■ 錢(qián)伯章

煉化世界

下降管式催化裂化工藝裝置獲應(yīng)用

■ 錢(qián)伯章

法國(guó)Axens公司和美國(guó)紹爾集團(tuán)公司宣布，已獲授權(quán)選定使用下一代催化裂解技術(shù)，將有助于煉油廠最大限度地生產(chǎn)丙烯和其他高附加值煉油產(chǎn)品。該先進(jìn)技術(shù)為高苛刻度流化床催化裂化（HS-FCC），與常規(guī)催化裂化裝置相比，將可生產(chǎn)較高產(chǎn)率的丙烯和其他輕質(zhì)有價(jià)值的產(chǎn)品。一些技術(shù)開(kāi)發(fā)商已選定紹爾集團(tuán)公司和Axens公司作為合作伙伴，以促進(jìn)該技術(shù)在世界范圍內(nèi)進(jìn)行許可轉(zhuǎn)讓。該HS-FCC技術(shù)歷經(jīng)15年的開(kāi)發(fā)努力，結(jié)合了五個(gè)獨(dú)立實(shí)體的創(chuàng)新。在第一階段，日本的JX石油與能源公司（JX）和沙特阿拉伯法赫德（King Fahd）國(guó)王石油和礦產(chǎn)大學(xué)（KFUPM）組建了科研企業(yè)。JX負(fù)責(zé)技術(shù)開(kāi)發(fā)，提供技術(shù)研究，KFUPM提供初期實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)施。在第二階段，沙特阿美公司加入JX和KFUPM之中繼續(xù)開(kāi)發(fā)這一技術(shù)。擴(kuò)展的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)轉(zhuǎn)了在沙特阿美公司RAS Tanura煉油廠中的30萬(wàn)桶/天驗(yàn)證裝置。JX進(jìn)入第三開(kāi)發(fā)階段，包括使驗(yàn)證裝置規(guī)模擴(kuò)大到3000萬(wàn)桶/天預(yù)商業(yè)化驗(yàn)證裝置，該裝置建在JX公司日本水島煉油廠內(nèi)。該HS-FCC設(shè)計(jì)采用了紹爾集團(tuán)公司和Axens公司的再生和催化劑傳送技術(shù)和專(zhuān)門(mén)知識(shí)，二家公司已在催化裂化領(lǐng)域合作了25年。這兩家公司是公認(rèn)FCC領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，已授權(quán)技術(shù)轉(zhuǎn)讓建設(shè)了50套新裝置和對(duì)200多個(gè)項(xiàng)目實(shí)施了改造。

日本石油公司宣布于2009年10月開(kāi)始建設(shè)下降管式高苛刻度催化裂化（HS-FCC）工藝裝置，這是世界上第一套此類(lèi)裝置，可從重質(zhì)燃料油生產(chǎn)大量丙烯。該裝置位于水島煉油廠，于2011年初投運(yùn)。這套處理能力為3000桶/天的裝置是日本石油合作中心(JCCP)、石油能源中心(PEC)和沙特阿美公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的30桶/天HS-FCC驗(yàn)證裝置的100倍大小，該公司將在幾年內(nèi)再放大10倍。

在HS-FCC工藝中，重質(zhì)油噴入帶有粉末催化劑的下流式反應(yīng)器，油品在600°C下0.5秒內(nèi)進(jìn)行分解（常規(guī)FCC典型的操作在約500°C，接觸時(shí)間為1～4秒）。其丙烯產(chǎn)率在全丙烯生產(chǎn)工藝中是最高的，與FCC相比，高辛烷值汽油產(chǎn)率較低，但高于其他工藝。該工藝產(chǎn)生34%的汽油和20%丙烯，而常規(guī)FCC提升管的汽油產(chǎn)率約為50%，丙烯產(chǎn)率為5%。

JX日本石油能源公司在日本水島煉油廠（原油加工能力25萬(wàn)桶/天）新建的3000桶/天高苛刻度催化裂化（HS-FCC）裝置已于2011年5月開(kāi)始試運(yùn)行。該裝置投資2.46億美元，能生產(chǎn)35%辛烷值為100的汽油和20%丙烯，而常規(guī)催化裂化裝置只能生產(chǎn)50%辛烷值為90的汽油和5%丙烯。JX日本石油能源公司將利用日本貿(mào)易部提供的基金建設(shè)商業(yè)規(guī)模的高苛刻度催化裂化裝置。該技術(shù)是日本石油公司與沙特法赫德石油礦業(yè)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)完成的。

JX新日本石油和能源公司（JX_ NOE）于2013年8月表示，已通過(guò)高苛刻度催化裂化（HS-FCC）技術(shù)，驗(yàn)證了可提高丙烯和丁烯產(chǎn)率。在3,000桶/天的半商業(yè)化裝置中，已自2011年5月在該公司的水島煉油廠操作至今，丙烯產(chǎn)率比此前的預(yù)期高出5%。丁烯產(chǎn)率也有所提高。該HS-FCC工藝以下流式反應(yīng)器為特征，它的優(yōu)點(diǎn)是抑制返混，并因此使進(jìn)料和催化劑之間有較短的接觸時(shí)間（0.5 0.6秒），這就允許有較高劑/油比。短接觸時(shí)間也使該過(guò)程在較高（600°C）的溫度下操作。JX_NOE已對(duì)HS-FCC工藝開(kāi)發(fā)了好幾年。在與日本石油合作中心（JCCP;）和沙特阿拉伯法赫德國(guó)王石油礦產(chǎn)大學(xué)的合作中，該公司在沙特阿美公司Ras Tanura煉油廠建成一套30桶/天驗(yàn)證裝置，于2003～2004年投入運(yùn)營(yíng)。

