ADCP工艺研究及经济效益浅析

中国石化炼化工程集团洛阳技术研发中心和中国石化洛阳工程有限公司采用重油裂解性能评价实验装置和新研制的减黏 焦化 连续蒸馏联合实验装置,以劣质重油为原料进行浅度热裂化反应以及浅度热裂化反应与深度热裂化反应联合(ADCP工艺) 的研究,并分析了ADCP工艺的经济效益。结果表明,浅度热裂化反应的反应温度和反应时间之间具有一定的互补性,但在较低反应温度下即使延长反应时间也得不到较高的减黏率,只有采取较高的反应温度才能得到较高的减黏率。在工业生产中,为了避免或减缓炉管和反应器结焦,当反应温度较高时不宜采取较长的反应时间。与常规延迟焦化工艺相比,ADCP工艺在焦炭塔非绝热条件下,降低了气体和焦炭产率,液体产品产率提高了157百分点,尤其是柴油馏分产率提高了215百分点。对于年加工能力为10 Mt的延迟焦化装置,采用ADCP工艺的改造费用大约1300万RMB,但年增利润总额和年均净利润分别在4552万RMB和3414万RMB以上,具有显著的经济效益。     

ADCP工艺加热炉辐射段进料浅度热裂化研究

中石化洛阳工程有限公司(LPEC)开发了一种把浅度的热裂化反应和深度的热裂化反应有机地结合起来的劣质重油加工新工艺,该技术可改善延迟焦化装置进料性质、延长加热炉的运行周期、提高液体产品收率。在LPEC中型实验装置上,利用一套装置一个加热炉考察了浅度热裂化反应对焦化加热炉辐射段进料性质的影响及减缓炉管结焦的效果。结果表明:当反应温度由400℃提高到410℃,冷油停留时间由14.8 min延长到66.9 min时,重油轻质化效果明显,黏度显著降低,减黏率由34.60%提高到90.80%;但过高的减黏率会加剧甲苯不溶物的生成,不利于工业装置的长周期安全运行,因此应选择适宜的操作条件把减黏率控制在一定范围之内。     

重油浅度热裂化反应深度对延迟焦化过程的影响

为了提高延迟焦化的液体产品收率,中国石化洛阳工程有限公司对现有工艺进行改进,把浅度热裂化反应和深度热裂化反应有机地结合在一起,开发出了ADCP新工艺。在新研制的减黏-焦化-连续蒸馏联合试验装置上考察了劣质重油浅度热裂化深度对焦化产品分布的影响。结果表明,当重油的减黏率分别为33.03%,52.43%,78.21%时,与常规工艺相比,液体产品收率分别提高了0.48,0.97,1.71百分点,其中轻质油收率分别提高了1.04,1.11,2.19百分点,轻质油收率的提高主要体现在柴油馏分收率提高上,而焦化汽油、柴油和蜡油等产品的性质与常规工艺的产品无明显区别,不会影响各产品的后续加工过程。     

重油浅度热裂化反应深度对延迟焦化过程的影响

为了提高延迟焦化的液体产品收率,中国石化洛阳工程有限公司对现有工艺进行改进,把浅度热裂化反应和深度热裂化反应有机地结合在一起,开发出了ADCP新工艺。在新研制的减黏-焦化-连续蒸馏联合试验装置上考察了劣质重油浅度热裂化深度对焦化产品分布的影响。结果表明,当重油的减黏率分别为33.03%,52.43%,78.21%时,与常规工艺相比,液体产品收率分别提高了0.48,0.97,1.71百分点,其中轻质油收率分别提高了1.04,1.11,2.19百分点,轻质油收率的提高主要体现在柴油馏分收率提高上,而焦化汽油、柴油和蜡油等产品的性质与常规工艺的产品无明显区别,不会影响各产品的后续加工过程。     

