炼油厂增产喷气燃料技术及应用分析

增产喷气燃料、压减柴油是适应国内成品油市场变化和炼油厂调整产品结构、提质增效的关键。提高常减压蒸馏装置和加氢裂化装置煤油收率是当前炼油厂增产喷气燃料的主要途径,但受到常减压蒸馏装置常一线油拔出率不够、加氢裂化产品方案不匹配等多方面因素的影响,制约了增产喷气燃料潜力的发挥。分析了当前炼油厂增产喷气燃料的瓶颈,介绍了加氢裂化最大量生产喷气燃料以及直馏柴油加氢裂化生产喷气燃料技术,同时对技术应用效果进行了分析总结,为炼油厂增产喷气燃料、压减柴油提出了相应建议。     

FDHC柴油中压加氢裂化技术的开发

为了满足炼油企业减产柴油、降低柴汽比的产品结构调整需求,中国石化抚顺石油化工研究院开发了FDHC柴油中压加氢裂化技术。该技术采用加氢裂化-补充精制工艺流程,解决了中压加氢裂化喷气燃料馏分烟点偏低和装置运行末期产品质量下降等难题,通过优化原料构成、催化剂体系和操作参数,使之适用于加工直馏柴油原料,灵活增产优质喷气燃料产品、重整原料和蒸汽裂解制乙烯原料。生产的喷气燃料馏分烟点可达28.1 mm,可作为优质3号喷气燃料;未转化柴油馏分BMCI可达9.5,可作为优质的蒸汽裂解制乙烯原料。     

炼油厂增产喷气燃料技术研究

论述了两种增产喷气燃料技术的可行性及产品结构调整方向。研究表明,在冰点合格的前提下,拓宽直馏喷气燃料馏程经加氢精制是成本最低的有效途径。直馏喷气燃料原料馏程可扩宽至300℃;通过更换喷气燃料选择性更高的加氢裂化催化剂,喷气燃料收率可达42.87%,烟点可达28.9 mm。当加氢精制原料油为减压蜡油掺炼部分催化裂化轻柴油时,喷气燃料收率可以提高至50.02%,烟点合格为27 mm;利旧现有8.0 MPa压力等级柴油加氢装置或更高压力等级中压加氢裂化装置进行改造,喷气燃料收率可达48.14%,烟点28.9 mm,而且该技术可以生产富含链烷烃的高质量加氢尾油。     

催化柴油加氢裂化技术效益分析

选择FD2G,LCO Unicracking和RLG三种催化柴油加氢裂化技术的典型数据进行技术经济对比。结果表明:催化柴油加氢裂化技术可将密度在0.90~0.97 g/cm~3、芳烃质量分数为60%~90%的催化柴油部分转化为辛烷值大于90的汽油组分,汽油组分收率达到38.5%~53.3%,柴油十六烷值可提高8~30,全厂柴汽比可降低0.1~0.5。采用每桶40美元(约1 817元/t)原油价格及相应的国内产品出厂价进行效益分析,当柴油转化率分别为64.0%,51.5%和43.8%时,催化柴油加氢裂化技术单位毛利润分别为460,437,408元/t,投资回收期小于1 a。催化柴油加氢裂化技术受氢气价格影响较大,投资较大,应根据市场柴汽比、氢源及投资选取适宜的转化率。     

柴油加氢改质装置由FD2G技术转为FDHC技术的应用

某石化公司0.90 Mt/a柴油加氢改质装置原设计采用中石化(大连)石油化工研究院有限公司(简称FRIPP)开发的催化裂化柴油加氢转化(FD2G)技术。为了应对成品油市场变化，装置建成后该公司决定采用FRIPP开发的直馏柴油增产喷气燃料(FDHC)技术，通过变更原料、更换催化剂体系和局部流程改造，将生产方案由汽油方案调整为喷气燃料方案。装置改造后的标定结果表明：重石脑油的收率为21.90%,芳烃潜含量(w)为48.5%,是优质的催化重整原料；喷气燃料收率为33.33%,性质满足3号喷气燃料的要求；精制柴油收率为31.93%,硫、氮含量较原料柴油显著降低，可用作国Ⅵ车用柴油调合组分。作为国内首次将柴油加氢改质装置由FD2G技术成功改造为FDHC技术的案例，该工业应用可为同类装置提供参考。     

催化裂化柴油加氢转化装置长周期生产运行分析

中国石化安庆分公司（简称安庆分公司）为优化企业产品结构,提高经济效益,采用中国石化石油化工科学研究院研发的催化裂化柴油加氢裂化生产高辛烷值汽油的RLG技术及其专用的加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂,新建了一套1.0 Mt/a催化裂化柴油加氢转化装置（简称RLG装置）。该装置已平稳运行18个月,装置长周期生产运行及工业技术标定结果表明,RLG装置以100%劣质催化裂化柴油为原料,高辛烷值汽油调合组分收率为45%～60%、RON为90~95、硫质量分数小于2 μg/g,柴油产品十六烷指数提高12~14个单位、硫质量分数小于5 μg/g,实现了催化裂化柴油高效转化为高辛烷值汽油,汽油和柴油产品性质好,气体产率低。RLG装置投产后,安庆分公司的柴汽比由1.03下降至0.74,经济效益显著提高。     

柴油加氢技术的工程化发展方向

介绍了国内外不同类型首套柴油加氢工程化技术的特点及后续的技术改进(其中AXENS公司将中压加氢裂化与直馏柴油加氢脱硫集成,生产硫质量分数小于10μg/g的柴油调合组分),阐述了待工程化的柴油加氢技术现状(例如SINOPEC以柴油为原料,采用特定馏分油循环方式,开发了多产重整料的加氢改质技术,该技术在适宜的工艺条件下,生产硫和氮总质量分数小于0.5μg/g的重整原料及硫质量分数小于10μg/g、十六烷值大于51、满足欧Ⅴ排放标准的柴油).分析了我国柴油加氢技术工程化与国外的差距,探讨充分利用我国已工程化的柴油加氢装置进行技术开发的途径,指出我国柴油加氢技术工程化发展方向:①开发混合床型的柴油加氢工程技术,满足日益严格的柴油产品质量要求;②开发新型柴油加氢工程技术,降低装置投资和能耗;③开发柴油加氢专用反应器内构件,提高催化剂效能;④开发零泄漏的高压换热技术,生产高清洁柴油产品.     

