基于人工智能算法的催化裂化装置汽油收率预测模型的构建与分析

基于某石化企业的LIMS(Laboratory information management system)及DCS(Distributed control system)系统中的工业生产数据,结合工业经验中已知的影响催化裂化产品收率的重要因素,通过分析监控指标与实际汽油收率的相关性,筛选出与汽油收率的正负相关性较高的分析指标。在此基础上,基于梯度提升决策树GBDT算法构建了催化裂化汽油收率的预测模型,并预测了相应的汽油产率。结果表明：由GBDT算法构建的汽油收率预测模型预测结果的准确率为98.9%,R2系数为0.236,平均绝对误差为0.531%;模型预测结果与实际汽油产率相比,误差率小于1%,表明构建的模型能精确预测催化裂化装置中汽油等产品收率,有助于在实际生产中优化催化裂化装置的操作条件,从而进一步提升催化裂化装置的经济性能。     

直馏汽油催化裂化改质新方法

介绍了清江石油化工有限公司直馏汽油进催化裂化提升管改质情况。结果表明直馏汽油改质后催化裂化汽油辛烷值（ＲＯＮ）仍可达９０,液体产品收率提高。催化裂化汽油收率提高了１．２９个百分点,柴油收率下降了约１个百分点。同时催化裂化装置运行周期延长。     

蜡油加氢处理与催化裂化组合工艺的技术优化

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司2.2 Mt/a蜡油加氢处理装置2009年5月建成投用,为催化裂化装置提供了优质蜡油原料,发挥了蜡油加氢处理与催化裂化组合工艺的优势.为进一步发挥该组合工艺潜力,采取蜡油加氢处理装置流程改造等优化措施,实现分馏系统停运,蜡油收率提高5.25百分点,有效提高了催化裂化装置处理能力,在降低蜡油加氢处理装置能耗的同时,改善了催化裂化产品分布,两套催化裂化轻质油收率分别提高1.20百分点和1.11百分点,汽油辛烷值提高了0.3个单位,经济效益显著.     

重油催化裂化装置处理喷气燃料组分油工业实践总结

介绍了中国石油化工股份有限公司金陵分公司3.5 Mt/a重油催化裂化装置处理喷气燃料组分油的工业实践。通过在原加氢柴油至催化回炼的管线上增设管线,将罐区喷气燃料组分油输送至催化裂化装置提升管底部LTAG(催化裂化轻循环油生产高辛烷值汽油或轻质芳烃)回炼油喷嘴,以实现催化裂化装置掺炼喷气燃料组分油。结果表明：在确保重油催化裂化装置运行平稳的情况下,有效增产了汽油及丙烯等高价值组分,喷气燃料组分油的转化率达到89.44%,丙烯收率8.26%,汽油收率49.5%,液化石油气收率(不含丙烯)17.64%,装置丙烯、液态烃、汽油收率显著提高。除此之外,还考察了喷气燃料组分油处理量在20～40 t/h时重油催化裂化装置总体产品分布的变化,综合产品分布达到最佳。在喷气燃料价格较低时,利用催化裂化装置处理喷气燃料组分油取得较好的经济效益。     

面向催化裂化装置运行分析的大数据平台解决方案

针对催化裂化装置在装置报警、结焦及产品收率等方面存在的一些问题,中国石化在炼油技术分析与远程诊断平台上,运用大数据处理技术及催化运行数据,进行数据挖掘,尝试对上述问题进行深入研究与分析。通过大数据平台的开发,建立了报警原因链路分析、关键位点预警、沉降器结焦量预测和汽油收率寻优等技术,解决了装置报警、结焦和产品收率方面的问题,提升了催化裂化装置运行水平。通过对某公司的试点验证,形成可供推广的生产操作指导和风险评估技术,开创了应用大数据技术解决催化裂化装置生产问题新途径。利用催化裂化装置运行分析大数据平台,提高了催化裂化装置平稳运行周期并取得良好的经济效益,进而促进大数据技术在石化行业的推广应用。     

