柴油加氢裂化降低柴汽比方案分析

近年来,我国汽柴油消费总量持续增长,预计到2020年,汽油消费量的增长速度要高于柴油,远期柴汽比将持续走低。国内炼厂降低柴汽比主要从两方面着手:增产汽油和减产柴油。某规划新建炼厂除采取增产航煤、增加异构化规模等常规手段外,通过新增催化柴油和直馏柴油加氢裂化装置降低柴汽比。采用柴油加氢裂化技术后,全厂柴汽比从1.41降到1.20,达到预定目标。采用直馏柴油裂化具有氢耗低、可生产航煤产品、全厂汽油池辛烷值较高等优势,该方案使本规划炼厂吨油毛利润提升39.3元,适于催化柴油芳烃含量较低且柴油池十六烷值富裕的炼厂。催化柴油裂化技术氢耗较高,达到相同柴汽比需要更高的转化率,该方案可使本规划炼厂吨油毛利润提高16.4元,但若采用适宜的催化裂化工艺,使催化柴油芳烃含量提高到80%,则催化柴油裂化方案吨油毛利润可提升48.7元,表明催化柴油裂化方案更适宜于柴油池十六烷值较低且催化柴油芳烃含量较高的炼厂。     

利用总流程优化技术降低炼厂柴汽比

柴汽比是衡量炼厂产品结构是否满足市场需求的重要指标,根据相关机构对国内成品油消费结构的分析预测,在未来相当长的一段时间内,市场需求柴汽比将呈逐步降低的趋势。对于炼厂而言,应根据市场需求的变化及时调整生产方案,以保证经济效益最大化。以某新建千万吨级炼油厂方案优化为例,阐述了降低柴汽比的措施,通过调整催化裂化、加氢裂化、柴油加氢改质等装置的工艺方案,以及新建烷基化装置来实现降低柴汽比的目标。结果显示,柴汽比存在较大的调整空间,柴汽比可由基础方案的2.10降至方案三的1.12,相当于增产汽油减产柴油1.3Mt/a,同时,汽油产品辛烷值逐步提高,具体表现在汽油产品中95号汽油所占比例逐渐增加。与此同时,炼油毛利增加84元/t原料。在目前的价格体系下,炼油毛利与柴汽比的变化趋势相反。     

通过现有装置改造降低炼厂柴汽比方案对比研究

长期以来,我国柴油需求量较大,炼油行业形成了柴油供应能力较大的装置配套结构。然而,近年来国内经济增速放缓、产业结构调整促使成品油消费结构发生较大变化,表现为消费柴汽比大幅降低,同时,近几年国内外市场汽油与柴油始终维持较大差价,通过现有装置改造降低柴汽比具有良好的经济效益。某新建千万吨级炼厂通过现有装置改造来降低柴汽比的改造方案,在将重整改为C_7~+重整、异构化提升处理量增产汽油的方案基础上,重点对比分析现有装置应用柴油加氢深度改质技术和柴油加氢转化技术改造的降低柴汽比效果及对全厂经济效益的影响。对比结果表明,配合相关装置改造,应用柴油加氢转化技术可得到更佳降柴汽比效果及更好的投资收益率,柴汽比由1.59大幅度降至0.97,增量财务收益率43.53%。与常规的增加柴油改质深度增产石脑油技术相比,催柴加氢转化的轻产物可直接作为汽油调和组分,既节省了投资,又提高了收益。     

炼油行业发展清洁燃料面临的形势分析

经济、能源和环境是目前国际社会关注的三大焦点。随着经济形势的逐步向好,全球能源需求,特别是石油需求将持续增长,但同时也面临着治理环境污染的压力,这就需要提高燃油质量,发展清洁燃料。炼油行业面临的全球形势是原油品质趋于劣质化、油价走势依然存在不确定性、油品质量标准日趋严格、质量升级步伐加快、替代燃料发展迅速。当前我国的政策调整有利于炼油行业健康发展。国内"十二五"期间成品油需求刚性增长,预计2015年将达到2.86×108t;原油对外依存度居高不下,预计2015年将达到62%;节能降耗和安全环保要求不断提高;炼油技术有待进一步升级,自主创新能力亟待加强;高标号汽油消费比例不断上升;产品质量标准面临升级压力。基于这种形势,建议制定符合我国国情的汽柴油质量升级标准,政府应对汽柴油质量升级改造提供政策支持;做好加工高硫和劣质原油工艺路线的选择,选择适当的质量升级技术和加工工艺;增加烷基化油、异构化油生产能力,改善汽油调合组分构成;搞好区域资源优化;狠抓节能减排,建设节能环保型炼厂;同时加强与替代燃料的结合,实现资源多元化。     

