提高重油催化裂化裝置汽油辛烷值配套工藝探討

李瑞

摘要：催化裂化裝置作為石油的二次加工單元，承擔(dān)著摻煉渣油、重質(zhì)油輕質(zhì)化的任務(wù)。催化裂化汽油是車用汽油的主要來源，我國催化裂化汽油約占車用汽油 70%以上。為了適應(yīng)保護(hù)環(huán)境的要求，降低汽油尾氣中有害物質(zhì)排放，對高辛烷值汽油的需求逐年增加，因此，本文提出通過更換催化劑種類、優(yōu)化反應(yīng)—再生部分操作參數(shù)和嚴(yán)格控制穩(wěn)定塔操作參數(shù)等措施，實(shí)現(xiàn)提高汽油辛烷值的目的。

關(guān)鍵詞：重油催化裂化；汽油辛烷值；優(yōu)化反應(yīng)；催化劑種類

1 裝置概述

某石化廠重油催化裂化裝置，經(jīng)過MIP 工藝改造，加工能力達(dá)到1.80 Mt/a，采用新型串聯(lián)提升管反應(yīng)器，優(yōu)化了催化裂化過程的單分子反應(yīng)和雙分子反應(yīng)，帶外取熱兩段再生工藝系統(tǒng)的水熱失活條件相對緩和，有利于保持催化劑的活性。分餾部分（主要設(shè)備有分餾塔、柴油汽提塔和回?zé)捰凸薜龋┑娜蝿?wù)是把沉降器來的反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔，按沸點(diǎn)分割成富氣、粗汽油、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{等餾分。富氣經(jīng)壓縮后和粗汽油一起送入吸收穩(wěn)定部分（主要設(shè)備有吸收塔、再吸收塔、解析塔和穩(wěn)定塔等）再分離為干氣、液化氣和穩(wěn)定汽油。

2 提高汽油辛烷值的措施

2.1 原料油性質(zhì)

重油催化裂化裝置處理的原料由常壓渣油（60%～80%）為主，并摻煉部分焦化蠟油（10%～20%）和直餾蠟油（10%～20%）組成。提高汽油辛烷值方案期間原料油性質(zhì)和一般工況時(shí)基本相近，對生產(chǎn)方案的調(diào)整不會產(chǎn)生影響。

2.2 更換催化劑種類

LDC-200 與RICC-3 2 種新鮮催化劑表觀密度、磨損指數(shù)和粒度分布基本接近，LDC-200 催化劑的孔體積和比表面積分別增加了 0.02 mL/g 和 21 m2/g，孔體積的大小影響催化劑的重油裂解性能和丙烯的選擇性。LDC-200 催化劑微反活性降低3 個(gè)單位，采用高分散性高穩(wěn)定性的Y 型分子篩新材料、多種活性組分高效組裝和分子篩抗重金屬涂層技術(shù)等新技術(shù)，調(diào)節(jié)催化裂化與熱裂化的比例，合理控制二次反應(yīng)。

2.3 優(yōu)化操作參數(shù)

反應(yīng)溫度對汽油辛烷值影響較大，提高反應(yīng)溫度將使催化裂化各類反應(yīng)的反應(yīng)速度加快，裂化和芳構(gòu)化是吸熱反應(yīng)，生成芳烴，氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化是放熱反應(yīng)，消耗烯烴。提高反應(yīng)溫度，有利于裂化和芳構(gòu)化反應(yīng)，汽油辛烷值上升。劑油比對汽油辛烷值的影響也較大，劑油比提高，裂化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化以及氫轉(zhuǎn)移等都會加快，盡管氫轉(zhuǎn)移會降低汽油烯烴含量，但其他反應(yīng)的加快會使汽油中小分子烴、異構(gòu)烴及芳烴含量增加，總的結(jié)果將使辛烷值上升。提高汽油辛烷值方案生產(chǎn)期間，處理量和反應(yīng)壓力等基本保持穩(wěn)定，原料油預(yù)熱溫度降低2 ℃，劑油比提高 0.32，反應(yīng)溫度提高 3 ℃，反應(yīng)再生系統(tǒng)流化正常，操作平穩(wěn)。