催化裂化原料非均相乳化及高效雾化技术开发及工业应用

中国石化工程建设有限公司与南京工大釜鼎能源技术有限公司基于膜射流乳化理论、“微爆”理论和“分子聚集与解聚”理论,联合开发了催化裂化原料非均相乳化及高效雾化技术,显著增强重油催化裂化进料雾化效果,改善产品分布。该技术在中国石化荆门分公司2.80 Mt/a重油催化裂化装置成功应用,标定结果表明装置液化石油气收率提高0.66百分点,汽油收率提高0.46百分点,液化石油气+汽油收率合计提高1.12百分点,柴油产率降低2.12百分点,装置柴汽比由0.360降低到0.308,显著提高重油催化裂化装置经济效益。非均相乳化及高效雾化技术对催化裂化装置汽油、柴油和油浆等产品的性质基本没有影响。     

掺炼焦化蜡油对催化裂化装置的影响

催化裂化装置主要加工减压蜡油,考察了掺炼焦化蜡油后对催化裂化的影响.结果显示,掺炼20％焦化蜡油时,催化裂化反应转化率和液体收率降低,液化气和汽油收率降低,柴油、干气和油浆收率升高.所有产品的硫含量均增加,汽油的辛烷值有所增加.     

LTAG兼产国Ⅴ柴油加氢改质装置反应控制及优化

LTAG是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院开发的将催化裂化劣质柴油转化为高辛烷值汽油或轻质芳烃的全新技术。2016年该技术在中国石油锦西石化分公司1.00 Mt/a柴油加氢改质装置和1.80Mt/a重油催化裂化装置成功进行了工业应用,这是在中石油的首次工业应用。柴油加氢改质装置经过7 d的调整优化,考察加氢裂化反应器(R1102)入口温度、反应温升、单环芳烃产率的影响关系。在一定混合原料比例、组成时,R1102入口温度371℃、温升20℃的条件下,加氢后柴油中单环芳烃产率最大,而且分馏单元能正常操作,同时柴油产品达到国Ⅴ标准。加氢后柴油一部分作为重油催化裂化装置进料,进行催化裂化反应,从重油催化裂化装置产品收率变化来看,汽油收率增加了13.27百分点,柴油收率下降了17.6百分点,降低了柴汽比,多产高效产品,是公司新的效益增长点。     

催化裂化装置掺炼直馏柴油效果分析

中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂针对汽油市场需求量大,柴汽比下降的趋势,在催化裂化装置中掺炼了29.52%的直馏柴油。从催化裂化装置原料性质、产品分布、关键工艺参数等多方面优化催化裂化装置的运行,在确保催化裂化汽油产品质量合格的情况下,装置总液体收率增加1.11百分点,汽油收率提高1.75百分点,柴油收率提高0.19百分点,柴汽比下降0.03单位,同时油浆固含量、催化剂单耗等关键指标均得到较大改善。并对典型燃料型炼油厂催化裂化装置掺炼直馏柴油后,全厂汽油池辛烷值和柴油池十六烷值变化进行了分析,针对汽油辛烷值、柴油十六烷值下降的情况提出了优化运行的建议。     

1.8Mt/a RVHT蜡油加氢装置的运转情况及对催化裂化产品分布的影响

介绍了中国石化武汉分公司1.8 Mt/a蜡油加氢装置的运转情况及该装置开工后对催化裂化装置产品分布的影响,对该装置掺炼催化裂化柴油的运转情况以及运转期间装置存在的主要问题进行分析并提出解决方案。工业运转结果表明:该装置采用中国石化石油化工科学研究院开发的RVHT技术及配套催化剂,加工焦化蜡油和直馏蜡油的混合原料,精制蜡油产品的硫质量分数降低到1 000μg/g左右,氮质量分数降低到1 200μg/g左右;将加氢蜡油作为催化裂化原料,相比加工未加氢蜡油时,催化裂化装置的产品分布显著改善,1号催化裂化装置在加氢蜡油掺炼率为89.50%的情况下,汽油收率提高3.590百分点,2号催化裂化装置在加氢蜡油掺炼率为65.53%的情况下,汽油收率提高1.905百分点,柴油收率略有提高,油浆、焦炭、干气等产率均有所降低;蜡油加氢装置掺炼部分催化裂化柴油原料时,反应器温升显著提高,氢耗相应提高,对催化剂活性及运行周期影响较小;装置运行期间,存在反应系统压力波动较大的问题,通过开大循环氢返回线的流量、降低反应器加热炉前气油混合比的方式降低了系统压力的波动。     