高硫原油在装置运行中硫的传递和分布

当前世界各大炼厂高硫高酸劣质原油的加工量逐步提高,研究高硫原油在全流程中硫的传递和分布对炼厂汽、柴油质量升级改造具有重要意义。通过对某炼化公司加工高硫原油的常减压、催化裂化、焦化、加氢、重整、S Zorb等6套装置的硫含量测定和分析,得到了该炼厂全流程硫的传递及分布规律,绘制了全流程硫的传递及分布图。常减压装置随着馏分变重,硫含量呈增加趋势;催化裂化装置原料和产物的硫含量均较高,干气必须经过脱硫处理后,才能作为各工艺炉和动力锅炉的燃料使用,液化气经脱硫后作为气体分馏原料;催化稳定汽油经S Zorb吸附脱硫达到硫含量符合国Ⅵ车用汽油标准(≤10mg/kg);通过混合加氢工艺去除催化柴油、焦化汽柴油、常压直馏柴油组分油中的硫、氧、氮等杂质,经过进一步分馏获得品质较高的柴油和石脑油。     

未来炼厂中催化裂化装置的定位及设计思考

随着炼油工业的不断发展进步,催化裂化需要更加灵活操作。新形势下,催化裂化需要多产高附加值产品,尽可能降低干气、液化气及焦炭等低附加值产品产量。催化裂化所产的汽柴油必须通过后续产品精制来提升产品质量,以满足最新的环保要求。在未来炼厂中,催化装置将不再是直接生产最终产品的装置。尽管面临诸多挑战,但催化裂化技术仍在不断创新发展,特别是与其他重油加工工艺采取组合工艺,将使催化装置在未来炼厂中继续发挥核心作用。未来催化裂化装置的设计需要从控制及优化原料入手,并优化催化汽油烯烃管理,关注选择性催化裂化及循环油最大化等理念。设计上要规范化设计细节,提高装置的长周期运行能力。操作上也要注意调整催化剂的使用理念。随着污染物排放标准的日益严格,设计环保型催化裂化装置是未来炼厂的发展趋势,其中需要格外关注的是催化烟气的排放控制。如何控制催化裂化装置的SOx、NOx和CO2排放,将成为今后催化裂化装置设计的关键。     

某炼厂升级改造总流程方案研究及设计优化

以某炼厂升级改造工程的总流程方案研究及设计优化过程为例,说明加工渤海海上混合原油的炼厂升级改造工程的总流程方案配置。通过对渤海海上混合原油的主要性质分析,特别是密度、硫含量及酸值等性质分析,阐述主要设计原则、产品方案、总加工流程及主要工艺技术方案。在关键技术方案研究中,对比了常规减压蒸馏和减压深拔对经济效益的影响,以及延迟焦化装置、催化裂化装置、汽(柴)油加氢精制装置及柴油加氢改质装置改造方案的确定及改造后的装置规模、优化工艺,重整汽油中C6及以上组分加工方案等内容,并对全厂环保、安全操作及企业未来的发展方向进行了考虑。最终确定的全厂总流程能够使企业获得较好的技术和经济效益,生产的汽(柴)油产品全部满足国Ⅴ标准。项目实施后,年均净利润为41098万元,税后财务内部收益率为14.51%,税后投资回收期为7.39a。     

