朱 長(zhǎng) 健

(中國(guó)石化安慶分公司，安徽 安慶 246001)

隨著重質(zhì)燃料油需求的不斷減少以及輕質(zhì)清潔運(yùn)輸燃料需求的快速增長(zhǎng)，石油產(chǎn)品的需求結(jié)構(gòu)正逐步向輕質(zhì)油品轉(zhuǎn)變。催化裂化柴油(LCO)約占我國(guó)柴油池總量的30%，環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，清潔燃料升級(jí)換代的不斷加快，促使煉油企業(yè)不斷調(diào)整催化裂化柴油加工路線，深入優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，持續(xù)提高輕質(zhì)油收率，積極發(fā)展加氫裂化技術(shù)，以滿足不斷變化的油品市場(chǎng)需求，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1-4]。

中國(guó)石化安慶分公司(簡(jiǎn)稱安慶分公司)原有兩套柴油加氫精制裝置，其中，一套2.2 Mt/a液相柴油加氫裝置以直餾柴油和少量焦化柴油為原料，生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于50 μg/g的國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)車用柴油(簡(jiǎn)稱車柴)調(diào)合組分；另一套1.0 Mt/a柴油加氫精制(簡(jiǎn)稱Ⅲ加氫)裝置以焦化柴油和LCO為原料，生產(chǎn)普通柴油(簡(jiǎn)稱普柴)調(diào)合組分，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為200～400 μg/g。兩套柴油加氫精制裝置以原有的柴油加工生產(chǎn)能力，車柴質(zhì)量可達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)要求，車柴比例不足10%，普柴中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為150 μg/g，全廠柴汽比約為1.20。安慶分公司先后通過實(shí)施液相柴油加氫裝置升級(jí)改造項(xiàng)目、Ⅲ加氫裝置升級(jí)改造項(xiàng)目以及LTAG項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油質(zhì)量升級(jí)并將全廠柴汽比降至1.03。如何在國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)汽柴油質(zhì)量升級(jí)的同時(shí)增產(chǎn)汽油，消滅普柴，降低煉油廠柴汽比，成為安慶分公司轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要問題。

安慶分公司LCO年產(chǎn)量最高可達(dá)1.0 Mt，約占全廠柴油池的30%，這部分柴油密度和硫、氮、芳烴含量偏高，十六烷值低。隨著國(guó)內(nèi)油品質(zhì)量升級(jí)步伐的加快，以及“車柴、普柴并軌”政策的提出，安慶分公司積極拓寬LCO加工路線，尋求經(jīng)濟(jì)合理、高效地利用LCO中芳烴資源的加工工藝。安慶分公司經(jīng)多方比較、評(píng)估，決定采用中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱石科院)開發(fā)的LCO生產(chǎn)高辛烷值汽油或BTX(苯、甲苯和二甲苯)原料的加氫裂化(RLG)技術(shù)，新建了一套1.0 Mt/a催化裂化柴油加氫轉(zhuǎn)化裝置(簡(jiǎn)稱RLG裝置)，在對(duì)LCO進(jìn)行加氫改質(zhì)的同時(shí)，直接生產(chǎn)一部分高辛烷值汽油組分[5-6]。該裝置于2017年12月首次開車成功，2018年1月投入正常生產(chǎn)，從裝置工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)18個(gè)月的數(shù)據(jù)可以看出，RLG裝置可穩(wěn)定生產(chǎn)收率為45%～60%的高辛烷值汽油調(diào)合組分，同時(shí)兼顧生產(chǎn)部分低硫清潔柴油調(diào)合組分。經(jīng)過不斷優(yōu)化調(diào)整工藝操作，在實(shí)現(xiàn)全面消滅普柴、降低企業(yè)柴汽比的同時(shí)，穩(wěn)定生產(chǎn)符合國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)清潔汽柴油產(chǎn)品，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 RLG裝置總體運(yùn)行及工業(yè)標(biāo)定情況

1.1 總體運(yùn)行情況

RLG裝置采用石科院研發(fā)、中國(guó)石化催化劑有限公司長(zhǎng)嶺分公司工業(yè)生產(chǎn)的專用RN-411加氫精制催化劑和RHC-100加氫裂化催化劑，加工原料為安慶分公司3套催化裂化裝置生產(chǎn)的混合LCO。該裝置于2017年12月完成催化劑預(yù)硫化和初活性鈍化，2018年1月2日生產(chǎn)出合格的國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)汽油、柴油調(diào)合組分。

