郭巧霞,陳 亮
(中海石油寧波大榭石化有限公司,浙江 寧波 315000)
中海石油寧波大榭石化有限公司220萬噸/年催化裂解裝置(以下簡稱DCC裝置)反應部分采用中國石化股份有限公司石油化工科學研究院開發(fā)的以常壓渣油和加氫尾油為原料、以丙烯、乙烯為主要目的產(chǎn)品、副產(chǎn)輕芳烴的催化裂解(簡稱DCC)技術,催化劑為與DCC工藝配套設計的專用分子篩催化劑[1-2]。
DCC裝置開工以后,目標產(chǎn)品乙烯、丙烯收率一直與設計值偏差較大(乙烯、丙烯設計收率分布為4.5%、19.5%,實際收率分別為2.5%~3.0%、15.5%~16.0%),為摸索常壓渣油、加氫尾油等DCC裝置原料的配比對DCC裝置產(chǎn)品分布的影響,對DCC裝置進行了原料優(yōu)化摸索。原料優(yōu)化期間,將DCC裝置的原料配比先后調整為:m(常渣) /m(尾油) =85/115、105/105、115/95,綜合分析各原料配比下的產(chǎn)品分布情況。
DCC裝置原料優(yōu)化期間,主要工藝參數(shù)控制如表1所示。
原料優(yōu)化摸索過程,以常渣/尾油為85/115、碳四回煉0t/h、三反藏量50t(其余工藝參數(shù)與原料優(yōu)化期間相同)的工況為基準工況,考察常渣/尾油配比、碳四回煉、三反藏量變化對產(chǎn)品分布的影響。
表1 原料優(yōu)化期間主要工藝參數(shù)控制情況
原料優(yōu)化期間,將DCC裝置的原料配比先后調整為:m(常渣)/m(尾油) =85/115(工況1)、105/105(工況2)、115/95(工況3),綜合分析各原料配比下的產(chǎn)品分布情況,發(fā)現(xiàn)在m(常渣)/m(尾油)為105/105時工況最優(yōu)。該原料配比下,丙烯、乙烯收率達到峰值、異丁烯收率達三種原料配比中的最高值,目標產(chǎn)品收率最高。
從圖1看出,回煉碳四、提高三反藏量后,干氣收率上升,干氣中乙烯含量下降,但干氣中乙烯對原料收率呈上升趨勢,可見回煉碳四、提高三反藏量對增產(chǎn)乙烯有益。
圖1 干氣、乙烯收率變化
干氣中乙烯含量隨著常壓渣油在原料中比例的增大而下降;干氣收率和乙烯對原料收率在工況2[m(常渣)/m(尾油) =105/105]時達到最大值(12%、3.75%),隨著常壓渣油比例繼續(xù)增大,二者收率均下降。
回煉碳四、提高三反藏量后,雖然液態(tài)烴收率有所波動,但是丙烯收率相比碳四未回煉前明顯提高,可見回煉碳四、提高三反藏量對增產(chǎn)丙烯有益。
在原料三個比例中,當m(常壓渣油)/m(加氫尾油) =105/105時,液態(tài)烴收率及丙烯收率均達到最大值(41.11%、17.87%),見圖2。
圖2 液態(tài)烴、丙烯收率
碳四回煉量為零時,液化氣中異丁烯含量高,下游MTBE裝置MTBE產(chǎn)量高。碳四回煉后因丁烯繼續(xù)裂化成乙烯、丙烯,導致液態(tài)烴中異丁烯含量下降,MTBE產(chǎn)量降低。當碳四回煉穩(wěn)定后,工況2[m(常渣)/m(尾油) =105/105)]的異丁烯收率較高(3.47%),MTBE產(chǎn)量較高,見圖3。
圖3 異丁烯收率
從圖4看出,在各主要操作參數(shù)不變的情況下,在工況3[m(常渣)/m(尾油) =115/95],外取熱產(chǎn)汽量達到滿負荷51t/h,兩器熱負荷達到最大值,受熱負荷限制,此時裝置加工負荷的提升空間較小。
圖4 外取熱器發(fā)汽量變化
當前催化劑活性下,DCC裝置原料配比以m(常壓渣油) /m(加氫尾油) 為1∶1工況最優(yōu),相關分析結論如下:
1)回煉碳四、提高三反藏量對增產(chǎn)乙烯、丙烯有益,但同時會降低異丁烯收率;2)在原料三個配比中,當m(常壓渣油)/m(加氫尾油) =105/105時,乙烯、丙烯及異丁烯收率均達最大值,分別為3.75%、17.87%、3.47%;3)當原料中m(常壓渣油)/m(加氫尾油)=115/95時,兩器熱負荷達最大值,裝置加工負荷提升空間較??;4)在裝置工藝參數(shù)保持穩(wěn)定的情況下,考慮到目標產(chǎn)品收率及裝置操作余量等,建議按m(常壓渣油) /m(加氫尾油) =105/105即1∶1為DCC裝置提供原料,且常壓渣油量不宜超過110t/h。