催化裂化轻循环油不同加氢改质流程探讨

长岭石化1.2Mt/a加氢和1.0Mt/a加氢柴油进1号催化装置回炼的影响因素包括工艺原理、原料性质、裂化性能和产品性质等,由于1.2Mt/a加氢精制装置和1.0Mt/a加氢转化装置本身反应过程对催化裂化轻循环油加氢改质存在差异,两套加氢装置精制后柴油的性质有所差异,在进入1号催化回炼时裂化性能和汽油转化率有所不同,1.0Mt/a加氢转化装置由于加氢深度较高,因此再次进催化回炼后更加有利。同时,对两套加氢装置精制后柴油进入催化装置回炼对装置的影响进行分析,对装置生产加工负荷、反-再系统操作条件、装置产品分布和产品性质等进行对比,提出适当降低加氢柴油精制深度、重汽油直接去罐区和提高加氢柴油回炼量和反应深度等操作优化建议,进一步降低炼厂柴汽比,增加高附加值产品收率,以提高企业的经济技术指标和效益,为减少甚至消灭低品位的普通柴油提供技术参考。     

MGD技术在3.5Mt/a重油催化裂化装置的应用

3.5Mt/a重油催化裂化装置于2006年7月投用MGD技术。运行结果表明,投用MGD技术,可以改善产品分布,提高产品质量。3.5Mt/a重油催化裂化装置投用MGD技术后,可以实现汽油烯烃含量35.2%、辛烷值RON为90以上的水平;同时柴油和液化气收率显著提高,柴汽比增加。     

夹点技术在氢气网络优化中的应用研究

随着国家对炼化企业的产品质量升级更新速率要求越来越快和对成品油质量要求越来越高,要求炼化企业对生产出来的汽柴油产品进行深度加氢,这就会消耗更多的氢气,如何将副产氢气利用效率最大化成为各炼厂首要解决的问题。通过夹点技术对某炼厂的氢气网络进行分析,找出了现行氢气网络存在的问题,利用夹点技术对公司现有的氢气网络进行优化调整。根据氢气夹点匹配原则,利用提纯装置生产出纯度高于夹点的氢气,把低品质存在余量的氢气提高纯度送到氢气管网,摒弃单一的氢气回收技术,采用膜分离技术和现有闲置装置的PSA进行耦合工艺,生产出≥99.5%的高纯氢,此技术不仅投资少,而且操作可靠性高,项目实施后现有的氢气管网得到了补充,相应的制氢装置负荷得到降低,优化后的氢气网络操作更加灵活,每年增加约2000t氢气,效益在2000万元以上。     

利用轻石脑油异构化技术提高炼厂经济效益

由于加工俄罗斯等轻质原油,某石化公司每年产出轻石脑油近百万吨,除少量调入汽油池,大部分都外卖用于生产乙烯,造成相当大的利润流失。受国际和国内两方面影响,未来炼化行业的轻石脑油会面临出路问题,阻力是中东和北美低成本乙烯产品会冲击国内石脑油制乙烯生产企业,而推动力是随着国家对环境保护的重视,中国汽油质量标准的升级步伐加快,意味着汽油调和池中芳烃和烯烃的比例逐渐降低,而异构烷烃的比例增加。轻石脑油异构化技术是现代炼油厂调节汽油产品质量的重要手段,其生产的异构化油具有无硫、无芳烃、无烯烃、辛烷值高和密度小等优点,是优质的汽油调和组分,尤其适合生产清洁国Ⅴ汽油和未来的国Ⅵ汽油。建设轻石脑油异构化装置不仅能解决潜在的轻石脑油出路问题,还能将廉价轻石脑油转化为高附加值汽油产品,在充分利用原油资源的同时也会提高炼厂经济效益。     

KF848/KF1022组合催化剂在柴油加氢改质装置的应用

随着炼厂原油劣质化程度的加剧及重油转化深度的提高,柴油加氢装置原料中高硫、低十六烷值的催化柴油所占比例逐渐增加,降低催化柴油的硫含量、提高其十六烷值指数是我国石油加工工业不得不面对的问题。加氢改质仍是炼厂目前加工催化柴油的最有效手段,根据原料性质选择适宜的加氢改质催化剂体系,在全面提升柴油质量的同时实现经济效益最大化至关重要。广西石化2.0Mt/a柴油加氢改质装置以直馏柴油和催化柴油比例为1∶1的混合物为原料,采用KF848和KF1022专有加氢催化剂,生产满足国V车用柴油标准的调和组分。装置于2014年7月一次开车成功,并于2015年4月对装置进行标定。对装置满负荷标定结果表明,加工后改质柴油产品密度降低40kg/m~3,十六烷值指数提高9.8个单位,总液体产品收率为100.75%(质量分数),改质柴油收率为98.61%(质量分数),石脑油收率为2.14%(质量分数),柴油产品硫含量小于5μg/g,氮含量小于1μg/g,作为调和组分满足全厂柴油达到国V车用柴油质量标准要求。     

