原油直接催化裂解UPC工艺过程模拟与反应参数多目标优化

原油直接催化裂解技术可以实现从原油到三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)的一步跨越,对我国炼化行业的转型升级具有重要意义。以全馏分石蜡基中原原油(159～780℃)为原料,采用混合馏分结构与分子组成集总建模策略,对原油直接催化裂解制烯烃(UPC)反应过程进行建模与工艺参数校准,并基于工业试验数据验证了其准确性。以多产烯烃、控制焦炭生成为目的,利用NSGA-Ⅲ多目标优化算法对模型进行了优化,得到优化后的操作参数。采用优化后的操作参数,即在第一段预热闪蒸温度为194.32℃、第二段预热闪蒸温度为228.16℃、第一段提升管反应器出口温度为615.73℃、第二段提升管反应器出口温度为622.59℃的条件下,UPC工艺得到的乙烯和丙烯收率之和为53.367%,焦炭收率为8.311%。此外,由于现行税费体系燃料型工艺路线税收贡献明显高于化工型工艺路线,UPC工艺参数优化后,烯烃收率大幅度提升,燃料油收率大幅度下降,原油生产总值降低44.30元/t。     

两段提升管催化裂化工业装置的操作条件优化

对中国石油玉门油田分公司80万t/a两段提升管催化裂化(TSRFCC)装置进行了操作条件优化.优化结果为:原料油预热温度250℃,一段提升管出口温度510℃,二段提升管出口温度525℃,原料掺渣比约35%,所产总油浆的3%～4%(质量分数)外排,粗汽油回炼时从二段提升管油浆回炼喷嘴的上方进料,采用LV-23型FCC催化剂.在此优化条件下操作,装置的总液体收率约为81.94%,催化剂单耗为3.58 kg/t.     

糠醛精制抽余油生产环烷基橡胶增塑剂的工艺优化研究

以绥中36-1减三线糠醛精制抽余油为原料,采用加氢处理+临氢降凝+补充精制三段加氢组合工艺,通过催化剂级配及工艺条件优化,制备环烷基橡胶增塑剂。结果表明：在加氢处理催化剂RL-1、临氢降凝催化剂SDD-800、加氢补充精制催化剂LN-5的体积空速分别为1.3,0.8,0.6 h-1,加氢处理及临氢降凝温度均为340 ℃、加氢补充精制温度为240 ℃时,可以得到满足HG/T 5085-2016《橡胶增塑剂环烷基矿物油》标准中产品N4010指标要求的环烷基橡胶增塑剂,收率超过90%。净利润较抽余油直接出售增加1 370 元/t,潜在经济效益显著。     

两段提升管催化裂化生产丙烯工艺

采用小型提升管实验装置模拟两段提升管催化裂化(TSRFCC)工艺,在反应条件、操作方式和氢分配方面进行了研究。实验结果表明,停留时间对丙烯收率的影响最明显,提高剂油比是增产丙烯经济效益最好的措施。以大庆掺渣蜡油为原料,采用LCC-200型催化剂,二段提升管回炼一段“汽油+油浆”时,液化气和丙烯总收率分别为36.52%和16.30%,汽油和柴油总收率分别为26.11%和19.10%,表明TSRFCC工艺配合多产丙烯催化剂,可在生产丙烯的同时兼顾轻油收率和品质。第二段提升管回炼一段柴油不能显著提高丙烯收率,还会降低柴油总收率和品质。第一段提升管提供约70%的丙烯和第二段提升管的原料,因此TSRFCC工艺一段提升管需保持合适的转化深度。TSRFCC工艺的氢利用率可达89.82%,氢分配比较合理。     

