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        催化裂化裝置增產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)優(yōu)化

        2021-07-06 11:12:50閔正紅管建強(qiáng)賀安新
        煉油與化工 2021年3期
        關(guān)鍵詞:油漿液化氣丙烯

        閔正紅,管建強(qiáng),賀安新

        (中國(guó)海油惠州石化有限公司煉油一部,廣東 惠州 516086)

        受新冠疫情和國(guó)際油價(jià)影響,市場(chǎng)汽油需求萎靡,價(jià)格持續(xù)下滑,液化氣、柴油的利潤(rùn)空間相對(duì)較大,上半年受熔噴布市場(chǎng)價(jià)格因素影響,丙烯市場(chǎng)價(jià)格更是可觀。鑒于產(chǎn)品優(yōu)化調(diào)整的當(dāng)前形勢(shì),國(guó)內(nèi)煉油廠主要采取投用汽油回?zé)?、試用丙烯助劑或者裂解劑、調(diào)整催化劑配方等措施。

        1 裝置概述

        中國(guó)海油惠州石化有限公司催化裂化(I)裝置由中國(guó)石化工程公司負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石化工程公司負(fù)責(zé)詳細(xì)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)規(guī)模為120×104t/a,現(xiàn)裝置主要加工常減壓裝置的減3線蠟油及少部分加氫裂化尾油、加氫蠟油、加氫重油和焦化蠟油。

        反應(yīng)部分采用MIP-CGP工藝,再生部分為燒焦罐—再生器串聯(lián)2段完全再生工藝。2019年停工大檢修期間,在提升管下部的第1反應(yīng)段,即原提升管進(jìn)料噴嘴上方2.5 m處新增了2組設(shè)計(jì)最大流量10 t/h的柴油回?zé)拠娮?,開工后此噴嘴一直處于備用狀態(tài)。

        2 優(yōu)化措施

        結(jié)合市場(chǎng)需求和裝置情況,惠州石化催化裂化(I)裝置通過粗汽油回?zé)挕⒏纳圃闲再|(zhì)和操作優(yōu)化等措施來(lái)提高液化氣和丙烯收率、降低汽油收率。

        2.1 粗汽油回?zé)?/h3>

        針對(duì)汽油市場(chǎng)需求萎靡,液化氣及丙烯利潤(rùn)空間較大的市場(chǎng)行情,裝置利用備用的柴油噴嘴,通過現(xiàn)有流程將部分粗汽油回?zé)捴猎嫌蛧娮?.5 m上方的柴油噴嘴,以期降低汽油收率,提高液化氣和丙烯收率的目的。

        粗汽油回?zé)捚陂g控制粗汽油回?zé)捔?~8 t/h,第1反應(yīng)器溫度控制520~522℃,新鮮原料為常減壓的減3線蠟油,原油比率未做調(diào)整。為確定最優(yōu)回?zé)捫Ч?,先后試?yàn)5 t/h和7.5 t/h不同粗汽油回?zé)捪碌漠a(chǎn)品分布,并進(jìn)一步優(yōu)化520℃和522℃不同的第1反應(yīng)器溫度下的產(chǎn)品分布變化?;?zé)捛昂笾饕刂茀?shù)見表1。

        表1 主要操作條件

        2.2 改善原料性質(zhì)

        催化裝置的原料中氫含量越高,其液化氣和汽油收率越高。為獲得較高的液化氣收率,改善原料性質(zhì)后原料密度下降了17.63 kg/m3、K值增加了0.138,原料優(yōu)化前后新鮮原料性質(zhì)變化見表2。

        表2 優(yōu)化前后新鮮原料性質(zhì)

        2.3 操作優(yōu)化

        為了獲得較理想的產(chǎn)品分布,裝置在操作上從3個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整。

        (1)維持適宜的催化劑活性。催化劑活性過高會(huì)使汽油產(chǎn)率下降,氣體和焦炭產(chǎn)率增加[1]。根據(jù)原料性質(zhì)及平衡劑活性,調(diào)整新鮮催化劑補(bǔ)充量,調(diào)整后平衡劑活性由69降至67。

        (2)調(diào)整汽油干點(diǎn)。為降低汽油收率,裝置在分餾塔頂溫度不低于塔頂蒸汽的露點(diǎn)溫度并留有一定余度的前提下,盡量降低汽油干點(diǎn),使部分汽油組分進(jìn)入柴油中。調(diào)整前汽油干點(diǎn)為193±2℃,調(diào)整后汽油干點(diǎn)為183±2℃,下調(diào)了10℃。

        (3)減少油漿外甩量。催化油漿密度大、芳烴和膠質(zhì)含量高,且富含催化劑粉末,附加值較低。為優(yōu)化產(chǎn)品分布,裝置通過調(diào)整分餾塔底取熱,控制適宜的油漿密度,在不影響油漿外送及柴油質(zhì)量合格的前提下盡量減少油漿中的柴油組份。

        3 效果分析

        3.1 粗汽油回?zé)?/h3>

        3.1.1 產(chǎn)品分布變化通過粗汽油回?zé)捔考胺磻?yīng)溫度的優(yōu)化摸索,回?zé)捄蠊r:粗汽油回?zé)?.5 t/h,反應(yīng)溫度控制522℃;回?zé)捛肮r:反應(yīng)溫度控制520℃。2種工況對(duì)比,產(chǎn)品收率變化見表3。

