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。     

延迟焦化装置掺炼大庆裂解焦油的研究

将裂解焦油以不同比例掺炼到延迟焦化原料油中，考察产品分布和产品性质。结果表明，掺炼裂解焦油后干气、液化气收率减少，汽油、柴油、蜡油收率变化不明显，焦炭收率增加，主要产品硫、氮、金属质量分数有所降低。     

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。     

延迟焦化动态机理模型的开发

根据渣油热裂解反应的规律及工业延迟焦化过程的特点 ,建立了延迟焦化十一集总反应动力学动态机理模型 ,编制了可以动态模拟工业延迟焦化过程的模拟优化软件DCLK ,该软件可以体现工业延迟焦化装置的非稳态性等特点 ,能够预测焦炭塔一个操作周期内任意时刻的产品产率和焦炭塔内各物料的即时组成 ,模型的计算结果与装置的实际生产数据非常接近 ,基本反映了延迟焦化过程的规律 ,可用于对焦化工艺过程进行模拟与优化。     

延迟焦化增收剂的研制与实验室效果评价

根据提高延迟焦化装置轻质油收率、降低焦炭和干气收率的作用机理，研制了一种延迟焦化增收剂。在实验室模拟延迟焦化装置上，对五种性质不同的原料渣油进行了空白和加剂试验。结果表明，随着加剂量的增加．总液体收率增加。当加剂量为300ug/g时，总液体收率可提高3～5个百分点。采用加入增收剂技术，简单易行。且对各产品质量无不利影响。     

应用神经网络技术开发延迟焦化装置产品收率模型

从延迟焦化装置工艺机理分析入手 ,利用现场实测数据 ,建立了液体产品收率的多变量神经网络模型。该模型可同时给出汽油收率、柴油收率及蜡油收率。仿真结果表明 ,模型较好地反映了装置的实际情况 ,可用来指导生产操作和进行优化控制 ,具有很好的实用价值     

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。     

1.6 Mt/a延迟焦化装置首次开工难点及应对措施

1.6 Mt/a延迟焦化装置是中国中化集团公司泉州石化有限公司12 Mt/a炼油项目的主要重油加工装置之一.简要介绍了该装置的工艺设计特点,同时针对装置首次开工中加热炉进料泵易抽空、焦炭塔预热慢、切换四通阀后加热炉需快速升温、无水箱开工、装置大型化后设备/管线投用时易泄漏等难点,通过选择合适开工蜡油、优化循环流程、优化焦炭塔及加热炉操作、投用设备/管线前充分预热等应对措施,实现了装置的一次开车成功,所有产品均合格.装置标定结果表明,各项工艺参数均符合低压、超低循环比、高加热炉出口温度的高焦化苛刻度延迟焦化工艺技术方案的要求,焦炭塔顶压力0.12 MPa,循环比0.06,加热炉出口温度500℃.标定期间,混合原料油残炭为18.46％,焦炭产率为26.38％,液体产品收率为68.2％.     

延迟焦化结构导向集总模型应用研究

采用22个结构向量描述渣油分子,构建了7 004种渣油分子集总,结合模拟退火算法提出了一种模拟计算渣油分子组成的方法。制定了92条反应规则用以描述渣油延迟焦化分子反应行为。在对工业延迟焦化工艺进行一定程度简化和假设的基础上,建立了一个用以预测延迟焦化产物分布的结构导向集总模型。通过模型预测结果和小试试验结果对比发现,该模型在不同延迟焦化工艺条件下对不同原料得到的产物分布均具有较好的预测可靠性。利用该模型计算了不同原料渣油掺炼以及渣油掺炼回收废道路沥青共焦化对延迟焦化液体收率的影响。计算结果表明:这两种方案都能有效提高延迟焦化液体收率。计算结果经小型试验得到了证实。     

国内现有延迟焦化技术状况及优化的探讨

介绍了目前国内延迟焦化工艺技术现状,对比了延迟焦化工艺和目前炼油厂的其它渣油加工工艺的特点和对原料的适应性,提出了近期延迟焦化工艺仍具有不可替代的作用。为了充分发挥现有延迟焦化装置的作用,对现有装置进一步优化和完善,提出了在提高加工劣质渣油能力、提高液体收率、降低能耗、提高安全水平和减少环境污染方面的优化措施。目前原油劣质化,延迟焦化工艺技术对于深度加工劣质原油的减压渣油具有工艺成熟、投资低、对原料适应性强的特点。     