双提升管催化裂解技术研究进展

综述了国内外双提升管催化裂解工艺技术进展,包括国内灵活多效催化裂解(FDFCC)系列技术、增强型催化裂解技术(DCC-plus)、两段提升管催化裂解多产丙烯技术(TMP)及国外Maxofin-FCC工艺、PetroRiser工艺及PetroFCC工艺。重点介绍了旨在解决催化剂与原料油精确匹配问题的双催化剂分区再生工艺技术,并指出今后的研发应注重:优化双提升管催化裂解分区再生装置的工艺参数,以降低操作难度;根据市场需求,实现不同技术方案在同一装置上的灵活切换,以加快工业化进程。     

原油直接催化裂解过程模拟与工艺参数优化

针对国内成品油过剩、基本化工原料匮乏的现状,采用原油直接催化裂解工艺最大化利用原油资源,提高基本化工原料收率。先采用Aspen HYSYS软件对原油直接催化裂解(COCC)工艺进行稳态模拟,再以原油预热温度、提升管出口温度、关键产物回炼比为优化变量,对COCC过程模型的工艺参数进行了优化,得到了COCC工艺的最佳工艺操作参数。模拟结果表明,采用优化后的工艺参数,乙烯和丙烯收率分别为11.46%和19.65%。以布伦特原油价格60 USD/bbl(1 bbl=159 L)及其对应的产品价格为基准,对优化后的COCC工艺进行经济效益分析,COCC加工大庆原油的成本为3285 CNY/t,净利润为885 CNY/t,年税后净利润为13.28×10.8 CNY。敏感性分析结果表明,原油价格波动对项目的年净利润影响最大,其次是关键产物乙烯和丙烯的价格波动,生产负荷和固定资产投资对装置的年净利润影响较小。     

新疆春风稠油减压渣油生产150BS光亮油工艺研究

以新疆春风油田的稠油减压渣油为原料,通过丙烷脱沥青工艺,得到100℃运动黏度达109.4 mm~2/s的轻脱油,其性质满足加氢装置进料要求,收率占减压渣油的31.64%;以此轻脱油为原料,采用三段高压加氢工艺,生产出满足指标要求的150BS光亮油产品,其收率占轻脱油的40%左右;得到的副产品性能优良,其中280~360℃馏分可以作为变压器油调合组分,360~480℃馏分可以作为橡胶增塑剂环烷基矿物油产品,总的润滑基础油收率在79.3%左右。     

两段提升管催化裂化装置进料流程优化

分析了中国石油玉门油田公司炼油化工总厂80万t/a两段提升管催化裂化装置运行过程中存在的一段提升管反应温度偏低、两段提升管待生剂挂焦不均的问题的原因,结果表明,这是由于第1再生斜管推动力不足及两段提升管进料性质差异大所致。通过优化进料系统,使二段提升管实现新鲜原料进料,一段提升管反应温度由476℃提高至507℃,二段提升管回炼比由0.78下降至0.48,焦炭收率降低1.23个百分点,干气收率降低0.80个百分点,轻质油收率上升5.06个百分点,总液体收率上升0.63个百分点,加工能力提高至84万t/a,装置总能耗降低10 kg/t(以标准油计)。     

化学链热解煤焦油工艺的模拟及优化

为了得到化学链热解煤焦油制备炭黑系统的优化运行参数,以Aspen Plus为平台建立了模拟流程。以炭黑产率、煤焦油转化率、产气率和能量转化率为评判指标,得到了系统优化的操作条件,并分析了操作参数（燃料反应器温度、反应时间和载氧体/煤焦油摩尔比、操作压力）对热解产物的影响。结果表明,在温度900℃,反应时间3 s,载氧体/煤焦油摩尔比为5.2,操作压力为0.75 MPa的条件下,炭黑产率最大,此时煤焦油转化率为99.5%,产气率为3.39,系统的能量转化率为85.7%。     

