延迟焦化装置小比例掺炼催化油浆的工业应用

延迟焦化装置小比例掺炼催化澄清油,可以解决油浆出路问题。独山子石化1.2 Mt/a延迟焦化装置实验结果表明:(1)小比例掺炼催化油浆澄清油对焦化装置的换热影响较小;(2)蜡油收率、焦炭收率略上升,干气及各液体收率略下降;(3)未对焦炭质量和工艺操作造成影响;(4)掺炼后未造成加热炉炉管结焦趋势增加,也没有造成设备损坏;(5)掺炼催化油浆后,每年经济效益达到1 328万元,表明小比例掺炼催化油浆具有可行性。     

延迟焦化高比例掺炼催化裂化油浆的优化控制

为进一步发挥延迟焦化装置加工催化裂化油浆(催化油浆)产生的经济效益优势,从催化油浆的性质入手,实施两个阶段性试验:从正常掺炼量6%(质量分数,下同)逐步提高至15%,摸索提高焦炭塔压力,提高加热炉出口温度及装置循环比等关键参数,观察催化油浆中芳烃的转化情况,进一步分析明确影响焦化蜡油中芳烃含量的主要因素。同时,对高比例掺炼催化油浆后延迟焦化装置的产品分布、蜡油质量、能耗以及对除焦取料设备的影响等情况进行了分析。结果表明:汽油收率上升3.0百分点,柴油收率下降1.4百分点,蜡油收率下降5.8百分点,焦炭收率上升3.6百分点,油浆芳烃转化率约6.88%,装置能耗上升30.99 MJ/t。     

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。     

延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的影响及优化设计

对催化裂化油浆的性质及掺炼油浆对延迟焦化装置造成的影响进行分析,并对延迟焦化装置的设计提出优化方案。催化裂化油浆与减压渣油相比具有黏度低、密度大、康氏残炭小、氢含量低、芳烃含量高、胶质含量低等特点。某新建1.20 Mt/a延迟焦化装置掺炼25%的催化裂化油浆后,石油焦收率增加2.7百分点,轻质油（汽油+柴油）的收率下降5百分点,焦化蜡油收率提高2百分点,总液体收率下降3百分点,焦化蜡油的残炭和芳烃含量、石油焦的灰分和挥发分均增加。催化裂化油浆中的催化剂颗粒在换热器、分馏塔、加热炉、泵及管道内造成磨损和沉积结焦,影响装置长周期运行。通过对换热器折流板形式、加热炉炉型、炉管厚度、清焦方式及分馏塔流程等进行优化设计,能够减少催化剂颗粒在分馏塔及换热器内沉积,减缓加热炉炉管结焦,延长装置运行周期。     

延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆和脱油沥青的应用

针对某焦化装置掺炼催化裂化油浆(催化油浆)和脱油沥青,分析了不同掺炼比例下装置原料性质、关键操作参数、物料平衡等的变化。经过对比分析,当催化油浆和脱油沥青的总掺炼量达到40 t/h时,石油焦收率增加2.80百分点,液体收率降低5.22百分点。通过采取降低反应苛刻度、定期对加热炉炉管机械清焦、对原料系统阀门喷涂耐磨材料、定期对原料系统测厚等一系列措施,可以有效缓解大比例掺炼催化油浆和脱油沥青对装置造成的阀门磨损、加热炉炉管结焦等问题,保证了装置的安全平稳长周期运行。延迟焦化装置大比例掺炼催化油浆和脱油沥青解决了这两种物料的出路问题,实现了重油加工平衡,年增效5 173万元。     

掺炼催化裂化油浆对延迟焦化装置的影响

依托中国石化金陵分公司1.6 Mt/a延迟焦化（简称焦化）装置,研究了催化裂化油浆掺炼比对焦化装置工艺操作、产品分布、产品质量和装置能耗等的影响。结果表明,将油浆掺炼比（w）由5.6%增至12.4%后,装置的汽油、柴油收率降低,蜡油收率提高,焦炭产率提高,焦炭的灰分增加、硫含量降低。油浆掺炼比的增加还会明显增加焦化装置燃料气、蒸汽和电的消耗。此外,掺炼高固含量油浆会引发加热炉炉管结焦,堵塞分馏塔塔底过滤器,加剧设备磨损。因而,可以通过严控油浆掺炼比例、油浆脱固、调整工艺操作等方法降低掺炼油浆带来的影响,保证焦化装置长期稳定运行。     

