催化裂化油漿直接摻煉到減壓渣油中(常規(guī)工藝)與催化裂化油漿和減壓渣油分別加熱后再混合(新工藝)兩種進(jìn)料方式進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)兩種進(jìn)料方式下的產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料

減壓渣油和催化裂化油漿的主要性質(zhì)見表1。

表1 減壓渣油和催化裂化油漿的主要性質(zhì)

1.2試驗(yàn)裝置及工藝流程

試驗(yàn)是在多功能延遲焦化中型試驗(yàn)裝置上進(jìn)行的，可實(shí)現(xiàn)焦化循環(huán)油的在線循環(huán)操作。該套裝置的進(jìn)料量為3.5～6.0 kg/h，進(jìn)料時(shí)間為15～24 h，由DCS控制，溫度、壓力、流量以及循環(huán)比等工藝參數(shù)控制平穩(wěn)，開停工簡單、安全，操作方便，爐管不易結(jié)焦，焦炭塔除焦省力，物料平衡核算中的損失在0.7%以下[7-8]。

常規(guī)工藝和新工藝的中型試驗(yàn)裝置流程示意分別見圖1和圖2。

圖1 常規(guī)工藝的中型試驗(yàn)裝置流程示意

圖2 新工藝的中型試驗(yàn)裝置流程示意

1.3 試驗(yàn)方法

常規(guī)工藝的試驗(yàn)方法為：將減壓渣油和催化裂化油漿分別加熱到120 ℃和80 ℃，分別由渣油泵和油漿泵抽出，經(jīng)計(jì)量后與來自分餾塔塔底的經(jīng)計(jì)量的循環(huán)油和一定比例的高溫蒸汽混合，然后直接進(jìn)入渣油加熱爐加熱，控制加熱爐出口的油氣溫度為500 ℃，高溫重油經(jīng)轉(zhuǎn)油線從焦化塔的底部入塔進(jìn)行深度的熱裂化反應(yīng)，該過程中焦化塔頂部維持一定的壓力；來自焦化塔塔頂?shù)挠蜌猱a(chǎn)物進(jìn)入分餾塔進(jìn)行在線分餾，控制分餾塔塔頂出塔的油氣溫度，經(jīng)在線切割得到的循環(huán)油由分餾塔塔底泵加壓、計(jì)量后與新鮮進(jìn)料混合；而來自分餾塔塔頂?shù)挠蜌饨?jīng)冷凝冷卻后去生成油接收罐進(jìn)行氣液分離，不凝氣經(jīng)冷阱深冷后計(jì)量、分析其組成后去火炬系統(tǒng)。生成油稱重后在實(shí)沸點(diǎn)蒸餾裝置上切割得到汽油餾分、柴油餾分和焦化蠟油。試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)焦化塔進(jìn)行急冷、稱重、除焦。

新工藝的試驗(yàn)方法為：加熱到80 ℃的催化裂化油漿經(jīng)油漿泵抽出，經(jīng)計(jì)量后與一定比例的高溫蒸汽混合并直接進(jìn)入油漿專用加熱爐加熱，控制油漿加熱爐出口的油氣溫度為550 ℃；加熱到120 ℃的減壓渣油經(jīng)渣油泵抽出，計(jì)量后與來自分餾塔底的經(jīng)計(jì)量的循環(huán)油和與一定比例的高溫蒸汽混合，然后進(jìn)入減壓渣油專用加熱爐加熱到500 ℃；將上述兩股高溫物料混合后(約503 ℃)，經(jīng)轉(zhuǎn)油線從焦化塔的底部入塔進(jìn)行深度的熱裂化反應(yīng)。其它過程同上述常規(guī)工藝的試驗(yàn)方法。

1.4 試驗(yàn)條件

常規(guī)工藝與新工藝的試驗(yàn)條件見表2。從表2可以看出，在進(jìn)料量、油漿摻兌量、焦炭塔塔頂壓力、注汽量以及循環(huán)比基本一致的條件下，與常規(guī)工藝相比，新工藝可使進(jìn)入焦炭塔內(nèi)的重油溫度提高3 ℃，從而使焦炭塔的出塔油氣溫度提高了約3 ℃，這會(huì)提高重油在焦炭塔內(nèi)的反應(yīng)深度。

表2 延遲焦化試驗(yàn)工藝條件

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)品分布

常規(guī)工藝與新工藝的產(chǎn)品分布見表3。從表3可以看出，與常規(guī)工藝相比，新工藝的產(chǎn)物中氣體產(chǎn)率提高了0.16百分點(diǎn)，汽油餾分和柴油餾分收率分別提高了0.23和0.56百分點(diǎn)，而焦化蠟油收率降低了0.35百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低了0.64百分點(diǎn)，這使得輕油收率增加了0.79百分點(diǎn)，液體產(chǎn)品收率增加了0.44百分點(diǎn)。說明新工藝可提高焦炭塔內(nèi)重油的熱裂化反應(yīng)深度，具有提高液體產(chǎn)品收率及降低焦炭產(chǎn)率的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

