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。     

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。     

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。     

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。     

提高FCCU掺炼焦化蜡油比例工业实践

介绍了某催化裂化装置(FCCU)大比例掺炼焦化蜡油(CGO)生产运行情况。分析了CGO特性及其对FCC反应的影响。采取了一系列的改造措施,包括更改再生立管结构、汽提器结构改造、主风分布器更换、强化再生器烧焦效果和优化工艺参数,CGO掺炼比由15%提高至25%。新的工艺条件下,液化石油气收率上升3.64百分点,液化石油气中丙烯体积分数提升53%,汽油收率上升7.64百分点,柴油收率降低10.08百分点,轻质油收率降低2.44百分点,总液体收率增大1.20百分点,转化率提高11.61百分点,产品分布改善,经济效益显著提高。汽油辛烷值上升,柴油密度增大,十六烷值降低。油浆固含量和密度上升,不再适合作为FCC和焦化原料,防止油浆重组分在FCCU和焦化装置之间形成恶性循环。     

HRDC烃循环技术在延迟焦化装置的工业应用

中国石油吉林石化公司炼油厂采用中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室开发的烃循环延迟焦化技术(HRDC)在1.0 Mt/a延迟焦化装置中进行了工业应用。结合装置生产实际,提出了2种工业化测试方案,方案一:自然循环比为0.20,供氢循环比为0.20(以中段回流油为供氢物流);方案二:自然循环比为0.20,供氢循环比为0.20(中段回流油循环比为0.05,轻蜡油循环比为0.15)。方案一在测试过程中受分馏塔能力限制且分馏塔操作难度较大,不能实现长周期平稳生产,而方案二在测试期间的生产较为稳定,因此,选择方案二为工业应用方案。方案二的工业应用结果表明,焦化装置在以减压渣油为主,掺炼16%~20%催化裂化油浆为原料的情况下,石油焦收率降低0.83%,轻油收率和液体收率分别提高1.16百分点和0.79百分点,且方案实施7个月后的经济效益达2 294.49万元,值得在同类装置中进行推广和应用。     

利用添加剂提高延迟焦化液体产品收率的研究

通过实验室小型焦化评价装置考察了金属化合物、富芳组分和自由基生成剂等3种添加剂对延迟焦化液体产品分布的影响，发现不同添加剂对提高液体产品收率的效果和机理不同，其中富芳组分催化裂化油浆在掺兑量（w）小于10%时对焦化原料反应产物分布影响不大，掺10%时液体产率略增；自由基生成剂四氢萘添加后抑焦效果明显，焦炭产率降低1.32百分点，液体产品收率提高5.21百分点,但其成本高,不宜推广应用；综合考虑，具有应用前景的是金属化合物添加剂，液体收率可提高1.2百分点。     

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。     

催化裂化装置掺炼常三线重柴油的工业生产

在催化裂化(FCC)装置满负荷运行条件下,掺炼10%(质量分数)常三线油进行二次加工,对比了掺炼前后FCC原料性质、工艺参数、产品收率的变化情况,分析了产品质量,并对加工过程中出现的问题提出对策。结果表明:掺入常三线油后,FCC原料密度下降8.9 kg/m~3,初馏点升高15.5℃,30%馏出温度下降51℃,含氮总量下降116.1μg/g;FCC装置加工量由约106 t/h降至约102 t/h,反应温度略有下降,床温下降明显,油浆外甩量变化不大,回炼油回炼量上升2 t/h,分馏塔底温度上升明显;汽油、油浆收率各升高0.92个百分点,柴油、液态烃收率分别下降0.87,1.04个百分点,干气、轻油收率变化不大;稳定汽油研究法辛烷值有所下降,但基本保持在90以上。     

延迟焦化装置供氢体循环技术的应用

中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司1.2 Mt/a延迟焦化装置经过技术改造,增设了渣油换热器并将蜡油并入渣油系统跨线流程,将350℃热蜡油经调节阀补入加热炉进料油中,实现了供氢体循环技术改造。改造后,分馏塔底部温度可提高25℃,装置液体收率提高1.14百分点,焦炭收率降低0.54百分点,石油焦挥发分质量分数降低0.40百分点,有效地改善了装置产品分布,同时加热炉负荷降低、热效率提高0.35百分点,燃料气耗量减少200 kg/h,在保证装置长周期运行的同时,提高了经济效益。     