延迟焦化装置掺炼催化油浆的工业应用

在以加工仪长管输原油为主的沿江炼厂延迟焦化装置上，掺炼催化油浆可导致焦化装置液体收率下降、干气和焦炭产率上升。但在操作上采取控制掺炼比例、原料在线混合、适当加大循环比以及提高炉管注汽量等一系列优化操作措施，可有效约束掺炼催化油浆对装置产品和设备的负面影响，虽会使装置能耗有所上升，但经效益测算，焦化装置掺炼催化油浆能够提高企业整体经济效益。     

延迟焦化装置加工催化裂化油浆的新技术及其工业应用

开发了一种催化裂化油浆（简称催化油浆）单独加热、炉后混炼新技术,并在中海油惠州石化4.20Mt/a延迟焦化装置上工业应用。该技术设置一台单独的加热炉用来加热催化油浆,可有效避免油浆对焦化装置产生不利影响。采取针对性特殊设计后,油浆加工系统可以实现长周期运行。应用该技术加工催化油浆后,焦化蜡油收率增大0.98百分点,焦炭收率增大2.10百分点,汽柴油收率减小3.09百分点;焦化产品中干气、液化气、汽油和柴油性质变化不大,焦化蜡油变重,焦炭灰分升高,但不影响下游装置运行和产品外售。应用该技术加工催化油浆,相比于将油浆作为燃料油外售,每年可增加效益10120万元。该技术具有较高的操作灵活性,可根据需求掺炼其他物料,也可提高加热炉的出口温度、加大焦炭塔内渣油反应深度,从而获取更高的经济效益。     

FCC油浆窄馏分热转化性能的基础研究

为确定延迟焦化工业装置原料掺炼FCC油浆的上限值并解决炉管结焦问题,利用特制重质油热反应评价装置,对FCC油浆切割的窄馏分进行单独热裂解实验,考察FCC油浆窄馏分热加工行为;对FCC油浆与焦化原料进行不同掺炼比实验,考察其结焦倾向及产品分布。结果表明:导致加热炉炉管结焦的主要反应物为FCC油浆360~420℃窄馏分;460~500℃馏程范围的FCC油浆主要发生缩合反应,是增加焦炭产率的主要贡献物;对提供的典型油样,当油浆掺炼比在9%以下时,不会导致炉管大规模结焦。     

延迟焦化装置中催化油浆的优化利用

在催化油浆中,采用加入捕获沉降剂且沉降一段时间的方法脱除其中的催化剂固体颗粒物;然后,将沉降后的上层催化油浆引入延迟焦化装置进行二次加工。结果表明:在沉降后的催化油浆中,其上部油浆催化剂粉末质量分数低于800×10~(-6),满足焦化原料要求;在掺炼比(质量分数)约为13%的条件下,当分馏循环比由掺炼初期的0.28降至0.20后,减压渣油处理量和上层催化油浆掺炼量分别增加了174.5,22.8 t/d,汽柴油收率下降了0.75个百分点,焦炭和蜡油收率分别提高了0.91,0.49个百分点,焦炭中的灰分质量分数提高了0.04个百分点。     

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。     

延迟焦化装置掺炼FCC油浆的工业实践

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司延迟焦化装置掺炼FCC油浆的比例稳定维持在10%以上,最高达到13.6%。掺炼FCC油浆后,延迟焦化装置的操作苛刻度降低,经济效益可观,每月可创效864万元;但石油焦和蜡油产品质量变差,石油焦挥发分质量分数下降1.25百分点,灰分质量分数上升0.15百分点,蜡油残炭质量分数上升1.19百分点,密度上升67 kg/m~3,装置燃料气、3.5 MPa蒸汽、电的单耗均上升;加热炉炉管和炉出口转油线结焦加剧,炉出口压力上升速率较掺炼油浆前增大0.015 MPa/月;出现了加热炉进料泵出口弯头、跨线阀、进料调节阀阀芯严重磨蚀等问题,装置安全运行风险急剧上升。针对存在问题提出了开展预知性维修、控制油浆固含量、进行设备材质升级、缩短检修周期、优化工艺流程等应对措施和建议。     

