柴油加氫裝置摻煉精制重汽油的方案對(duì)比

孟祥雷，李 楓，陶貴金，莊志勇，王 帥

（1.中國(guó)石油遼陽(yáng)石化油化運(yùn)行部，遼寧 遼陽(yáng) 111003；2.中國(guó)石油遼陽(yáng)石化煉油運(yùn)行部，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

某石化公司汽油加氫裝置以催化汽油為原料，采用中國(guó)石油石油化工研究院的催化汽油選擇性加氫脫硫?qū)＠夹g(shù)進(jìn)行加氫脫硫，生產(chǎn)滿(mǎn)足國(guó)V排放標(biāo)準(zhǔn)汽油，產(chǎn)品為精制重汽油和輕汽油，精制重汽油送至汽油組分罐區(qū)，輕汽油作為原料送至輕汽油醚化裝置，進(jìn)行醚化反應(yīng)，生成的醚化輕汽油和醚后C5混合后送至組分罐區(qū)［1，2］。精制重汽油、醚化輕汽油、醚后C5均作為汽油調(diào)和組分。

1 項(xiàng)目探索

某石化柴油加氫精制裝置以直餾柴油、催化輕柴油的混合油為原料，經(jīng)過(guò)催化加氫反應(yīng)進(jìn)行脫硫、脫氮、烯烴飽和等工藝過(guò)程，用以生產(chǎn)精制石腦油和精制柴油。精制石腦油作為連續(xù)重整原料，精制柴油產(chǎn)品滿(mǎn)足國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求（硫含量≯10×10-6，十六烷值≮51），做調(diào)和柴油組分油。

精制重汽油烯烴含量、醚化輕汽油（包括醚后C5）烯烴含量隨汽油加氫裝置原料催化汽油的烯烴含量變化而變化，由于催化裂化裝置調(diào)整較多，催化汽油的烯烴含量在32%～38%之間波動(dòng)，相對(duì)應(yīng)精制重汽油和醚化輕汽油烯烴含量在22%～28%之間波動(dòng)，催化汽油通過(guò)汽油加氫裝置和輕汽油醚化裝置后，能降低烯烴含量10%。精制重汽油、醚化輕汽油（包括醚后C5）占整個(gè)汽油池的50%。隨著成品汽油的質(zhì)量升級(jí)，對(duì)成品汽油的要求更為苛刻，車(chē)用國(guó)ⅥB標(biāo)準(zhǔn)汽油烯烴含量＜15%。

某石化公司的國(guó)ⅥB車(chē)用汽油調(diào)和組分油質(zhì)量及烯烴含量見(jiàn)表1。由表1可以看出，在調(diào)和車(chē)用國(guó)ⅥB汽油總量14×104t的情況下，成品汽油烯烴含量14.33%，滿(mǎn)足國(guó)ⅥB汽油烯烴含量＜15%要求，調(diào)和出的國(guó)ⅥB成品汽油烯烴含量卡邊操作，但如出現(xiàn)部分低烯烴調(diào)和組分油減產(chǎn)的情況，均不能使成品油烯烴滿(mǎn)足國(guó)ⅥB要求，出廠(chǎng)困難。

表1 車(chē)用汽油調(diào)和組分油質(zhì)量及烯烴含量

為降低整個(gè)汽油池烯烴含量，方案（1）提出，將部分醚后C5引至烷基化裝置，醚后C5的PONAA（P：烷烴；O：烯烴；N：環(huán)烷烴；A：芳烴）。

分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 醚后C5PONA分析結(jié)果/%

由表2可知，醚后C5烯烴含量為30%。通過(guò)烷基化裝置，醚后C5烯烴與加裂液化氣中異丁烷發(fā)生反應(yīng)，增產(chǎn)烷基化油，即降低了烯烴含量，又增產(chǎn)了高牌號(hào)、無(wú)芳烴、無(wú)烯烴的烷基化油。但經(jīng)過(guò)討論，目前此方案瓶頸較多。

（1）烷基化裝置原設(shè)計(jì)為醚后C4與異丁烷發(fā)生烷基化反應(yīng)，醚后C5理論可以與異丁烷發(fā)生烷基化反應(yīng)，但副反應(yīng)多，影響目標(biāo)產(chǎn)品的收率；