加氢裂化装置优化增效分析

近年来,中国柴油消费增速明显放缓,汽油需求刚性增长,航煤需求还有较大的成长空间,消费结构的转变将对中国炼油装置的高效运行带来挑战。加氢裂化技术是"油、化、纤"结合的核心,可以生产重整原料、优质航煤、柴油、润滑油基础油原料和乙烯等化工原料。在加氢裂化装置现有条件下,通过对加氢裂化装置催化剂级配方式调整、反应原料质量控制及内构件更换,可显著提升装置运行稳定性,提高催化剂利用效率。同时,通过对反应压降、热点温度进行合理控制,对反应床层温升模式、装置氢油比等操作条件进行合理优化,以及对分馏系统、生产方案进行调整,可有效改善加氢裂化装置产品分布,增产航煤以及重石脑油和尾油等优质化工原料,降低柴汽比,提高装置运行效率,降低运行成本。     

九江石化拟建90万t／a汽油加氢装置

九江石化引进石油化工科学研究院“催化裂化汽油选择性加氢脱硫RSDS-Ⅱ技术”成果,在现有120万妇汽柴油加氢装置的东侧,新建一套90万t/a汽油加氢装置,以满足原油劣质化和汽油产品质量升级到国Ⅲ标准的需要。据悉,九江石化为国内首家应用该项新技术的炼油企业,     

我国汽柴油消费现状及中长期预测

中国自1990年以来,特别是2001年底加入WTO后,2002~2012年的10年间,汽柴油消费呈现出快速增长态势。其中,柴油消费量以年均8.30%的速度增长,2012年达到17024×104t;汽油消费量以年均8.76%的速度增长,2012年达到8684×104t;消费柴汽比2005年达到最高点2.26,2012年回落至1.96。国民经济综合因素主导着汽柴油消费;而"交通运输、仓储和邮政业"是影响汽柴油消费量变化最大的行业,占到7个汽柴油消费行业消费总量的50%以上,直接决定了汽柴油消费总量的走势;私人汽车保有量的快速增长使"生活消费"领域的汽柴油消费量增速最快;其他5个行业累计消费量变化不大。以1990~2012年汽柴油消费量为基础样本,结合经济和相关行业发展情况,选取影响各行业汽柴油消费的关联参数,选用统计回归和因子分析法对未来汽柴油消费走势进行预测。预计2015年、2020年和2030年我国柴油消费总量分别为2.04×108t、2.21×108t和2.37×108t左右,汽油消费总量分别为1.11×108t、1.32×108t和2.15×108t左右。汽油消费量增速要高于柴油消费量,消费柴汽比将持续走低,2030年可能回落到1.0左右。柴汽比的下降,会导致原有柴油产能过剩,应根据实际情况提前做出调整。     

我国成品油市场现状及未来形势分析

随着我国经济步入新常态,成品油消费增速也随之放缓,同时新能源对成品油的影响也在逐渐加大。由于产业结构调整,柴油需求增速明显放缓,甚至出现下降;而汽车行业及航空运输业的发展保证了汽油、煤油消费量的继续增长。我国成品油产量一直保持稳定的增长态势,新建炼厂和已有炼厂的扩能改造导致产能过剩矛盾,而原油进口权的放开和替代能源的冲击进一步加剧了资源过剩的局面。我国成品油逐步由供需紧张转为供大于求,2014年我国成品油产量高于表观消费量1564×10~4t。未来成品油市场供大于求的局面可能更加扩大,预计到2020年我国成品油供需富余量将达到4000×10~4t左右,炼厂需针对市场需求的变化进行适应性调整。炼油行业应合理规划新建炼厂和现有炼厂的扩能改造,追求重质量、重效率的内涵式发展;针对消费柴汽比的下降,炼厂应紧密结合市场动态,通过相应技改措施生产适销对路的产品;适当超前研究将燃料型炼厂转变为化工型炼厂,从而化解成品油供需矛盾。     