加氢裂化装置在压减柴油中的作用分析

国内某炼化企业利用加氢裂化装置产品质量好、生产方案灵活的特点，开展了最大化生产非柴油产品、降低柴油收率的工业实践。结果表明：在尚未全面实施压减柴油策略的情况下，该装置平均每年可加工124.2 kt催化裂化柴油和120.4 kt直馏柴油；实施压减柴油策略后，增产轻石脑油方案的轻石脑油收率可达46.29%,增产重石脑油方案的重石脑油收率可达53.41%,增产喷气燃料方案的喷气燃料收率可达46.01%。此外，通过挖掘潜力，装置可生产5号工业白油特种油。在不改变该加氢裂化装置原设计及催化剂级配体系的条件下，通过调整原料配比及性质、优化生产方案等方式，该装置压减柴油能力可达到400 kt/a。     

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。     

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。     

4.1 Mt/a柴油加氢装置三种生产方案的分析

为提高装置经济效益,对青岛炼油化工有限责任公司4.1 Mt/a柴油加氢装置分别生产0号国标柴油、欧Ⅲ标准柴油以及出口非洲柴油三种产品的生产方案进行了比较。通过对主要工艺参数、产品性质、装置氢耗、装置能耗等方面的分析,为装置生产方案调整提供了依据。     

劣质柴油非加氢精制技术

劣质柴油必须进行精制才能满足规格指标和环保要求 ,加氢精制是精制劣质柴油生产优质柴油馏分的理想工艺技术 ,但投资大和操作费用高 ,非加氢技术精制劣质柴油是提高柴油产品质量满足环保要求比较经济、可行的途径。介绍了化学精制、溶剂精制、吸附精制、氧化 /萃取脱硫、生物脱硫等柴油的非加氢精制技术的最新进展情况 ,认为吸附精制是提高我国柴油质量的有效途径     

柴油加氢改质催化剂的预硫化及加氢工艺条件优化

介绍了中国石油锦西石化公司柴油加氢改质装置新更换催化剂的预硫化和加氢工艺条件优化情况,考察了硫化氢浓度、反应器床层温度、氢气压力等条件对催化剂预硫化的影响。结果表明,将装置原来使用的催化剂更换为美国标准公司的催化剂并适当预硫化后应用于催化裂化柴油-直馏柴油混合料的加氢改质,在精制反应器及裂化反应器入口温度分别为295,340℃,操作压力为9.5 MPa的适宜工艺条件下,可生产出硫含量达到欧Ⅳ标准的优质柴油产品,与原来使用的催化剂相比,精制反应器和裂化反应器入口温度分别可降低30,35℃。     

柴油加氢精制装置降凝方案比较

介绍了120×104 t/a柴油加氢装置根据所选用催化剂的特性,通过调整操作工艺参数和原料组成,成功的实现了生产普通0#、国Ⅴ0#、低凝-10#和-35#柴油的生产方案灵活变换,对4种方案下原料和产品性质及操作参数进行对比,探索优化了各种方案下的运行参数,装置可以根据市场需求,及时调整生产方案,而且经济效益显著.     

大豆油作为柴油机燃料的试验研究

为考察植物油在柴油发动机中的使用性能，将植物油（以市售大豆油为例）和-10号军用柴油按照不同的比例掺兑，进行了植物油和柴油实验室理化性能试验对比分析、发动机特性试验考察、实车实际性能试验验证。结果表明植物油使WD615柴油机综合性能较好，可以作为柴油机燃料使用。     

新型乳化柴油喷雾特性的试验研究

通过定容弹模拟乳化柴油喷雾形成的全过程,采用高速摄影记录了不同喷油压力、喷油背压以及喷油脉宽下乳化柴油喷雾的形成过程,从喷雾锥角、贯穿距以及锋面速度3个方面对乳化柴油的喷雾特性进行了试验研究,结果表明：乳化柴油的喷雾特性与柴油基本一致,喷油压力对乳化柴油喷雾锥角和贯穿距的影响较大,喷雾背压和喷油脉宽对乳化柴油喷雾贯穿距的影响较大,喷油压力、喷雾背压和喷油脉宽对乳化柴油喷雾锋面速度的影响均较小,较高的喷油压力、较短喷油脉宽有利于乳化柴油的雾化。     

代用柴油和超清洁柴油组分的生产

介绍了国外几种新兴代用柴油的性质、生产技术、经济性、应用现状和前景。这些代用柴油包括生物柴油、乙醇柴油、二甲基醚和乳化柴油，以及调入柴油中用于改善柴油性能的含氧化合物（柴油含氧化合物）。生物柴油由动植物油料转化而来；乙醇柴油由乙醇与柴油混合得到；乳化柴油由柴油与水混合乳化得到。代用柴油既可以用可再生的生物质材料生产，又可减少污染物排放，对石油进口国有很强的吸引力，预计将快速发展。     

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。     

船用馏分燃料油的研制

以轻质馏分油及不同柴油馏分为原料,通过调合方式,调制出符合国标要求的各种牌号船用馏分燃料油,拓宽了中国石化济南分公司柴油馏分的应用范围。