RLG裝置平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)18個(gè)月，LCO累計(jì)加工量為1.19 Mt，生產(chǎn)高辛烷值汽油593 kt，低硫清潔柴油567 kt。產(chǎn)品汽油、柴油可分別作為國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)汽油、車柴調(diào)合組分，其中，高辛烷值汽油收率為45%～60%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2 μg/g，苯體積分?jǐn)?shù)小于1%，研究法辛烷值(RON)達(dá)90～95；產(chǎn)品柴油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5 μg/g，十六烷指數(shù)提高10～14個(gè)單位。

1.2 第一次工業(yè)標(biāo)定情況

安慶分公司RLG裝置于2018年5月22—25日進(jìn)行了首次工業(yè)技術(shù)標(biāo)定，標(biāo)定期間LCO的加工量為122.88 t/h，加氫精制催化劑和加氫裂化催化劑床層的平均溫度分別為374.7 ℃和388.4 ℃，化學(xué)氫耗為2.99%，汽油產(chǎn)品收率為46.33%。標(biāo)定期間LCO的主要性質(zhì)見表1，汽油和柴油產(chǎn)品主要性質(zhì)見表2和表3，物料平衡數(shù)據(jù)見表4，能耗情況見表5。

表1 LCO的主要性質(zhì)

由表1可以看出，裝置標(biāo)定期間LCO的密度(20 ℃)為0.928 1～0.928 9 gcm3，十六烷指數(shù)為25.0～25.1。由表2可以看出，汽油產(chǎn)品的密度(20 ℃)為0.795 0～0.803 6 gcm3，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3～0.6 μgg，氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3～0.5 μgg，RON為91.3～92.0，苯體積分?jǐn)?shù)為0.78%～0.98%。由表3可以看出，柴油產(chǎn)品的密度(20 ℃)為0.870 4～0.873 9 gcm3，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5～2.2 μgg，氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3～0.5 μgg，十六烷指數(shù)為38.0～39.5，十六烷指數(shù)與LCO相比提高了13.0～14.5個(gè)單位。由表4可以看出：標(biāo)定期間裝置的生產(chǎn)負(fù)荷為103.21%，主要反應(yīng)參數(shù)均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，汽油收率為46.33%，高于設(shè)計(jì)值；液化氣收率為4.03%，比設(shè)計(jì)值低3.26百分點(diǎn)；干氣產(chǎn)率比設(shè)計(jì)值低0.54百分點(diǎn)，較低的氣體產(chǎn)率表明RLG技術(shù)專用加氫催化劑具有良好的加氫活性和選擇性。由表5可以看出，標(biāo)定期間裝置能耗為1 307.96 kJkg，較設(shè)計(jì)值低239.51 kJkg。

表2 汽油產(chǎn)品的主要性質(zhì)

表3 柴油產(chǎn)品的主要性質(zhì)

表4 標(biāo)定期間物料平衡數(shù)據(jù)

表5 標(biāo)定期間能耗數(shù)據(jù)

1)單位為kW·h。

2 RLG裝置長(zhǎng)周期生產(chǎn)運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

2.1 長(zhǎng)周期生產(chǎn)運(yùn)行情況

RLG裝置自2017年12月31日開工，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)18個(gè)月。運(yùn)轉(zhuǎn)期間，RLG裝置整體生產(chǎn)平穩(wěn)，未發(fā)生過大的裝置波動(dòng)或者飛溫事故。

圖1給出了RLG裝置LCO進(jìn)料量隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的變化趨勢(shì)。由圖1可見，根據(jù)全廠LCO的量，RLG裝置的LCO進(jìn)料量維持在80～120 t/h，相當(dāng)于裝置加工負(fù)荷維持在67%～100%，平均約84%。

圖1 RLG裝置LCO進(jìn)料量的變化趨勢(shì)

圖2給出了RLG裝置的精制催化劑和裂化催化劑床層的平均溫度隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的變化趨勢(shì)。由圖2可以看出，精制催化劑平均失活速率為每月0.95 ℃，裂化催化劑平均失活速率為每月0.77 ℃。從裝置催化劑失活情況看，催化劑可以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)3年以上。催化劑失活緩慢為裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)奠定了基礎(chǔ)。另外，從日常的溫度看，RLG裝置溫度波動(dòng)小，除了因加工量變化進(jìn)行溫度調(diào)整外，反應(yīng)溫度控制平穩(wěn)。