JX新日本石油和能源公司（JX_ NOE）于2014年9月4日宣布，計(jì)劃利用其高苛刻度流化催化裂化（HS-FCC）技術(shù)，興建第一套商業(yè)化裝置，驗(yàn)證已經(jīng)證明，該技術(shù)與常規(guī)的FCC技術(shù)相比，可產(chǎn)生較高的乙烯和丙烯產(chǎn)率比。這套新裝置可望于2018年初在該公司加工24萬(wàn)桶/天原油的鹿島煉油廠開(kāi)始投運(yùn)，該裝置將比半商業(yè)化驗(yàn)證裝置大八倍，JX_NOE自2011年4月起在其水島煉油廠已使半商業(yè)化驗(yàn)證裝置運(yùn)轉(zhuǎn)至今。 JX_NOE將投資約5～10億美元建設(shè)該項(xiàng)目，其中包括建設(shè)HS-FCC裝置和相關(guān)的烯烴轉(zhuǎn)化單元。JX_NOE目前向石化市場(chǎng)供應(yīng)100萬(wàn)噸/年丙烯，并致力于成為亞洲領(lǐng)先的丙烯供應(yīng)商，使丙烯提高至180萬(wàn)噸/年，其中30萬(wàn)噸/年將來(lái)自新建的HS-FCC裝置，其余40～50萬(wàn)噸/年來(lái)自日本以外的生產(chǎn)裝置。該公司認(rèn)為HS-FCC技術(shù)將有助于增強(qiáng)其石化生產(chǎn)能力。

法國(guó)Axens公司于2015年7月17日宣布，已承攬多項(xiàng)合同，為S-Oil公司在韓國(guó)蔚山煉油廠現(xiàn)有的渣油轉(zhuǎn)化設(shè)施進(jìn)行擴(kuò)建。S-Oil公司是沙特阿美公司的子公司，正在實(shí)施重大的多元化項(xiàng)目，包括渣油改質(zhì)設(shè)施和烯烴下游項(xiàng)目。渣油改質(zhì)項(xiàng)目旨在減少燃料油的生產(chǎn)，同時(shí)通過(guò)常壓渣油轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丙烯，并將包括世界上第一套商業(yè)化的高苛刻度FCC（HS-FCC）裝置。Axens公司為這個(gè)項(xiàng)目提供HS-FCC裝置用于加氫渣油的轉(zhuǎn)化技術(shù)：用于生產(chǎn)柴油和改進(jìn)渣油質(zhì)量，其采用創(chuàng)新的下行式流動(dòng)反應(yīng)器，通過(guò)最大化生產(chǎn)丙烯，填補(bǔ)了煉油和石化的空缺。Axens公司還為不飽和液化石油氣（LPG）萃取脫硫裝置（Sulfrex）提供技術(shù)，用于處理來(lái)自聚合級(jí)丙烯回收過(guò)程的HS-FCC上游的LPG餾分。

韓國(guó)S-石油公司于2016年4月22日宣布，已通過(guò)承包商，將一項(xiàng)合同交付給法國(guó)德希尼布公司，為一套裝置的建設(shè)提供專(zhuān)用設(shè)備，作為S-石油公司在韓國(guó)蔚山66.9萬(wàn)桶/天溫山煉油廠渣油改質(zhì)和烯烴產(chǎn)能擴(kuò)張項(xiàng)目的一部分。德希尼布公司將為溫山的高苛刻度催化裂化（HS-FCC）裝置提供工程、采購(gòu)和施工（EPC）服務(wù)，當(dāng)其完成時(shí)將成為商業(yè)化操作使用的此類(lèi)裝置的第一套。作為EPC合同的一部分，德希尼布公司將為該裝置提供專(zhuān)有設(shè)備，包括HS-FCC技術(shù)的關(guān)鍵部件下流式反應(yīng)器。

在此合約之前，S-石油公司已將一項(xiàng)合同交付給Axens公司與大林工業(yè)公司和大宇工程建設(shè)公司的財(cái)團(tuán)，分別建設(shè)渣油改質(zhì)聯(lián)合體（RUC）和烯烴下游聯(lián)合體（ODC），成為該韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商在蔚山的一體化煉油和石化操作現(xiàn)代化和擴(kuò)能的組成部分。通過(guò)裝備溫山聯(lián)合體將低成本重質(zhì)烴類(lèi)轉(zhuǎn)化成高價(jià)值的烯烴和燃料，旨在提高盈利能力和確保長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)力，RUC和ODC項(xiàng)目計(jì)劃于2018年上半年實(shí)現(xiàn)機(jī)械完工和調(diào)試。需要4.8萬(wàn)億韓元的總投資中，RUC將增加6.3萬(wàn)桶/天渣油加氫脫硫（Hyvahl）裝置，以及7.6萬(wàn)桶/天HS-FCC裝置，以生產(chǎn)汽油（2.1萬(wàn)桶/天）、烷基化油（1.4萬(wàn)桶/天）和甲基叔丁基醚（37萬(wàn)噸/年）。70.5萬(wàn)噸/年ODC項(xiàng)目將生產(chǎn)40.5萬(wàn)噸/年聚丙烯和30萬(wàn)噸/年環(huán)氧丙烷。