加氫裂化裝置摻煉催化柴油工業(yè)試驗(yàn)

李忠成

摘 要：利用某加氫裂化裝置，摻煉催化柴油進(jìn)行加氫改質(zhì)試驗(yàn)，考察混合劣質(zhì)柴油對加氫改質(zhì)產(chǎn)物分布及產(chǎn)品質(zhì)量的影響 [1] 。結(jié)果表明： 以焦化蠟油，摻煉催化柴油進(jìn)行加氫改質(zhì)， 操作參數(shù)變化不大，較為穩(wěn)定。在保證尾油收率穩(wěn)定的前提下，從產(chǎn)品收率來說，航煤及輕柴油產(chǎn)品收率稍有降低。在實(shí)際生產(chǎn)中焦化蠟油混兌催化裂化柴油進(jìn)行加氫改質(zhì)效果比較理想，原料輕質(zhì)化方案可選。

關(guān)鍵詞：催化柴油 反應(yīng)溫度 氫耗 十六烷指數(shù)

中圖分類號：TE624文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-9082（2019）08-0-01

催化裂化工藝技術(shù)的主要特點(diǎn)是對進(jìn)料中的長鏈烷烴和環(huán)烷烴進(jìn)行裂解，對芳烴基本不具備裂解能力，因此在催化柴油中通常富集了大量的稠環(huán)芳烴 [2] 。催化柴油的硫含量和芳含量高，發(fā)動機(jī)點(diǎn)火性能差，屬于劣質(zhì)柴油調(diào)和組分，在國外主要用于調(diào)和燃料油、非車用柴油和加熱油等，而在我國，由于石油資源的緊缺，催化柴油還主要是加氫精制或加氫改質(zhì)后用于調(diào)和柴油產(chǎn)品[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)國內(nèi)煉油企業(yè)生產(chǎn)的催化柴油中，85%用于普通柴油的生產(chǎn)。

一、概述

某單位建有一套加氫裂化裝置，采用單段串聯(lián)的加氫裂化工藝技術(shù)，設(shè)置加氫精制和加氫裂化兩個(gè)反應(yīng)器。裝置以直餾蠟油（VGO）和焦化蠟油（CGO）的混合油為原料，分別為催化裂解裝置和連續(xù)重整裝置提供原料，另外生產(chǎn)液化氣（LPG）、戊烷發(fā)泡劑、工業(yè)己烷、航煤（aviation kerosene）、輕柴油（light diesel oil）以及導(dǎo)熱油等產(chǎn)品。

本次以焦化蠟油，摻煉催化柴油為主要原料進(jìn)行加氫改質(zhì)試驗(yàn)，考察了混合劣質(zhì)柴油對加氫改質(zhì)產(chǎn)物分布及產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

二、工業(yè)試驗(yàn)與分析

1.原料性質(zhì)

催化柴油組分中芳烴含量82%，但其芳烴主要為多環(huán)芳烴， 催化柴油流程范圍介于180～350℃之間，包含了加氫裂化裝置航煤及柴油組分，在經(jīng)過加氫后航煤、重石腦油指標(biāo)可能會發(fā)生變化，如芳潛增加，航煤煙點(diǎn)降低、密度增加、十六烷值降低，在回?zé)捚陂g，加氫裂化裝置餾出口產(chǎn)品質(zhì)量分析頻次由24h/次調(diào)整為8h/次，及時(shí)監(jiān)控質(zhì)量變化，提前應(yīng)對。

2.反應(yīng)部分操作參數(shù)

3.各產(chǎn)品收率

從數(shù)據(jù)上看，尾油收率升高，說明轉(zhuǎn)化率降低。如果原料不變的情況下，轉(zhuǎn)化率下降，尾油收率升高，同步各輕組分收率會同步下降。但實(shí)際情況為航煤、輕柴、收率下降明顯，重石腦油及導(dǎo)熱油收率略有下降，說明催化柴油在裂化反應(yīng)器發(fā)生裂化反應(yīng)，彌補(bǔ)了轉(zhuǎn)化率下降對重石腦油收率的影響。本應(yīng)裂解成航煤、柴油的直餾蠟油，被催化柴油取代后，導(dǎo)致航煤、輕柴收率明顯下降。