劣质重油浅度热裂化中试研究

中国石化洛阳工程有限公司（LPEC）开发了一种将浅度热裂化反应和深度热裂化反应有机结合加工劣质重油的新技术（ADCP）。该技术可显著改善延迟焦化装置的进料性质、延长加热炉的运行周期、提高液体产品的产率。为了给工业生产装置提供基础设计数据,LPEC在自建的中试评价装置上,考察了浅度热裂化反应条件对生成重油的黏度以及甲苯不溶物含量的影响。结果表明,提高反应温度或延长冷油停留时间,浅度热裂化后的重油轻质化明显,黏度显著降低。当基准冷油停留时间为“t”时,反应温度由(T-30)℃提高到(T+30)℃,减黏率由1880%提高到8925%;在基准反应温度为“T”时,冷油停留时间由(t-20)min延长到(t+20)min,减黏率由4006%提高到7286%;但过高的减黏率会加剧甲苯不溶物的生成,不利于工业装置的长周期安全运行,因此应选择适宜的操作条件,将减黏率控制在一定范围之内。     

高液收延迟焦化工艺(ADCP)研究

改善延迟焦化装置进料性质、延长加热炉的运行周期、提高液体产品收率是延迟焦化工艺的发展方向。利用一套装置的一个加热炉把浅度和深度热裂化反应结合起来加工劣质重油可优化延迟焦化工艺的产品收率。在中试装置上考察了重油浅度热裂化后作为焦化加热炉辐射段进料对延迟焦化产品分布和性质的影响,结果表明:在相同工艺条件下,重油经浅度热裂化反应其黏度降低80.65%后的混合油气作为辐射段进料,焦化液体产品收率提高1.64百分点,其中柴油收率提高2.07百分点,产品性质与常规工艺无明显不同,不会对后续加工过程产生影响。     

减压渣油延迟减黏裂化中试研究

为解决减压渣油在调合低硫船舶燃料油RMG 380时黏度高的问题,在延迟焦化中试装置上开展以减压渣油为原料的延迟减黏裂化中试研究,考察不同的延迟减黏裂化反应温度对减黏效果的影响。结果表明:在进料量为5 000 g/h,反应时间为300 min,注汽量和反应压力均为0的减压渣油延迟减黏中试试验条件下,加热炉炉管出口温度与减黏率、减硫率成正比;当加热炉出口温度达380℃时,减压渣油的减黏率达85%以上,产物减黏油的收率达80%以上;当加热炉出口温度达400℃时,减压渣油的减黏率达95%以上,产物减黏油的收率达90%以上。反应温度在380～400℃的延迟减黏裂化,其减黏效果明显,减黏率达85%以上,满足RMG 380调合料低黏度的要求。     

催化裂化油浆作为补热剂对延迟焦化工艺的影响

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化(FCC)油浆及如何提高延迟焦化反应温度的问题,提出了FCC油浆作为补热剂的延迟焦化工艺。即在现有的延迟焦化装置中单独设置油浆进料系统及加热炉,加热后油浆在延迟焦化装置转油线处与减压渣油混合。该工艺不仅可以使油浆加热到更高的温度作为补热剂使用,而且避免了传统工艺中油浆与减压渣油混合后对泵和炉管磨损的问题,可明显提高进焦炭塔原料的温度,进而提高了延迟焦化液体产品收率、降低焦炭产率及改善焦化蜡油品质。中试结果表明:FCC油浆作为补热剂的延迟焦化工艺,其液体产品收率增加0.85百分点,焦炭产率降低0.91百分点,焦化蜡油性质得到明显改善,其馏程中95%点由467℃降低至457℃,经济效益得到提高。     

高苛刻度延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的工业实践

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的问题,采用重油微型热反应装置,研究了催化裂化油浆的热反应特性。结果表明：尽管催化裂化油浆的残炭低于减压渣油,但在相同反应条件下,油浆的焦炭产率和气体产率均高于减压渣油;反应时间由2 h延长至4 h后,减压渣油的产品分布变化很小,而催化裂化油浆的焦炭产率降低了3.07百分点,表明催化裂化油浆热反应需要更多的热量和更高的反应苛刻度。通过工业装置焦化炉改造,进行了高苛刻度掺炼催化裂化油浆的工业实践。改造后在掺炼油浆条件下,焦化炉出口转化率由8%提高至12%,装置石油焦收率下降了1.1百分点,石油焦的挥发分质量分数降低了2.1百分点,表明原料的热转化程度有所提高,高苛刻度条件有利于油浆的深度转化。     