2.4 優(yōu)化穩(wěn)定塔操作參數(shù)

催化裂化反應(yīng)生成的混合油氣需要經(jīng)過分餾和吸收穩(wěn)定等單元操作分離出穩(wěn)定汽油，產(chǎn)品分離單元操作影響汽油產(chǎn)品的拔出率，具體操作參數(shù)見表1。

適當(dāng)提高汽油蒸氣壓的調(diào)節(jié)操作上主要表現(xiàn)為降低穩(wěn)定塔底溫度、提高穩(wěn)定塔頂壓力和改變穩(wěn)定塔進(jìn)料方式，穩(wěn)定塔底溫度降低 2.9 ℃，穩(wěn)定塔頂壓力提高 16 kPa，將一部分 C4 烴壓入塔底穩(wěn)定汽油餾分，不僅有利于提高汽油的辛烷值，而且也有利于提高汽油的產(chǎn)率；穩(wěn)定塔設(shè)計(jì)上（第 24層）、中（第 28 層）和下（第 32 層）3 路進(jìn)料，一般工況為上和中2 路進(jìn)料，提高汽油辛烷值方案期間為中和下 2 路進(jìn)料，精餾段塔盤數(shù)增加，提餾段塔盤數(shù)減少，精餾效果加強(qiáng)，提餾效果減弱，會增加塔底穩(wěn)定汽油 C4 烴含量[8]。提高汽油干點(diǎn)，提高汽油組分中的重質(zhì)芳烴，也可以提高汽油的辛烷值，但是汽油干點(diǎn)越高其硫含量會增加，因此，提高汽油干點(diǎn)一般不作為改善汽油質(zhì)量的調(diào)節(jié)手段。

3 實(shí)施效果

重油催化裂化裝置實(shí)施提高汽油辛烷值方案后，通過更換催化劑種類，LDC-200 催化劑的活性適中、改善異構(gòu)化和芳構(gòu)化等氫轉(zhuǎn)移能力；提高反應(yīng)溫度有利于裂化和芳構(gòu)化反應(yīng)，增加劑油比使汽油中小分子烴、異構(gòu)烴及芳烴含量增加，汽油辛烷值上升；在滿足穩(wěn)定汽油工藝卡指標(biāo)的前提下，提高催化裂化汽油蒸汽壓，將具有較高辛烷值 C4烴部分保留在穩(wěn)定汽油餾分，有利于穩(wěn)定汽油辛烷值的提高，實(shí)施提高汽油辛烷值方案后，改善產(chǎn)品分布和提高主要產(chǎn)品質(zhì)量，總液體收率提高0.35%，汽油收率提高0.91%，汽油辛烷值提高1.4。

4 結(jié)束語

某石化廠1.80 Mt/a 重油催化裂化裝置實(shí)施提高汽油辛烷值生產(chǎn)方案，原料組成和性質(zhì)不變的前提下，通過更換催化劑種類，與 RICC-3 催化劑相比，LDC-200 催化劑改善異構(gòu)化和芳構(gòu)化等氫轉(zhuǎn)移能力；優(yōu)化反應(yīng)—再生系統(tǒng)的工藝操作參數(shù)，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和劑油比；嚴(yán)格控制穩(wěn)定塔工藝操作參數(shù)，如降低塔底溫度、提高塔頂壓力和改變進(jìn)料方式，適當(dāng)提高蒸氣壓等措施，總液體收率提高0.35%，汽油收率提高了0.91%，辛烷值提高了1.4，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 隋志國，孫立權(quán)，王樂. MIP技術(shù)及專用催化劑在裝置的應(yīng)用[J]. 化工科技，2018，26（1）.

（作者單位：勝利油田石油化工總廠重油催化車間）