從另一個(gè)角度考慮，可以認(rèn)為摻煉的10t/h的DCC柴油是航煤及柴油按照4：6的比例進(jìn)行回?zé)?，?dāng)然會引起航煤及柴油的收率下降。在轉(zhuǎn)化率下降1.18的情況下，重石腦油的收率只是略有下降。

4.氫耗

催化柴油在摻煉前裝置氫耗平均值為2.31%，摻煉后裝置平均氫耗為2.27%，略有下降，原因：①雖然催化柴油烯烴含量較高，但是摻煉量僅為10t/h，與原摻煉15t/h的焦化蠟油，摻煉量降低。②隨著摻煉餾分的變輕，加氫裂化過程的氫耗逐漸降低，，這是由于隨著摻煉催化柴油餾分的變輕，原料混合油的芳烴含量逐漸降低，芳烴飽和所需的氫氣減低，從而使氫耗降低。

5.質(zhì)量分析

5.1精制生成油

精制生成油堿性氮含量及總氮含量無大幅度波動，堿性氮為2.1～2.8，總氮為8～11，在后期精制反應(yīng)器R101反應(yīng)溫度下降1℃的情況下，堿性氮及總氮含量都沒有波動

5.2航煤

從航煤餾程看波動不大，密度也相對穩(wěn)定，在11月7日及11月14日分別做了萘烯烴含量及煙點(diǎn)，萘烯烴含量均為0.08%，煙點(diǎn)為22.2，沒有發(fā)生變化。說明催化柴油裂解后的航煤組分中芳烴基本完全飽和，未影響航煤產(chǎn)品質(zhì)量。

5.3輕柴油

柴油初餾點(diǎn)略有升高，密度也有一定提高，而50%點(diǎn)下降了近8℃，十六烷值稍有下降，柴油質(zhì)量變差。

5.4導(dǎo)熱油

在一中回流停掉的情況下，分餾塔的熱平衡比較脆弱，導(dǎo)熱油終餾點(diǎn)稍有波動。

5.5尾油

尾油餾程變化不大，DCC柴油在加氫精制飽和后為航煤及柴油組分，經(jīng)過裂化后成為更輕組分，對尾油基本沒有影響。

結(jié)論

從上述分析可以看出，裝置滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，摻煉10t/h的催化柴油：

1.催化柴油摻煉過程，操作參數(shù)變化不大，較為穩(wěn)定。

2.航煤餾程變化不大，密度也相對穩(wěn)定，在萘烯烴含量均為0.08%，煙點(diǎn)為22.2，沒有發(fā)生變化。催化柴油裂解后的航煤組分中芳烴基本完全飽和，未影響航煤產(chǎn)品質(zhì)量

3.在保證尾油收率穩(wěn)定的前提下，從產(chǎn)品收率來說，航煤及輕柴油產(chǎn)品收率稍有降低。

4.在尾油收率下降1.18%的前提下，氫耗基本未發(fā)生變化。

5.由于摻煉催化柴油時(shí)間過短，無法對高壓換熱器的變化情況進(jìn)行評估，如果長時(shí)間摻煉催化柴油有引起高壓換熱器結(jié)垢增多，降低裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]范思強(qiáng)，吳子明，孫學(xué)峰，等.合劣質(zhì)柴油加氫改質(zhì)試驗(yàn)研究[J].煉油技術(shù)與工程，2019，49（04）：10-14.

[2]曹正凱，孫洪江，牟帥，等.摻煉催化裂化柴油對蠟油加氫裂化反應(yīng)的影響[J].石油煉制與化工，2018，49（11）：33-39.

[3]黃新露，石培華，于淼.適應(yīng)用戶需求的催化柴油加氫改質(zhì)技術(shù)[J].當(dāng)代化工，2011，40（7）：702-705，710.