圖2 RLG裝置的精制催化劑和裂化催化劑床層的平均溫度變化趨勢(shì)◆—精制催化劑； ■—裂化催化劑

圖3給出了RLG裝置的汽油收率和液化氣收率隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的變化趨勢(shì)。由圖3可以看出，汽油收率基本維持在50%～60%之間，液化氣收率僅3.2%左右，干氣產(chǎn)率更低。液化氣收率較低，表明催化劑選擇性好，氫氣利用效率高。汽油收率高，表明催化劑活性高，目標(biāo)產(chǎn)品收率高。

圖4給出了穩(wěn)定汽油的RON和硫含量隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的變化趨勢(shì)。由圖4可以看出：穩(wěn)定汽油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)多數(shù)在1 μg/g以下，平均值約0.5 μg/g；RON在90～95之間。

圖3 RLG裝置汽油收率和液化氣收率變化趨勢(shì)▲—汽油； ●—液化氣

圖4 穩(wěn)定汽油RON和硫含量變化趨勢(shì)▲—RON； ●—硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)

圖5給出了LCO十六烷指數(shù)、柴油產(chǎn)品十六烷指數(shù)及硫含量隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的變化趨勢(shì)。由圖5可以看出：LCO的十六烷指數(shù)在20～25之間；柴油產(chǎn)品的十六烷指數(shù)在35～40之間，較原料柴油提高了10～15個(gè)單位；柴油產(chǎn)品的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5 μg/g以下，平均值約2 μg/g。

圖5 LCO十六烷指數(shù)、柴油產(chǎn)品十六烷指數(shù)及硫含量變化趨勢(shì)▲—LCO十六烷指數(shù)； ×—柴油產(chǎn)品十六烷指數(shù)； ◆—柴油產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.2 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

RLG裝置投產(chǎn)后，安慶分公司實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)車柴產(chǎn)品的目標(biāo)，柴汽比由1.03降低至0.74。RLG技術(shù)的成功應(yīng)用為安慶分公司消減劣質(zhì)LCO、降低柴汽比做出突出貢獻(xiàn)。RLG裝置自2018年1月至2019年6月的效益測(cè)算結(jié)果見表6。測(cè)算中按照裝置實(shí)際投入和產(chǎn)出，考慮裝置本身消耗的燃料動(dòng)力費(fèi)用、輔材費(fèi)用、新增固定費(fèi)用等因素，LCO依據(jù)2017年實(shí)際出廠價(jià)與車柴的價(jià)差測(cè)算，氫氣為安慶分公司煤氣化裝置自產(chǎn)，增供氫不增加該裝置固定費(fèi)用，按其變動(dòng)成本測(cè)算，其余價(jià)格按2018年及2019年1—6月實(shí)際價(jià)格測(cè)算。由表6可以看出，RLG裝置自2018年1月至2019年6月的累計(jì)經(jīng)濟(jì)效益為2.61億元，年均經(jīng)濟(jì)效益為1.74億元，每噸LCO的經(jīng)濟(jì)效益為219元。

表6 RLG裝置經(jīng)濟(jì)效益核算

1)不含增值稅、消費(fèi)稅及附加費(fèi)。

3 結(jié) 論

(1)為優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高經(jīng)濟(jì)效益，安慶分公司新建了一套1.0 Mt/a催化裂化柴油加氫轉(zhuǎn)化裝置。技術(shù)標(biāo)定和工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果表明，RLG裝置以劣質(zhì)LCO為原料，可穩(wěn)定生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2 μg/g、RON為90～95、苯體積分?jǐn)?shù)為0.5%、收率為45%～60%的高辛烷值汽油調(diào)合組分，同時(shí)柴油產(chǎn)品十六烷指數(shù)較LCO提高12～14個(gè)單位。

(2)RLG裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果表明，RLG裝置運(yùn)行平穩(wěn)，催化劑失活緩慢，具備長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)汽柴油調(diào)合組分的能力；汽油產(chǎn)品辛烷值高、硫含量低，是優(yōu)質(zhì)的高辛烷值汽油調(diào)合組分；柴油產(chǎn)品硫含量低、十六烷指數(shù)提高幅度大，實(shí)現(xiàn)了LCO的高效轉(zhuǎn)化。

(3)RLG技術(shù)的成功工業(yè)應(yīng)用，使安慶分公司在RLG裝置投產(chǎn)后，實(shí)現(xiàn)了全面消減普柴、生產(chǎn)國(guó)Ⅵ車用柴油調(diào)合組分、多產(chǎn)汽油的目標(biāo)，柴汽比由1.03降低至0.74，全廠年均新增經(jīng)濟(jì)效益約1.74億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。