减粘-焦化联合工艺的工业应用

茂名石油化工公司炼油厂采用减粘-焦化联合工艺,把减压渣油经减粘裂化后用作延迟焦化原料,有效地改善了焦化装置的操作条件,联合工艺与减压渣油直接进延迟焦化相比,轻油收率提高2.30个百分点,焦炭产率降低3.36个百分点。     

延迟焦化加热炉介质停留时间对装置焦炭产率的影响

延迟焦化装置重油的热反应过程主要在焦炭塔内完成,但其反应所需热量全部由焦化炉提供,因此理论上延长介质在焦化炉管内的停留时间,增加焦化炉提供给介质生焦反应的热量将影响重油在焦炭塔内的反应深度,从而影响延迟焦化装置的产品分布。为消除原料性质变化对产品分布的影响,在三炉并列的1.20 Mt/a延迟焦化工业装置上,通过焦化炉管内外过程模拟技术进行方案论证,对单台焦化加热炉进行了延长介质在炉内停留时间的技术改造试验。4个月的工业生产数据证明,适当延长介质在炉管内的停留时间,可增加介质在焦化炉内的反应深度,使焦炭产率下降3.99个百分点。     

渣油延迟粘工艺设计

渣油延迟减粘工艺是重要的重油加工工艺，目前很受国内外炼厂重视。延迟减粘是浅度热裂化渣油减粘工艺。主要介绍延迟减粘工艺原理，设计方法，并结合弧岛减压渣油和胜利单家寺混合稠油减粘实验数据，就胜华，广饶炼厂减粘装置设计，讨论了如何选择设计条件，以提高渣油减粘率，降低生焦率，延长开工周期。     

渣油延迟减粘工艺设计

渣油延迟减粘工艺是重要的重油加工工艺，目前很受国内外炼厂重视。延迟减粘是浅度热裂化渣油减粘工艺。主要介绍延迟减粘工艺原理、设计方法，并结合孤岛减压渣油和胜利单家寺混合稠油减粘实验数据，就胜华、广饶炼厂减粘装置设计，讨论了如何选择设计条件，以提高渣油减粘率，降低生焦率，延长开工周期。     

比大循环比操作更有效的降低蜡油收率的延迟焦化技术

提出了有别于大循环比操作方式且更有效的降低蜡油收率的延迟焦化技术：在现有延迟焦化装置的基础上，增加焦化蜡油补人原料系统的设施，改变普通延迟焦化操作方式，在一个焦炭塔操作周期的后期一段时间内，通过切换焦化蜡油为装置进料，提高加热炉出口温度10～20℃，实现焦化蜡油深度热裂化，提高其单程转化率。该方法与循环比为0．8的普通延迟焦化操作相比，焦化蜡油收率下降到2．89％，焦化汽油收率增加了2．8个百分点，焦化柴油收率增加了4．7个百分点，焦炭加富气收率下降了2．46个百分点，焦炭的挥发分下降了1．49个百分点，综合能耗降低了82MJ／t。     

减黏裂化预处理焦化进料的工艺研究

为了考察减黏裂化预处理延迟焦化原料的效果,以两种减压渣油为原料,在温度为380～420℃,反应时间2～90 min的实验条件下,考察其减黏裂化性能,探索渣油的减黏率与操作条件及甲苯不溶物含量的相互关系。结果表明:对于同一种原料油,减黏率存在最大值;对于不同的原料油,当操作条件较为缓和时,其减黏率相差较大;但随着操作条件苛刻度的逐渐提高,其差别逐步变小,并基本趋于一致。当减黏率达到最大值后,甲苯不溶物的含量急剧增加,并出现拐点,该拐点可以作为减黏裂化深度的参考依据。结合实际生产需要,推荐原料减黏预处理条件为:反应温度400℃、反应时间30～40 min。     