炼厂异丁烯转产研究

异丁烯是重要的石化原料,主要用于生产汽油调和组分、丁基橡胶、异戊橡胶、MMA和聚异丁烯等产品。异丁烯主要来源为炼厂催化裂化和乙烯裂解,其中炼厂异丁烯主要富集在混合C_4。国内异丁烯90%以上用于生产甲基叔丁基醚(MTBE)调入汽油,其余用于生产化工产品。到2020年,中国将全面推广使用乙醇汽油,届时MTBE将不能作为汽油调和组分,炼厂异丁烯面临着迫切的转产形势。直接烷基化、间接烷基化和高纯度异丁烯等是未来炼厂异丁烯可以考虑的转产方向,从原料来源、市场容量、投资与成本、MTBE装置利用和技术可靠性等方面对其进行对比分析:直接烷基化方案可有效转化炼厂的异丁烯,但存在异丁烷不足和现有MTBE装置闲置等问题;高纯度异丁烯方案可利旧MTBE装置,并生产价值较高的高纯度异丁烯,但下游市场容量较小;间接烷基化方案可利用现有MTBE装置改造,产品质量好,是较为理想的转产方向,但目前国内工业化装置较少。     

长庆石化氢资源优化及富氢气体回收

随着汽(柴)油产品质量升级,炼厂加氢精制和加氢裂化装置加工能力随之扩大,使得炼厂对氢气的需求不断增加,对氢气平衡的重视程度不断提高。对长庆石化现阶段氢气管网进行平衡发现,还有约6000m3/h富裕氢气、9700m3/h富含氢气体直接补入燃料气管网,未进行氢气资源回收利用。针对1.4Mt/a柴油加氢装置开工后用氢量增加约16000m3/h的现状,提出新建一套1.4Mt/a柴油加氢膜分离装置,对1.4Mt/a柴油加氢装置低分气以及600kt/a连续重整装置、600kt/a柴油加氢装置酸性气进行富含氢气体回收利用;投用已停工的1.2Mt/a加氢裂化低分气膜分离回收装置;回收100kt/a植物油溶剂抽提装置废氢,富含氢气体回收氢气总计约12000m3/h,40000m3/h制氢装置只需将负荷提至46%就能满足全厂氢气平衡。三套氢气回收装置开工后,综合能耗比制氢装置能耗低206.56kg标油/t,达到节能降耗目的 ,经济效益显著。     

全馏分催化汽油选择性加氢脱硫填补技术空白

为适应原油结构的调整和汽油产品质量升级的需要，九江石化依靠科技进步，继Ⅱ加氢装置在高空速下生产出欧Ⅳ标准柴油，实现加氢技术领域高端突破后，该厂再接再厉，与抚顺石油化工研究院共同对Ⅰ柴油加氢精制装置进行全馏分催化汽油选择性加氢脱硫工艺改造（简称FRS工艺），硫含量降至200μg／g左右，辛烷值损失仅2个单位左右，填补了中国国内全馏分催化汽油选择性加氢脱硫工艺这一技术领域空白。     

国Ⅵ汽油升级研究与探讨

某石化企业在国Ⅴ汽油生产工艺基础上,围绕国Ⅵ汽油升级要求,继续降低汽油池烯烃、芳烃含量与兼顾RON损失的有效控制和弥补,特别是针对国Ⅵ汽油烯烃含量限制越来越严格与企业汽油池的特殊性,经过多方案对比,结合原有加工流程和装置实际,要从根本上解决问题,需要对汽油的生产结构进行调整,主要是降低催化裂化汽油的比重,增加高辛烷值、低烯烃含量汽油的比例,因此继续选择醚化与同时新增"异构化+烷基化"的优质汽油生产技术,发挥工艺组合效应,特别是依靠烷基化技术在汽油升级中的关键作用,使汽油生产达到国Ⅵ标准,是优化汽油产品组成,最终完全满足该石化企业国ⅥB阶段汽油升级的必经之路。同时,针对国Ⅵ汽油实际生产过程中影响因素较多,提出除加强汽油池调和比例优化外,还应从源头提高汽油池主要组分品质,优化各类汽油生产装置操作条件,以及动态跟踪汽油池各项指标变化,灵活运用汽油池各组分性质特点等,也都是优化国Ⅵ汽油生产的重要措施。