武汉石化蜡油加氢装置的运转情况及对催化裂化产品分布的影响

介绍了中国石化武汉分公司1.8 Mt/a蜡油加氢装置的运转情况及该装置开工后对催化裂化装置产品分布的影响,对该装置掺炼催化裂化柴油的运转情况以及运转期间装置存在的主要问题进行分析并提出解决方案。工业运转结果表明：该装置采用中国石化石油化工科学研究院开发的RVHT技术及配套催化剂,加工焦化蜡油和直馏蜡油的混合原料,精制蜡油产品的硫质量分数降低到1 000 μg/g左右,氮质量分数降低到1 200 μg/g左右;将加氢蜡油作为催化裂化原料,相比加工未加氢蜡油时,催化裂化装置的产品分布显著改善,1号催化裂化装置在加氢蜡油掺炼比为89.50% 的情况下,汽油收率提高3.590百分点,2号催化裂化装置在加氢蜡油掺炼率为65.53%的情况下,汽油收率提高1.905百分点,柴油收率略有提高,油浆、焦炭、干气等产率均有所降低;蜡油加氢装置掺炼部分催化裂化柴油原料时,反应器温升显著提高,氢耗相应提高,对催化剂活性及运行周期影响较小;装置运行期间,存在反应系统压力波动较大的问题,通过开大循环氢返回线的流量、降低反应器加热炉前气油混合比的方式降低了系统压力的波动。     

催化裂化装置采用LTAG工艺回炼不同物料的效果

分析了催化裂化装置通过LTAG喷嘴回炼加氢催化裂化柴油(LCO)、柴油加氢转化(RLG)柴油和喷气燃料馏分(常一线油)在改善炼油厂产品结构、降低柴汽比方面的效果。结果表明：催化裂化装置回炼加氢LCO时,在增产车用柴油的同时提高了汽油收率;催化裂化装置LTAG工艺和RLG工艺相结合,利用LTAG喷嘴回炼RLG柴油,可大幅降低全厂柴油产量,降低柴汽比,提高轻质油收率和经济效益;回炼喷气燃料馏分时,使其转化成汽油、液化气等高附加值产品,改善了产品结构,优化了产品分布,并解决了喷气燃料馏分需求量降低时的出路问题。     

基于中压加氢改质方案的炼油流程协同优化

中国石化北京燕山分公司(简称燕山分公司）为增产高附加值产品、提升效益,对炼油系统进行了流程协同优化。中压加氢裂化装置掺炼催化裂化柴油,由加氢裂化方案改为加氢改质方案运行,将改质柴油送入三号催化裂化装置（简称三催化装置）的提升管进行回炼;同时,将焦化蜡油改入加氢裂化装置进行加工,而蜡油加氢装置不再加工焦化蜡油以改善催化裂化原料。协同优化后,中压加氢改质装置的柴油产品十六烷值提高7个单位;三催化装置的液化气收率提高1.96百分点,汽油收率增加0.88百分点,总液体收率增加2.28百分点;高压加氢裂化装置喷气燃料产品的密度（20 ℃）降低至806 kg/m3,烟点为23.8 mm,尾油BMCI由11.8降低至10.8;蜡油加氢装置精制蜡油的饱和分质量分数提高4.68百分点,芳香分质量分数降低5.96百分点,氮质量分数降低0.06百分点,使催化裂化原料性质得以改善。通过将中压加氢改质装置的喷气燃料馏分抽出送催化裂化装置回炼,与回炼改质柴油相比,催化裂化汽油的研究法辛烷值（RON）增加1.0个单位,改质柴油十六烷值提高4.8个单位。通过全炼油板块系统性优化,燕山分公司车用柴油产品的十六烷值由53.5降低至51.5,解决了质量过剩问题。     