吉林常压渣油在提升管内催化裂解的反应规律

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以吉林常压渣油为原料,进行了催化裂解多产丙烯的实验,考察了反应温度、停留时间、催化剂类型对丙烯收率的影响。实验结果表明,提高反应温度、适宜的停留时间和采用多产丙LTB-2烯催化剂均可提高丙烯的收率,其中适宜的反应条件是反应温度530℃、停留时间1.4s左右。采用LTB-2催化剂,在第一段提升管反应温度530℃、m(LTB-2催化剂)∶m(常压渣油)(剂油比)为6.70、停留时间1.36s,第二段提升管反应温度530℃、剂油比7.21、停留时间1.8s左右的操作条件下,进行两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)工艺的模拟实验。模拟实验结果表明,TMP工艺可使丙烯收率达到22.67%,同时兼顾汽油、柴油的生产。     

基于BP神经网络的重油催化裂解模型

基于BP神经网络,利用重油催化裂解反应过程的试验数据,以涉及原料性质、催化剂活性、操作条件等的11个参数作为输入变量,以乙烯、丙烯和轻芳烃 BTX（苯、甲苯、二甲苯）的产率作为输出变量,构建了结构为11-12-3、以贝叶斯算法为学习算法的BP神经网络重油催化裂解模型,并进行了验证。结果表明,该模型对乙烯、丙烯和BTX产率的预测平均相对误差分别为4.59%,3.92%,2.28%,说明所建模型对重油催化裂解反应产物产率的预测效果较好。     

宝明页岩油溶剂精制工艺研究

在优化的工艺条件下对宝明页岩油进行溶剂抽提精制,考察溶剂的选择、抽提温度、剂油质量比、沉降时间对页岩油精制效果的影响。结果表明:选用N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,在抽提温度为60℃、剂油质量比为0.5、反应时间为10min、沉降时间为30min的条件下,抽余油收率为72%,抽出油收率为26%,所得抽余油中不饱和烃、硫、氮、氧含量,残炭明显降低,可作为加氢精制原料,其氢气消耗量比原料直接加氢降低约52.48%,抽出油中小于420℃组分满足4号燃料油标准,大于420℃组分可制备90号重交通道路沥青。     

歧五断块整体深部调驱技术

王徐庄油田歧五断块为厚层不均质砂岩油藏 ,经过 2 0多年的注水开发 ,断块内的不均质性更加突出。为提高断块开发水平 ,加强了前期地质研究和井间监测工作 ,在搞清了断块内的剩余油分布规律和断块内的水道情况的基础上 ,对断块的 4口注水井实施了整体深部调驱技术 ,调驱后见到了明显的效果 ,使日产水平增加了 11.4t,综合含水下降了 1.4个百分点 ,自然递减下降了 43.4%,到目前已累计增油 35 0 0t。介绍了歧五断块在调驱治理过程中的做法、施工参数、效果及取得的认识。实现投入与产出比为 1∶3.3。     

蜡油加氢裂化装置生产工业白油的改造思路

鉴于目前柴油产品经济效益差的现状，从中海油惠州石化有限公司4.0 Mt/a蜡油加氢裂化装置柴油油品性质及其馏分性质着手，拟采用柴油产品的中间馏分生产经济效益更好的5号工业白油，因而使用SIMSCI PROII软件对装置分馏系统进行全流程模拟，提出并实施了主分馏塔降压至0.1 MPa以下、提高柴油再沸返塔温度等优化措施，然而在现有设施基础上的优化调整无法将柴油初馏点提高至目标值。因此，以柴油产品中切割出220～360 ℃馏分生产5号工业白油为技术改造研究目标，提出增设蒸汽汽提塔和原柴油侧线汽提塔停用再沸器、改用蒸汽汽提的两个改造方案，两个方案均能将柴油初馏点提高至220 ℃，生产出合格的5号工业白油，从而将柴油转变为经济效益更好的白油产品，降低全厂柴汽比、提升全厂经济效益。     