        表3 回?zé)挻制颓昂螽a(chǎn)品收率分布變化/%

        回?zé)挻制秃螽a(chǎn)品分布變化為:干氣收率增加0.3%;液化氣收率增加1.41%;汽油收率降低0.77%;柴油收率降低0.8%;油漿收率降低0.74%;焦炭收率增加0.59%,總液收下降0.19%。

        分析認(rèn)為:自提升管進(jìn)料噴嘴上部噴入的粗汽油一定程度上抑制了裂化反應(yīng),促進(jìn)了芳構(gòu)化等2次反應(yīng),同時(shí)由于汽油回?zé)捨鼰?、裂化?dǎo)致催化劑循環(huán)量增加,劑油比升高,在相對(duì)高溫的反應(yīng)條件下,裂化深度增加[2]。由于回?zé)挻制椭斜旧硐N的裂化反應(yīng)[3]和反應(yīng)深度增加后原料的轉(zhuǎn)化,液化氣收率增加明顯;反應(yīng)深度增加導(dǎo)致小分子的干氣和縮合產(chǎn)物焦炭收率增加;柴油和油漿等較大分子被進(jìn)一步裂化,收率下降;汽油收率下降是因?yàn)榛責(zé)掁D(zhuǎn)化消耗的汽油量大于反應(yīng)深度提高后原料裂化而增加的汽油量所致。

        3.1.2 產(chǎn)品性質(zhì)變化汽油的性質(zhì)見表4。

        表4 汽油性質(zhì)

        空白標(biāo)定期和粗汽油回?zé)挊?biāo)定期穩(wěn)定汽油干點(diǎn)控制指標(biāo)均為191~195℃,從表4汽油性質(zhì)表中數(shù)據(jù)可知,粗汽油回?zé)捄螅托再|(zhì)有一定變化,汽油中苯含量由0.46%上升至0.56%,烯烴含量由28.33%下降至25.1%,芳烴含量由24.02%上升至26.46%。說(shuō)明粗汽油回?zé)捄笥蟹紭?gòu)化反應(yīng),即1部分汽油組分進(jìn)行芳構(gòu)化同時(shí),將其H貢獻(xiàn)出去,使得液化氣、干氣等富氫產(chǎn)品產(chǎn)率增加[4],與此同時(shí)苯和芳烴含量均有增加。汽油中烯烴含量下降較多[5],分析其原因?yàn)橄N非常容易獲得1個(gè)質(zhì)子而形成正碳離子,參與其它分子反應(yīng),或從該正碳離子β位裂化生成1個(gè)低分子量烯烴和分子量更小的正碳離子[6],繼續(xù)進(jìn)行碳正離子反應(yīng),因此要消耗1部分烯烴分子,相應(yīng)地烷烴比例增加。

        粗汽油回?zé)捄螅夯瘹庵斜w積分?jǐn)?shù)上升了1.36%,丙烯占液化氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升了1.28%,未發(fā)現(xiàn)干氣、柴油等性質(zhì)有明顯變化。

        3.1.3 存在問題粗汽油回?zé)捄螅诋a(chǎn)品分布上,液化氣收率上升和汽油收率下降較明顯,達(dá)到預(yù)期,同時(shí)也存在4個(gè)問題。

        (1)粗汽油回?zé)捄?,干氣和焦炭收率較高,液收損失較明顯;

        (2)受焦炭產(chǎn)率變化影響,催化燒焦單耗增加5.27 kgEO/t,裝置能耗升高3.83 kgEO/t;

        (3)受焦炭產(chǎn)率變化影響,再生器燒焦負(fù)荷已經(jīng)接近滿負(fù)荷,頻繁出現(xiàn)2次燃燒情況;

        (4)粗汽油回?zé)捄?,催化劑循環(huán)量明顯增加(經(jīng)計(jì)算循環(huán)量約增加50 t/h),期間待生線路出現(xiàn)過1次流化小幅波動(dòng)。

        3.2 改善原料性質(zhì)及操作優(yōu)化

        改善原料和操作優(yōu)化后產(chǎn)品分布變化見表5。

        表5 調(diào)整前后產(chǎn)品分布變化

        改善原料性質(zhì)后,將平衡催化劑活性由69下調(diào)至67、汽油干點(diǎn)下調(diào)10℃、控制適宜的油漿密度減少油漿中柴油組分?jǐn)y帶量等操作優(yōu)化,再加之回?zé)? t/h的粗汽油,產(chǎn)品分布變化明顯,達(dá)到預(yù)期。其中,液化氣和汽油收率分別增加2.82%和0.62%,柴油、油漿和焦炭分別下降1.34%、1.13%和1.03%,總液收增加2.26%。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        (1)回?zé)挻制秃?,液化氣收率增?.41%、丙烯占液化氣質(zhì)量收率增加1.28%、汽油收率降低0.77%、焦炭收率增加0.59%,液化氣和丙烯收率增加、汽油收率降低,經(jīng)濟(jì)效益可觀。

        (2)汽油中苯含量升高0.097%、芳烴含量升高2.43%、烯烴含量下降3.23%,液化氣中丙烯含量升高1.36%,其它產(chǎn)品性質(zhì)變化不明顯。

        (3)回?zé)挻制秃蟪霈F(xiàn)了能耗升高、再生器燒焦負(fù)荷大易產(chǎn)生2次燃燒和流化波動(dòng)等不利影響。

        (4)改善原料性質(zhì)后,通過操作優(yōu)化,液化氣收率增加2.82%,增幅較大,經(jīng)濟(jì)效益明顯。

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