塔河重质常压渣油延迟焦化工艺的优化

利用国内延迟焦化技术最新研究成果,对塔河超重焦化原料裂解特性及结焦倾向进行了实验室评价,得到了结焦因子、产品分布随循环比的变化规律.利用过程模拟技术,对焦化炉管内外传热及反应过程进行了模拟,得到了在役焦化炉出口管内介质裂解深度、管内介质最大表观流速、管内最高油膜温度及生焦反应所需的焦化炉给热量等关键工艺参数,并与同类装置进行了对比.在对原料特性、装置结构特点及现场操作状况进行详细研究的基础上,对装置进行了针对性改造,对可调工艺参数如循环比、焦化炉出口温度及注气量提出了优化设计方案,其中循环比由设计值的1.00下调到0.65.装置经改造及降低循环比后,装置燃料消耗、焦炭产率均低于原设计:单位能耗比改造前下降了167～209 MJ/t,焦炭产率比改造前下降了1.7～1.8个百分点,装置运行周期达到1 a以上,年经济效益在3 000 ×104 RMB￥以上.     

FCC油浆组成结构特征对延迟焦化及后续加工的影响

从重油催化裂化外甩油浆性质、组成结构特征入手,借助热转化反应特性理论和经验公式,计算出重油FCC油浆经延迟焦化加工的焦炭收率达到40%以上。对比工业生产中延迟焦化装置掺炼FCC油浆前后产品收率,模拟出FCC油浆经焦化加工的产品分布,验证了此前计算的理论焦炭收率,核算出加工效益。就焦化装置和当前国家燃料油消费税政策而言,FCC油浆加工比作为商品外销经济效益好。但焦化装置掺炼油浆对重油催化裂化装置产品分布有不良影响,催化装置效益明显下降。综合焦化、催化两套装置的整体效益看,加工油浆是没有效益的。延迟焦化掺炼FCC油浆对产品质量、设备运行也造成一定的影响。     

劣质重油浅度热裂化研究

在静态试验装置上以4种重油为原料,在反应温度为T±20 ℃、反应时间为2~120 min的条件下,考察了反应温度和反应时间对减黏率和生成重油中甲苯不溶物含量的影响。结果表明：对于同一种重油,在不同反应温度条件下,随着反应时间的延长,减黏率存在最大值;对于不同性质的重油,在操作条件相同情况下,其减黏率有差异;当进一步提高操作条件的苛刻度后,劣质重油的减黏率呈现快速降低趋势,表明胶体的稳定性遭到了破坏;而提高反应温度和延长反应时间都对重油中甲苯不溶物的生成起着重要作用。     

延迟焦化外甩循环油降低循环比的可行性分析

中国石油独山子石化分公司炼油厂延迟焦化装置在目前加热炉出口温度、焦炭塔操作压力和分馏塔蒸发段温度一定的条件下,采取外甩部分循环油出装置的手段降低循环油的循环比。结果表明,将循环比从0.4降低至0.13,延迟焦化装置蜡油收率上升9.44百分点,柴油收率下降3.37百分点,汽油收率下降2.38百分点,总液体收率提高2.96百分点,焦炭产率下降1.98百分点,能耗降低221.95 MJ/t。     

延迟焦化过程掺炼催化裂化油浆进料方式的影响

在延迟焦化中型装置上,采用相同的原料,在焦炭塔塔顶操作压力、加热炉注汽量、循环比等工艺条件基本相同的情况下,对催化裂化油浆直接掺炼到减压渣油中(常规工艺)与催化裂化油浆和减压渣油分别加热后再混合(新工艺)两种进料方式进行试验研究,对两种进料方式下的产品分布及产品性质进行对比。结果表明:与常规工艺相比,新工艺可提高焦炭塔内重油的反应深度,具有提高液体产品收率及降低焦炭产率的技术优势;采用新工艺时气体产率增加了0.16百分点,汽油馏分和柴油馏分收率分别增加了0.23和0.56百分点,焦化蜡油收率降低了0.35百分点,焦炭产率降低了0.64百分点,从而使轻油收率增加了0.79百分点,液体产品收率增加了0.44百分点;在产品性质方面,气体、汽油馏分、柴油馏分和焦炭的性质变化不大,而焦化蜡油的性质则有所改善。