范大申，郭翠翠，王振南

（青島惠城環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，山東青島 266555）

隨著石油資源的日益減少以及市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品的需求和品質(zhì)要求的增加，急需煉油工藝的改進(jìn)升級(jí)，催化裂化裝置作為煉油裝置中重要的一部分，其原油處理量和汽油產(chǎn)量均占有很大份額，在煉油和化工方面也都占有重要的地位[1]。因此催化裂化技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，改進(jìn)和創(chuàng)新了多種催化裂化工藝[2]，以加工各種重質(zhì)劣質(zhì)原料并提高輕質(zhì)油品和低碳烯烴的產(chǎn)量。

其中中國(guó)石油大學(xué)（華東）研發(fā)的兩段提升管催化裂化技術(shù)[3]，將富含芳烴且不易裂化的循環(huán)油單獨(dú)進(jìn)入第二段提升管，如此可以分別控制兩根提升管中不同反應(yīng)物的反應(yīng)條件，進(jìn)一步改善產(chǎn)物分布，同時(shí)還可回?zé)捚椭恋诙翁嵘芤赃M(jìn)行改質(zhì)。為更好的發(fā)揮兩段提升管催化裂化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高回?zé)捚偷母馁|(zhì)效果，相養(yǎng)冬等[4，5]對(duì)比考察了回?zé)捿p餾分汽油和全餾分汽油兩種回?zé)挿绞?，詳?xì)闡述了兩種回?zé)挿绞降膬?yōu)劣。尤興華等[6]對(duì)中國(guó)石油玉門油田分公司的催化裂化工業(yè)裝置的操作條件優(yōu)化中，優(yōu)化了汽油回?zé)掃M(jìn)料位置，將粗汽油回?zé)捲诘诙翁嵘芑責(zé)捴赜蛧娮斓纳戏竭M(jìn)料，減少了損失，提高了總液收。

為進(jìn)一步探究?jī)啥翁嵘艽呋鸦b置中回?zé)捚驮诓煌M(jìn)料位置下的產(chǎn)物分布，本文在小型提升管裝置上通過改變回?zé)捚秃突責(zé)捴赜偷倪M(jìn)料位置，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比考察。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)是在小型提升管催化裂化實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行的，該裝置是高低并列式催化裂化評(píng)價(jià)裝置，可以模擬催化裂化工業(yè)裝置進(jìn)行反應(yīng)-再生連續(xù)運(yùn)行，可對(duì)催化劑循環(huán)量完成有效的自動(dòng)控制，裝置由反應(yīng)-再生器系統(tǒng)、加料及蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)、產(chǎn)品回收及計(jì)量系統(tǒng)、氣路管控系統(tǒng)和微機(jī)管控系統(tǒng)5 部分組成。

1.2 原料和催化劑

實(shí)驗(yàn)采用的原料為某煉廠提供的回?zé)捚秃突責(zé)捴赜?，性質(zhì)（見表1 和表2），催化劑為惠城環(huán)保自產(chǎn)的TSR 專用催化劑，對(duì)丙烯有更好的選擇性，其性質(zhì)（見表3）。

表1 回?zé)捚头治鰯?shù)據(jù)Tab.1 Analysis data of refining gasoline

表2 回?zé)捴赜头治鰯?shù)據(jù)Tab.2 Analysis data of refining heavy oil

表3 TSR 專用催化劑分析數(shù)據(jù)Tab.3 Analysis data of TSR catalyst

1.3 分析方法

實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)物分析是把氣體分割成干氣、液化氣和C5+三部分，把C5+餾分歸并為汽油餾分，采用Agilent 7890A 型氣相色譜儀對(duì)氣體產(chǎn)物進(jìn)行分析處理；液體產(chǎn)物分析：采用Agilent 7890A 型氣相色譜儀的色譜模擬蒸餾測(cè)定餾程，將液體產(chǎn)物分為汽油、柴油和未轉(zhuǎn)化油（重油）三個(gè)餾分；焦炭分析即催化劑上焦炭采用紅外分析儀對(duì)燒焦后的煙氣進(jìn)行在線分析后計(jì)算得到。

1.4 實(shí)驗(yàn)方案

本實(shí)驗(yàn)裝置提升管中含有上下兩個(gè)位置的進(jìn)料噴嘴，為對(duì)比考察回?zé)捚秃突責(zé)捴赜蛷牟煌瑖娮煳恢眠M(jìn)料的產(chǎn)物分布情況，設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)方案，方案一：上進(jìn)料噴嘴進(jìn)回?zé)捴赜?，下進(jìn)料噴嘴進(jìn)回?zé)捚?；方案二：上進(jìn)料噴嘴進(jìn)回?zé)捚?，下進(jìn)料噴嘴進(jìn)回?zé)捴赜?；方案三：下進(jìn)料噴嘴同時(shí)進(jìn)回?zé)捴赜汀⒒責(zé)捚汀?/p>

