優(yōu)化催柴加氫操作提升LTAG單元轉(zhuǎn)化率

(中石化洛陽分公司，河南洛陽，471012)

1 前言

催化柴油中富含芳烴，尤其是稠環(huán)芳烴，十六烷值低，隨著油品質(zhì)量的升級，催化柴油難以作為車用柴油的調(diào)和組分，同時經(jīng)濟減緩導(dǎo)致柴油結(jié)構(gòu)性過剩，柴油銷量下降，降低柴汽比成為了趨勢，因此我廠催化柴油必須要尋求新出路。

LTAG(LCO to Aromatics and Gasoline)是石科院近期開發(fā)的將劣質(zhì)催化柴油(LCO)轉(zhuǎn)化為高辛烷值催化汽油或輕質(zhì)芳烴的技術(shù)。它是先將催化柴油中的多環(huán)芳烴選擇性加氫飽和1，后經(jīng)催化裂化開鍵斷裂生成目的產(chǎn)品，反應(yīng)機理見圖1。

圖1 LTAG的理想反應(yīng)與非理想反應(yīng)對比圖

為了達到消耗催柴庫存與降低柴汽比的目的，我廠在催柴加氫裝置與1套催化裂化裝置中推行LTAG工藝。LTAG路線見圖2。

圖2 LTAG技術(shù)思路圖

由于是新技術(shù)，技術(shù)人員無此運行經(jīng)驗，且催化劑服務(wù)商與該工藝服務(wù)商不同，該項目前期轉(zhuǎn)化率較低。催柴加氫裝置自2017年3月開工以來，精柴多環(huán)芳烴、雙環(huán)芳烴含量一直較高，LTAG有提升空間，優(yōu)化前精制柴油的化驗分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 優(yōu)化前催柴加氫裝置精制柴油化驗分析數(shù)據(jù)

由表1可見，精制柴油的總雙環(huán)芳烴含量在16%-20%左右浮動，而多環(huán)芳烴含量在18-25%左右浮動，這與石科院給出的建議(15%)還有差距。刨去裝置生產(chǎn)普柴與工況穩(wěn)定期的時間點，得到優(yōu)化前期的LTAG生產(chǎn)數(shù)據(jù)，見圖3 。

圖3 優(yōu)化前生產(chǎn)數(shù)據(jù)圖

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以看出來，實行LTAG路線以來，反應(yīng)器最高點溫度在350℃-380℃波動，高分壓力從最初的5.5MPa提至6.4MPa，而反應(yīng)進料量從85t/h降至74t/h左右，新鮮進料量在15t/h-35t/h跳動。優(yōu)化前整個工況不穩(wěn)定。

2 影響因素

2.1 加氫深度

LTAG中的加氫路線是把催柴中的多環(huán)芳烴選性加氫飽和，在此過程中盡可能的避免發(fā)生非理想反應(yīng)。所以根據(jù)加氫反應(yīng)熱力學(xué)來看，隨著LCO加氫床層溫度的提高，加氫LCO催化轉(zhuǎn)化變得相對容易，液化氣和汽油產(chǎn)率的提高，隨著LCO加氫反應(yīng)器床層溫度持續(xù)提高，加氫LCO催化轉(zhuǎn)化所產(chǎn)汽油中芳烴含量降低，辛烷值下降。催柴反應(yīng)器中裝填的為石科院的FHUDS-6催化劑，屬于Mo-Ni型加氫催化劑，對系統(tǒng)壓力較為敏感，所以在系統(tǒng)壓力與反應(yīng)床層溫度如何適配，達到一個最佳的加氫平衡是一個我們努力的方向。

2.2 封油

催柴裝置在生產(chǎn)LTAG工況下，進出物料應(yīng)在較長一段時間內(nèi)保持平衡，而通過生產(chǎn)周報數(shù)據(jù)可以看出出料量略大于進料量，見表2。

表2 催柴裝置新鮮進料量

精制油出裝置泵為熱油泵，泵的封油來源為柴油加氫精制柴油。精制柴油化驗結(jié)果見表3。

表3 柴油加氫精制柴油化驗分析

由化驗分析結(jié)果可以看出，柴油加氫的精柴總芳烴中大部分為單環(huán)芳烴，但因其反應(yīng)苛刻度較催柴加氫裝置高，此單環(huán)芳烴并非所需求的四氫萘型單環(huán)芳烴。封油也是影響轉(zhuǎn)化率的一個因素。

3 實施優(yōu)化

通過分析研究與長期的工況跟進，通過固定、改變催柴裝置的新鮮進料量來尋求適配的操作條件。新鮮進料在35t/h時，通過調(diào)整反應(yīng)溫度、壓力等操作條件，精制柴油中多環(huán)芳烴含量基本能滿足不大于18%的技術(shù)要求。

新鮮進料維持20t/h的工況：正常新鮮進料量下(20t/h)的優(yōu)化方向，通過化驗分析與工況對應(yīng)，最后穩(wěn)定了以下操作條件：

(1)高分壓力從6.5MPa調(diào)整至6.9MPa；

(2)反應(yīng)器最高點溫度從350℃至380℃調(diào)整至360℃；

(3)提高貧氨液，降低脫硫后循環(huán)氫硫化氫濃度，控制脫硫后循環(huán)氫中硫化氫濃度≯1mg/m3；(4)將催柴反應(yīng)進料量從85t/h降至60t/h，切換至小泵運行；

(5)提溫過程中關(guān)注好循環(huán)氫純度，保證循環(huán)氫純度不低于80%。

在以上操作工況下化驗分析見表4。

表4 20t/h進料量下，優(yōu)化后化驗分析

從表4可以看出，在反應(yīng)工況優(yōu)化后，多環(huán)芳烴的含量穩(wěn)定在10.5%-13%，而總雙環(huán)芳烴穩(wěn)定在10%-12%，都較優(yōu)化前有所降低。

4 小結(jié)

通過優(yōu)化，7到10月一催化平均進料為176.2t/h，液化氣收率18.7%(32.9t/h)，輕油轉(zhuǎn)化率65.3%，其中汽油收率44.5%(78.4t/h)，柴油收率20.8%(36.6t/h)。每小時多產(chǎn)液化氣0.3t/h，催化汽油1.23t/h，少產(chǎn)柴油1t/h。達到了降低柴汽比的大方向，同時LTAG轉(zhuǎn)化率上升。根據(jù)經(jīng)濟基準(zhǔn)點的確認：催化柴油3126元/t，催化汽油4089元/t，液化氣3994元/t，噸標(biāo)準(zhǔn)油2400元/t。在純LTAG工況下，每小時提高收益約3000元。

5 鞏固提高

本次優(yōu)化是在裝置現(xiàn)有模式下優(yōu)化，實現(xiàn)了“投資小，見效大”。下一步，計劃更換催化劑后，將LTAG流程改為向2套催化進料。進一步提高催化汽油的轉(zhuǎn)化率，提高裝置的收益。