掺炼焦化蜡油对催化裂化反应性能的影响

以减压蜡油掺炼焦化蜡油为原料,在小型固定流化床实验装置上考察了焦化蜡油掺炼比对催化裂化(FCC)反应性能的影响。结果表明:焦化蜡油掺炼比每增加1个百分点,FCC反应转化率约降低0.7个百分点,重油收率约增加0.7个百分点;随着焦化蜡油掺炼比的增加,液化气和汽油收率下降,干气收率上升,柴油和焦炭收率均先增大后减小,且在焦化蜡油掺炼比为20%时,柴油和焦炭收率均达到峰值。     

掺炼FCC油浆对延迟焦化装置的影响

分析了延迟焦化装置掺炼FCC油浆对装置工艺操作条件、焦化产品分布及质量的影响,对延迟焦化装置掺炼FCC油浆存在的问题进行了分析。结果表明:掺炼FCC油浆后,产品液体收率降低了1.8%,焦炭产率增加了2.0%,而且产品质量变差,炉管结焦趋势增加,分馏塔底过滤器焦粉沉积严重,装置能耗增加。为减小影响,应该做到以下几点:经延迟焦化加工之前,FCC油浆应过滤处理和有足够的沉降时间,使其催化剂粉末含量降到最低;为保证装置长周期运行,掺炼FCC油浆的比例应尽可能低;加强巡检,定期清洗和检测设备。     

高比例掺炼催化裂化油浆对延迟焦化装置的影响

为进一步解决催化裂化油浆出路问题,中石油云南石化有限公司利用延迟焦化装置进行了高比例掺炼催化裂化油浆的试验。结果表明,油浆掺炼比例(w)由25%上升至29%时,石油焦收率明显下降,蜡油收率有所提高,轻油收率、总液体收率均有所升高,石油焦的挥发分、灰分分别提高了1.90百分点和0.04百分点,石油焦的硫质量分数降低了0.10百分点,高比例掺炼前后石油焦均满足企业4A级标准。同时发现,高比例掺炼加速了加热炉进料泵管线的腐蚀,但对焦化装置的工艺操作条件影响较小,加工每吨原料产生的经济效益提高67.0元,表明在优化方案下高比例掺炼催化裂化油浆具有可行性。     

延迟焦化装置加工催化裂化油浆的经济技术分析

采用国内外两个价格体系，对四个企业的延迟焦化装置加工催化裂化油浆以后的产值变化进行了比较；并按实验室焦化装置加工纯催化裂化澄清油（油浆）所得产品产率对经济效益进行模拟测算。结果表明，延迟焦化加工催化裂化油浆的经济效益极差。文章还从理论和技术上，分析比较了减压渣油和催化油浆在焦化反应中产品收率分布的差别，支持了经济效益的分析结论。同时指出，延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆不仅对焦化装置产品质量育影响，还会加快灯加热炉炉管和分馏塔底的结焦速度，直至影响焦化装置的长周期安全运行。     

延迟焦化装置焦炭塔挥发线结焦原因及预防措施

针对大庆石化公司炼油厂120×104 t/a延迟焦化装置焦炭塔顶因挥发线结焦而使塔顶压力持续升高的问题进行了分析和预测。对本装置各种操作条件进行了标定,标定结果表明,加热炉出口温度越高、装置处理量越小、不掺炼催化油浆、注入消泡剂等措施实施后,降低了焦炭塔泡沫层的高度,以减缓焦炭塔挥发线结焦速度,对实现装置长周期运行提供了有力保障。     

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。     

延迟焦化加工FCC油浆的经济和技术分析

采用国内外两个价格体系,对四个企业的延迟焦化装置加工催化裂化油浆以后的产值变化进行了比较,并且根据实验室焦化装置加工纯催化裂化澄清油(油浆)所得产品产率对经济效益进行模拟测算,计算结果表明延迟焦化加工催化裂化油浆的经济效益极差.还从理论和技术上,分析比较了减压渣油和催化裂化油浆在焦化反应中的产品收率分布的区别,支持了经济效益的分析结论;同时指出了延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆会对焦化装置产品质量产生影响,并会加速加热炉炉管和分馏塔底的结焦速度,直至影响焦化装置的长周期安全运行.     

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。