几种石油系重质原料焦炭化性能的对比分析

借助国内减压渣油、催化裂化油浆及乙烯焦油实验室焦炭化试验数据,测算出3种原料油经延迟焦化装置加工的模拟效益。结果表明,减压渣油掺兑催化裂化油浆和乙烯焦油后,延迟焦化装置的效益均有不同程度下降;但分析结果显示,对于炼油厂来说,按照当前的价格体系计算催化裂化油浆、乙烯焦油经延迟焦化装置加工的效益要好于两者作为商品直接外销。造成延迟焦化装置效益下降的原因主要是掺炼催化裂化油浆、乙烯焦油更多地副产了低价值的普通石油焦产品。通过对原料油的组成、结构以及石油焦成焦机理进行分析,探讨了乙烯焦油在工业延迟焦化装置上加工的可行性,同时阐述了改善乙烯焦油炭化性能的途径和措施。     

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。     

延迟焦化增加液体收率助剂的研究及应用现状

概述了提高延迟焦化装置液体收率技术措施，如在焦化进料中加重芳烃或重芳油，加入抑制生焦的金属催化剂，添加增加液体收率的助剂及优化操作条件等。介绍了延迟焦化增加液体收率助剂的作用机理，对延迟焦化增加液体收率助剂的国内外研究及应用状况进行了综述。     

提高液体收率的上进料延迟焦化新工艺

基于抑制延迟焦化中间产物二次反应的原理,提出了具有上进上出反应器型式的延迟焦化新工艺。中型试验结果表明,与常规的延迟焦化工艺相比,上进料延迟焦化工艺得到的液体产品收率增加2.65个百分点,焦炭及气体产率分别下降2.01和0.85百分点,焦化蜡油质量得到明显改善;采用可灵活调节循环比的延迟焦化工艺加工常规减压渣油,可使液体产品收率提高2百分点以上,从而获取更好的经济效益。     

煤焦油沥青延迟焦化工艺试验研究

在选定的条件下,对煤焦油沥青进行了延迟焦化工艺试验,结果表明:以煤沥青直接作为焦化进料时,可以获得质量分数为10%～20%的液体产品;以煤沥青混兑蒽油为延迟焦化进料时,其液体收率大幅提高,达到28.89%,同时改善了加热炉进料性质,从而可延长装置的运行周期。由于以煤沥青作为焦化的进料,其所产的焦炭符合石油焦1B的标准,可在炼铝工业中使用,从而提高了煤沥青的附加值,增加了煤焦油加工企业的经济效益。针对煤沥青焦化液体产品性质差的特点,应采用较高氢分压、较高反应温度和较低空速对其进行加氢处理。     

可调循环比的延迟焦化工艺

传统的延迟焦化流程难以实现低循环比操作，而采用可调循环比流程可根据原料性质、产品要求、处理量的情况选择合适的循环比，尤其在超低循环比下更显优点。通过生产操作实践证明，可调循环比工艺流程提高了延迟焦化装置操作的灵活性。     

延迟焦化装置控制弹丸焦形成的措施

针对延迟焦化装置生产过程中容易产生弹丸焦的问题进行原因分析,结合企业2~#延迟焦化装置的实际生产情况,通过总结原料油性质与弹丸焦形成的相关性,提出了抑制弹丸焦形成的相应措施。     

加氢焦化馏分油的催化裂化

通过分析焦化馏分油的组成和性质，利用计算方法预测了它们的可裂化度和转化率函数，实验室中试和工业标定结果证实了焦化馏分油加氢后作催化裂化原料油，在相同的操作条件下，原料油的裂化性能增强，转化率提高１．６个百分点，轻质油收率提高０．６９个百分点，汽油产率提高１．９个百分点，焦炭产率下降；汽油中硫含量下降，柴油胶质含量下降。为拓宽ＦＣＣ原料来源进行了一次有益的尝试。     

集总动力学-BP神经网络混合模型用于预测延迟焦化装置液体产品产率

建立了延迟焦化过程模型对不同性质原料和操作条件下的液体产品产率进行预测, 可实现生产参数调优,进一步提高延迟焦化装置的经济效益。以某炼油厂1.4 Mt/a延迟焦化装置为研究对象,从十一集总动力学模型出发,建立了动态平衡假定下反应器数学模型,选取机理模型计算结果和关键位点历史数据为BP神经网络输入,针对延迟焦化液体产品构建了十一集总动力学-BP神经网络串联混合模型。以焦化柴油产率预测为例,分析了混合模型的预测效果,并与单一机理模型和BP神经网络经验模型进行对比。对比结果表明,3种模型中混合模型预测精度最高,受原料物性和操作条件波动影响小,其预测结果的均方根误差、平均绝对误差和平均相对误差分别为0.751百分点,0.524百分点,2.01%。     

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。