（2）此套烷基化裝置原料加裂液化氣中異丁烷嚴(yán)重不足，造成烷烯比低，而醚后C4烯烴含量過(guò)高，如果再引入醚后C5，則烷烯比將會(huì)更低，不利于裝置的運(yùn)行；

（3）目前，C5烷基化工業(yè)應(yīng)用還不具備規(guī)模［3，4］，有些石化公司引入C5進(jìn)行烷基化反應(yīng)的量也很低，不足以降低整個(gè)汽油池烯烴含量。綜上，醚后C5引入烷基化裝置方案不可取。

方案（2）為將部分精制重汽油引入柴油加氫裝置，精制重汽油的PONA分析結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，精制重汽油芳烴含量35.98%，環(huán)烷烴含量15.2%，是很優(yōu)質(zhì)的連續(xù)重整原料［5］。

表3 精制重汽油PONA分析結(jié)果/%

通過(guò)柴油加氫裝置將精制重汽油中的烯烴飽和，經(jīng)分餾后，餾程178℃以下組分進(jìn)入石腦油中，作為原料送至連續(xù)重整裝置，餾程178℃以上組分壓入柴油中調(diào)和柴油。

此方案瓶頸在于柴油加氫裝置反應(yīng)器溫升的控制和柴油產(chǎn)品的閃點(diǎn)，通過(guò)分析得出，反應(yīng)器催化劑床層溫升可以通過(guò)調(diào)整原料配比，即降低原料中的催化輕柴油的占比實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可通過(guò)反應(yīng)器催化劑床層中間冷氫控制。柴油閃點(diǎn)不合格可以通過(guò)其他柴油組分調(diào)節(jié)。

綜上，此方案可行性和操作性較高，計(jì)劃逐步引精制重汽油至柴油加氫裝置，流量最初控制在5 t/h，后通過(guò)反應(yīng)器催化劑床層溫升和柴油閃點(diǎn)分析結(jié)果逐步增量。

2 工藝流程

為達(dá)到“降本增效，設(shè)備管線(xiàn)利庫(kù)利舊”的目的，制訂的方案中精制重汽油走催化輕柴油線(xiàn)進(jìn)柴油加氫裝置內(nèi)緩沖罐或柴油加氫原料罐區(qū)。部分催化輕柴壓入催化重柴或與催化重柴混合至蠟油加氫裂化原料罐區(qū)。

由于柴油加氫裝置原料油界區(qū)壓力0.6 MPa，催化輕柴線(xiàn)長(zhǎng)度約1 000 m，壓力降不定，為順利將精制重汽油引入柴油加氫裝置，汽油加氫裝置內(nèi)制訂2套方案進(jìn)行付油。方案（1）：在控制閥FV2701前（T：70℃，P：1.2 MPa）新增管線(xiàn)付油至催化輕柴線(xiàn)至柴油加氫裝置內(nèi)原料油緩沖罐，實(shí)現(xiàn)熱供料。在方案（1）由于壓力不足無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，實(shí)施方案（2）：在控制閥PV2422前（T：35℃，P：0.6 MPa）新增管線(xiàn)至催化輕柴線(xiàn)至柴油加氫裝置罐區(qū)原料罐，經(jīng)泵后打入柴油加氫裝置內(nèi)原料油緩沖罐，實(shí)現(xiàn)冷供料。流程見(jiàn)圖1，虛線(xiàn)為新增管線(xiàn)。

圖1 精制重汽油至柴油加氫裝置流程

3 工業(yè)實(shí)踐

3.1 3種加工方案比較

在柴油加氫裝置引精制重汽油前，為有效控制反應(yīng)器催化劑床層溫升，調(diào)節(jié)原料配比，退部分催化輕柴油，催化裂化裝置將催化輕柴油壓入催化重柴送至蠟油加氫裂化原料罐區(qū)。

2月21日，汽油加氫裝置打通FV2701前至柴油加氫裝置付油流程，流量控制在5 t/h，實(shí)踐證明，付油方案（1）可以實(shí)現(xiàn)。23日精制重汽油至柴油加氫裝置流量由5 t/h增加至15 t/h，同時(shí)柴油加氫裝置退原料催化輕柴油流量5 t/h增至15 t/h。精制重汽油性質(zhì)見(jiàn)表4。

表4 精制重汽油性質(zhì)