蓝星石化天津分公司重油催化裂化装置成功应用CDC新型催化剂

蓝星石化天津分公司在500kt／a重油催化裂化装置上应用新型CDC催化剂取得成功。在保持装置生产平稳的同时，该装置的产品收率和产品分布都有了较大改善。通过近期一个多月的连续运行，装置的综合产品收率达77．5％以上，其主导产品轻质油组分收率提高近3个百分点。     

高桥石化催化裂化装置用新助剂提高汽油收率

正中国石化上海高桥石化公司(简称高桥石化)3号催化裂化装置应用Converter重油转化助剂初见成效,目标产品液化气、汽油收率在1个月内分别提高近2%和2.5%,而柴油和油浆的收率则分别下降4%和0.5%。由于3号催化裂化装置加工原料的劣质化,使得渣油难以裂解,产品分布不理想。高桥石化针对3号催化裂化     

干气预提升技术在重油催化裂化中的应用

催化干气代替过热蒸汽作为催化裂化装置提升管预提升介质，可以降低催化剂的失活速率，有利于保持催化剂活性，提高重油催化裂化装置对劣质原料的适应能力，降低干气收率和能耗，提高液体产品收率，达到提高经济效益的目的。     

基于中压加氢改质方案的炼油流程协同优化

中国石化北京燕山分公司(简称燕山分公司）为增产高附加值产品、提升效益，对炼油系统进行了流程协同优化。中压加氢裂化装置掺炼催化裂化柴油，由加氢裂化方案改为加氢改质方案运行，将改质柴油送入三号催化裂化装置（简称三催化装置）的提升管进行回炼；同时，将焦化蜡油改入加氢裂化装置进行加工，而蜡油加氢装置不再加工焦化蜡油以改善催化裂化原料。协同优化后，中压加氢改质装置的柴油产品十六烷值提高7个单位；三催化装置的液化气收率提高1.96百分点，汽油收率增加0.88百分点，总液体收率增加2.28百分点；高压加氢裂化装置喷气燃料产品的密度（20 ℃）降低至806 kg/m3，烟点为23.8 mm，尾油BMCI由11.8降低至10.8；蜡油加氢装置精制蜡油的饱和分质量分数提高4.68百分点，芳香分质量分数降低5.96百分点，氮质量分数降低0.06百分点，使催化裂化原料性质得以改善。通过将中压加氢改质装置的喷气燃料馏分抽出送催化裂化装置回炼，与回炼改质柴油相比，催化裂化汽油的研究法辛烷值（RON）增加1.0个单位，改质柴油十六烷值提高4.8个单位。通过全炼油板块系统性优化，燕山分公司车用柴油产品的十六烷值由53.5降低至51.5，解决了质量过剩问题。     

全大庆减压渣油催化裂化工艺技术中型试验研究

根据全大庆减压渣催化裂化（VRFCC）的工艺构思，对中型提升管催化裂化装置进行了相应的技术改造，并在改造后的中型装置中进行了VRFCC工艺的研究，考察了反应温度，剂油比，油剂接触时间以及操作方式等对产品分布和产品性质的影响，提出了不同于常规掺渣油催化裂化的工艺操作条件，在中型装置上，反应温度为510℃，剂油比为6，停留时间2s的条件下，采用部分回炼操作，全大庆减压渣油VRFCC试验可以得到轻质油收率67．65％，总轻烃液体收率82．39％的结果。     

线性规划在优化催化裂化装置产品分布上的应用

以目标产品收率或产值最大化为目标函数,物料平衡、元素平衡和装置限制为约束,利用线性规划的方法建立催化裂化装置理想产品分布的数学模型,定量化地提供了一种在一定原料、装置限制和市场需求下优化产品分布的方向和潜力的方法.     

重油在高油剂混合能量条件裂化反应的研究

在提升管型催化裂化中试装置上考察了常规反应条件与高油剂混合能量反应条件对重油催化裂化轻质油收率、液体收率、产品分布及产品性质的影响。结果表明,与常规条件相比,在缩短反应时间、增大催化剂与油剂混合能量的高油剂混合能量反应条件下,可以使轻质油收率和液体收率有不同程度的提高,高油剂混合能量反应条件能够更好地裂化环烷烃及环烷基等结构基团。