因汽油沸點(diǎn)較低，容易霧化，故在方案一和方案二中，回?zé)捚秃突責(zé)捴赜头珠_進(jìn)料時(shí)，回?zé)捚瓦M(jìn)料不采用霧化蒸汽，回?zé)捴赜瓦M(jìn)料采用霧化蒸汽。方案三混合進(jìn)料時(shí)，是采用回?zé)捚挽F化回?zé)捴赜?，不使用霧化蒸汽。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)在反應(yīng)溫度500 ℃，再生溫度670 ℃，回?zé)捚偷倪M(jìn)料比為30 %的反應(yīng)條件下進(jìn)行，采用TSR 專用劑考察了回?zé)捚驮诓煌M(jìn)料位置下的產(chǎn)物分布，結(jié)果（見表4）。

表4 不同進(jìn)料位置下產(chǎn)物分布情況Tab.4 Distribution of products at different feeding positions

當(dāng)上進(jìn)料回?zé)捴赜?，下進(jìn)料回?zé)捚蜁r(shí)，與汽油回?zé)捛跋啾?，汽油中烯烴含量降低10.41 %，芳香烴含量增加13.2 %，研究法辛烷值增加2.2 %。汽油中烯烴含量降低主要是由于汽油回?zé)捄笙N的再裂解[7]，汽油烯烴中的C5、C6烯烴，在高溫大劑油比的條件下極易裂解成小分子的低碳烯烴，從而使汽油中烯烴含量降低。而回?zé)捴赜鸵蚱渥陨砗罅糠紵N，在回?zé)捔呀膺^程中產(chǎn)生小分子芳烴使汽油中芳烴含量增加，進(jìn)而使汽油辛烷值增加。

當(dāng)改變回?zé)捚瓦M(jìn)料位置即從上進(jìn)料，回?zé)捴赜蛷南逻M(jìn)料時(shí)，與方案一相比，轉(zhuǎn)化率明顯增加，液化氣收率增加3.29 %，汽油收率增加6.4 %，柴油收率降低4.63 %，重油收率降低4.88 %，丙烯收率增加1.85 %，產(chǎn)物分布得到明顯改善，汽油和低碳烯烴收率明顯增加，汽油中烯烴含量增加0.38 %，研究法辛烷值增加2.0 %，這主要是由于高溫催化劑先與回?zé)捴赜瓦M(jìn)行接觸反應(yīng)，使催化劑溫度降低且附著一定的積碳，當(dāng)回?zé)捚徒佑|催化劑時(shí)，反應(yīng)溫度和反應(yīng)活性也隨之下降，可減緩汽油的高溫裂解和反應(yīng)深度，以達(dá)到減少回?zé)捚蛽p失的目的。

為進(jìn)一步對(duì)比回?zé)捚秃椭赜筒煌M(jìn)料位置的產(chǎn)物分布情況，增加了實(shí)驗(yàn)方案三，即回?zé)捚秃椭赜屯瑫r(shí)從下進(jìn)料噴嘴位置進(jìn)料，并用回?zé)捚挽F化重油進(jìn)料，與方案一的上進(jìn)料回?zé)捴赜拖逻M(jìn)料回?zé)捚拖啾?，其轉(zhuǎn)化率增加，液化氣收率增加3.37 %，汽油收率略有降低，重油和柴油收率降低，汽油中烯烴含量降低4.57 %，這主要是由于回?zé)捴赜瓦M(jìn)料位置改變，重油在提升管反應(yīng)停留時(shí)間增加，且采用回?zé)捚瓦M(jìn)行霧化進(jìn)料進(jìn)一步使原料在提升管中反應(yīng)停留時(shí)間增加，原料裂化深度增加，使低碳烯烴產(chǎn)量增加，但同時(shí)使焦炭產(chǎn)率明顯增加。

3 結(jié)論

（1）汽油回?zé)捒墒蛊椭邢N含量降低，同時(shí)重油的回?zé)捒墒蛊彤a(chǎn)品中芳烴含量增加，從而保證了汽油辛烷值。

（2）回?zé)捚蛷纳舷聡娮煳恢眠M(jìn)料，對(duì)汽油降烯烴效果基本相同，但回?zé)捚蛷南聡娮爝M(jìn)料時(shí)，汽油損失較大，輕質(zhì)油和低碳烯烴產(chǎn)率較低，回?zé)捚蛷纳蠂娮爝M(jìn)料可取得更好的產(chǎn)物分布，且汽油辛烷值進(jìn)一步提高。

（3）回?zé)捚秃椭赜屯瑫r(shí)從下噴嘴進(jìn)料時(shí)，因反應(yīng)停留時(shí)間增加，液化氣產(chǎn)率增加、汽油中烯烴含量降低，但與方案二相比，因回?zé)捚秃椭赜筒荒芊侄闻c催化劑反應(yīng)，使重油和焦炭產(chǎn)率增加，產(chǎn)物分布仍需改善。