表3 常規(guī)工藝與新工藝的產(chǎn)品分布 w，%

2.2 氣體產(chǎn)物組成

常規(guī)工藝與新工藝的氣體產(chǎn)物組成見表4。從表4可以看出，兩種工藝的氣體產(chǎn)物組成基本一致。

表4 常規(guī)工藝與新工藝的氣體產(chǎn)物組成 w，%

2.3 液體產(chǎn)品性質(zhì)

常規(guī)工藝與新工藝的液體產(chǎn)品汽油餾分、柴油餾分和焦化蠟油的主要性質(zhì)分別見表5～表7。從表5～表7可以看出，與常規(guī)工藝相比，新工藝所產(chǎn)汽油餾分、柴油餾分的性質(zhì)變化不大，不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的后續(xù)加工工藝產(chǎn)生影響，而焦化蠟油性質(zhì)還有所改善，其主要原因在于提高反應(yīng)溫度后，催化裂化油漿的反應(yīng)深度增大，從而提高了蠟油的裂解深度。

表5 常規(guī)工藝與新工藝的汽油餾分性質(zhì)

表6 常規(guī)工藝與新工藝的柴油餾分性質(zhì)

表7 常規(guī)工藝與新工藝的焦化蠟油性質(zhì)

2.4焦炭性質(zhì)

常規(guī)工藝與新工藝所產(chǎn)焦炭的性質(zhì)見表8。由表8可以看出，兩種工藝所產(chǎn)焦炭的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于1.0%、灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于0.5%，均符合石油焦2A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[9]。

表8 常規(guī)工藝與新工藝的焦炭性質(zhì)

3 結(jié) 論

(1)采用催化裂化油漿和減壓渣油先分別加熱再混合后去焦炭塔進(jìn)行反應(yīng)的新工藝，可提高焦炭塔內(nèi)重油的反應(yīng)深度，具有提高液體產(chǎn)品收率及降低焦炭產(chǎn)率的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

(2)與常規(guī)工藝相比，采用新工藝時(shí)氣體產(chǎn)率增加了0.16百分點(diǎn)，汽油餾分和柴油餾分收率分別增加了0.23和0.56百分點(diǎn)，焦化蠟油收率降低了0.35百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低了0.64百分點(diǎn)，從而使輕油收率增加了0.79百分點(diǎn)，液體產(chǎn)品收率增加了0.44百分點(diǎn)。

(3)與常規(guī)工藝相比，新工藝產(chǎn)物中氣體、汽油餾分、柴油餾分、焦炭性質(zhì)均變化不大，不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的后續(xù)加工過程產(chǎn)生影響，而焦化蠟油性質(zhì)則有所改善，焦炭均符合石油焦2A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

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INFLUENCEOFFEEDINGMODEOFBLENDEDFCCSLURRYONDELAYEDCOKINGPROCESSWTBZ

Deng Shiqian1, Wang Qingbo1, Xu Zhanwu1, Wang Hongbin2, Huang Xinlong2

(1.CNOOCHuizhouPetrochemicalsCompanyLimited,Huizhou,Guangdong516086; 2.LuoyangR&DCenterofEngineeringandTechnologyofSINOPECEngineering(Group)Co.Ltd.)

Under the same reaction conditions in feed, pressure on the top of coking tower, steam injection and recycle ratio, the influence of two feeding modes for vacuum pressure residue and FCC slurry as coking feeds on product properties and distributions of delayed coking was compared: (i) mixing the two feeds, heating and then entering into the coking tower(original way); (ii) heating the two materials respectively, mixing and then feeding into the coking tower (new method). The results indicated that the new feeding method can improve the liquid product yield and reduce the coke make due to the higher inlet temperature of coking tower. The yields of gas, gasoline and diesel fractions increase 0.16, 0.23 and 0.56 percentage points, respectively; while the yields of wax oil and coke decrease by 0.35 and 0.64 percentage points, respectively, leading more light oil and liquid product ( 0.79 and 0.44 percentage points，respectively). The properties of gas, gasoline, diesel distillate and coke have little change, and the properties of wax oil are improved.

FCC slurry；delayed coking；blending；thermal cracking reaction

2017-06-05；修改稿收到日期2017-07-12。

鄧詩鉛，碩士，工程師，從事科研開發(fā)和科技管理工作。

鄧詩鉛，E-mail：dengshq@cnooc.com.cn。