以渣油为原料的化工型加氢-催化裂解双向组合技术研究

开发了以渣油为原料的化工型加氢-催化裂解双向组合技术：以渣油为原料,将催化裂解副产的富含多环芳烃的轻、重循环油掺入到渣油中一起加氢,然后再进行催化裂解,生产低碳烯烃和轻质芳烃等化工原料。加氢后催化裂解轻、重循环油中的多环芳烃可以饱和为环烷环并芳环的分子结构,重新具有了可催化裂解性能,因此催化裂解轻、重循环油在渣油加氢和催化裂解的大循环中可大幅提高低碳烯烃和轻质芳烃的收率。以新鲜渣油进料为基准,双向组合模式中（低碳烯烃+轻质芳烃）收率为55.01%,远高于常规模式中（低碳烯烃+轻质芳烃）收率(42.57%)。     

重油催化裂解生产低碳烯烃影响因素的研究进展

乙烯、丙烯等化工原料需求旺盛和成品油消费增速放缓促使炼化一体化成为石化行业发展的新方向,重油催化裂解生产低碳烯烃工艺在其中占据重要地位。从重油催化裂解反应机理着手,概述了原料、催化剂、反应器型式和工艺条件等因素对重油催化裂解产物分布的影响,并就重油催化裂解技术面临问题的解决提出展望。     

减黏工艺生产低硫重质船用燃料油的研究

随着国内炼油能力和成品油需求矛盾日益突出,低硫船用燃料油生产成为炼油厂重油平衡以及盈利的关键。目前企业常采用轻质馏分稀释低硫减压渣油来调合生产低硫船用燃料油,存在成本高、盈利能力差问题。利用减黏工艺大幅度降低减压渣油的黏度和倾点,可实现以大比例减黏渣油调合生产低硫船用燃料油。试验结果表明,减压渣油经减黏改质后,降黏率超过90%,倾点降至30 ℃以下,与原调合方案相比,轻质馏分调入量由30.0%降至3.2%,生产成本大幅降低。此外,采用减黏路线生产低硫船用燃料油,降低了渣油加氢装置负荷,使进入催化裂化装置的高残炭劣质组分减少,改善了催化裂化装置进料,综合测算企业效益可增加 7 982 万元/a。由低硫减压渣油经减黏工艺生产低硫重质船用燃料油,对低硫船用燃料油的生产和低硫减渣的高效利用均提供了可借鉴的思路。     

蜡油加氢裂化装置生产工业白油的改造思路

鉴于目前柴油产品经济效益差的现状,从中海油惠州石化有限公司4.0 Mt/a蜡油加氢裂化装置柴油油品性质及其馏分性质着手,拟采用柴油产品的中间馏分生产经济效益更好的5号工业白油,因而使用SIMSCI PROII软件对装置分馏系统进行全流程模拟,提出并实施了主分馏塔降压至0.1 MPa以下、提高柴油再沸返塔温度等优化措施,然而在现有设施基础上的优化调整无法将柴油初馏点提高至目标值。因此,以柴油产品中切割出220～360 ℃馏分生产5号工业白油为技术改造研究目标,提出增设蒸汽汽提塔和原柴油侧线汽提塔停用再沸器、改用蒸汽汽提的两个改造方案,两个方案均能将柴油初馏点提高至220 ℃,生产出合格的5号工业白油,从而将柴油转变为经济效益更好的白油产品,降低全厂柴汽比、提升全厂经济效益。     

减压深拔长周期运行技术分析与应用

分析了影响减压深拔长周期运行的主要因素,结果显示,防止减压炉炉管和减压塔内构件结焦是保证减压深拔长周期运行的关键。利用Petro-SIM流程模拟软件进行计算分析,实现减压深拔安全平稳长周期运行采取的优化操作措施是:(1)将减压炉出口温度控制在424~427℃,以确保最高油膜温度不高于465℃;(2)将炉管注汽总量控制在1.5~2.0 t/h,以保证最高温处炉管内介质的停留时间小于0.7 s;(3)将减压塔洗涤油最小流量控制为不小于140 t/h;(4)注入急冷油,将减压塔塔底温度控制为小于365℃。