引入精制重汽油后，柴油加氫裝置原料性質(zhì)、工藝參數(shù)、產(chǎn)品性質(zhì)均小幅度發(fā)生變化，見(jiàn)表5～7。

表5 柴油加氫裝置原料性質(zhì)變化

3.2 運(yùn)行情況分析

（1）隨著精制重汽油的摻入量逐漸增加，原料油的初餾點(diǎn)和10%點(diǎn)變化較大，而對(duì)原料油的95%點(diǎn)影響并不明顯。原因?yàn)榫浦仄偷慕K餾點(diǎn)為208℃，而柴油的10%點(diǎn)基本在205℃左右，精制重汽油的摻入，增加了柴油中輕組分的含量，使其初餾點(diǎn)和10%點(diǎn)明顯降低。

（2）隨著精制重汽油的摻入量逐漸增加，裝置耗氫量和反應(yīng)器催化劑床層溫升提高，原因?yàn)榫浦仄椭泻写罅康南N，通過(guò)加氫反應(yīng)使之飽和，放熱量增加，同時(shí)石腦油的抽出量增多。在摻煉15 t/h的精制重汽油時(shí)，理論上可抽出27 t/h的石腦油，但受限于塔頂回流泵的能力所限，實(shí)際抽出石腦油24 t/h，分餾塔底溫降低，使部分重石進(jìn)入柴油組分中，這也是在摻煉精制重汽油15 t/h時(shí)，精制柴油閃點(diǎn)下降較為明顯、石腦油終餾點(diǎn)較低的原因。

（3）柴油加氫裝置摻煉精制重汽油后，對(duì)裝置的反應(yīng)系統(tǒng)，包括循環(huán)氫部分、反應(yīng)器部分、加熱爐部分、高低分部分影響較低，但對(duì)于分餾塔的操作和參數(shù)影響較大，需加強(qiáng)對(duì)此部分的監(jiān)控。

（4）由于柴油加氫裝置反應(yīng)器催化劑正值末期，反應(yīng)器內(nèi)部分溫度點(diǎn)超設(shè)計(jì)值。

3.3 汽油池車(chē)用汽油性質(zhì)變化

在精制重汽油以15 t/h引入柴油加氫裝置后，汽油池性質(zhì)變化見(jiàn)表8。

表6 柴油加氫裝置部分工藝參數(shù)變化

表7 柴油加氫裝置主要產(chǎn)品性質(zhì)

表8 車(chē)用汽油調(diào)和組分油質(zhì)量及烯烴含量變化

續(xù)表7

由表1和表8對(duì)比可知，在汽油加氫裝置精制重汽油以15 t/h引入柴油加氫裝置后，汽油池中精制重汽油產(chǎn)量由4.176×104t下降至3.100×104t，烯烴含量由14.33%下降至13.06%，成品國(guó)ⅥB汽油順利出廠(chǎng)，解決了成品汽油烯烴含量卡邊操作的瓶頸問(wèn)題。

由于精制重汽油經(jīng)柴油加氫裝置分餾后得到的精制石腦油送至連續(xù)重整裝置，作為連續(xù)重整裝置的產(chǎn)品重整戊烷油、抽余油、重整汽油的產(chǎn)量上升。

汽油池產(chǎn)量由14.00×104t降至13.25×104t，下降原因是精制石腦油經(jīng)連續(xù)重整裝置后部分轉(zhuǎn)化為高附加值的芳烴產(chǎn)品BTX。

4 結(jié)束語(yǔ)

柴油加氫裝置摻煉精制重汽油方案總體可行，在摻煉前，要明確引油方案，同時(shí)制訂備選方案。在摻煉時(shí)，要關(guān)注裝置內(nèi)各參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的變化，通過(guò)參數(shù)的變化，及時(shí)調(diào)節(jié)摻入量，同時(shí)要注意分餾塔的操作和部分泵的能力。

在柴油加氫裝置摻煉15 t/h精制重汽油后，公司汽油池的烯烴含量不在是汽油調(diào)和的瓶頸，同時(shí)精制石腦油通過(guò)連續(xù)重整裝置生產(chǎn)出高價(jià)值的BTX等產(chǎn)品，在成品油市場(chǎng)低迷、芳烴料大賣(mài)的情況下，此方案既降低了成品汽油的量，又增加了芳烴料的產(chǎn)量。