供氢剂对延迟焦化产物分布的影响

在自建的延迟焦化中试装置上,考察了2种供氢剂的供氢能力及对延迟焦化反应产物分布的影响。结果表明:供氢剂A的供氢能力优于供氢剂B及减压渣油;夺氢能力低于供氢剂B及减压渣油;氢转移指数高于供氢剂B。添加供氢剂后,产物分布发生变化,产物中石油焦和尾气收率均降低。添加供氢剂A后,产物液体收率提高1.85个百分点;石油焦收率降低1.09个百分点,尾气收率降低0.75个百分点。     

催化裂化装置加工加氢蜡油的运行状况分析

对中国石油独山子石化公司催化裂化装置加工原料由蜡油改进为加氢蜡油后的运行状况进行了分析。结果表明:蜡油加氢后,密度、硫含量、残炭量明显降低,性质呈轻质化;催化裂化装置加工加氢蜡油后,轻质油、总液体收率分别增大1.63,0.53个百分点;其中,汽油、液态烃收率分别增加2.14,0.89个百分点,油浆、柴油收率分别下降1.99,0.51个百分点;催化汽油、柴油中的硫含量大幅度降低,但汽油辛烷值降低。     

掺炼脱氮焦化蜡油对催化裂化反应性能的影响

在焦化蜡油中加入WLDN-5脱氮剂,采用络合脱氮—白土精制工艺,可制备碱性氮化物含量较低的焦化蜡油。在某公司1.80 Mt/a重油催化裂化装置进行掺炼脱氮前后焦化蜡油对催化裂化反应性能的影响工业应用试验,结果表明,掺炼脱氮焦化蜡油后,降低原料油中氮含量使催化剂保持较高活性和减少催化剂生焦,在较低的反应温度下,改善产品分布,轻油收率增加0.86个百分点,总液体收率增加2.03个百分点,液化气和汽油收率分别增加1.17,0.94个百分点,干气、油浆和焦炭收率相应减少0.37,1.25,0.41个百分点,催化剂单耗降低0.05 kg/t。     

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。     

利用催化裂化装置回收焦化瓦斯中的液态烃

采用了催化裂化装置回收焦化瓦斯,干气和液态烃收率增加,对其它产品分布和性质无影响.实验结果表明,回收焦化瓦斯后,干气收率由3.54%上升到4.62%,提高了1.08个百分点;液态烃收率由回收前的16.20%上升到16.67%,提高了0.47个百分点.汽油、柴油产品性质和收率不变.该工艺减少了炼厂瓦斯总量而增加了液态烃的产量,提高了炼厂的经济效益.     

洛阳分公司FCC装置的运行优化

根据装置特点和优化方案,对洛阳分公司两套催化裂化装置的进料结构进行了调整,Ⅰ套FCC装置由加工大部分闪蒸塔底油、掺炼部分精制蜡油改为全部加工精制蜡油,Ⅱ套FCC装置由加工大部分精制蜡油、掺炼部分闪蒸塔底油改为加工全部闪蒸塔底油、掺炼部分加氢蜡油,操作条件也进行了调整。Ⅰ套FCC装置因原料性质改善,轻液体收率增加了2.35百分点;但是Ⅱ套FCC装置出现了轻液体收率偏低、能耗偏高等问题,两套装置总的轻液体收率低于优化调整前。对Ⅱ套FCC装置的工艺操作条件进行了优化调整,调整后,轻液体收率上升了1.23百分点,两套装置总的轻液体收率平均上升0.40百分点,同时Ⅱ套FCC装置能耗下降了211.84 MJ/t,取得了明显效果。提出了Ⅱ套FCC装置生产上存在的问题和改进建议。     

LPC-70降烯烃催化裂化催化剂的工业应用

采用中国石油兰州化工研究中心开发的新型LPC-70降烯烃催化裂化催化剂在中国石油兰州石化公司3.0 Mt/a重油催化裂化工业装置上进行了工业应用。结果表明:催化汽油烯烃体积分数由空白标定的33%～37%降至总结标定的28%～32%;与空白标定相比,总结标定在原料劣质化和催化剂单耗降低0.07 kg/t的条件下,油浆收率下降0.35个百分点,液态烃和汽油收率分别升高0.40,4.07个百分点,柴油收率下降4.27个百分点,总液体收率升高0.20个百分点,柴汽比由0.48下降至0.36,同时液态烃中丙烯体积分数提高2.48个百分点。     

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。     

掺炼催化油浆对延迟焦化装置的影响

为提高催化油浆经济效益,中国石油大港石化公司在120万t/a延迟焦化装置上进行掺炼催化油浆,分析了掺炼油浆后对装置的操作、产品分布、质量、能耗以及长周期运行产生的影响。结果表明,轻油收率与总液收分别降低0.84,0.74个百分点;石油焦灰分增加0.1%;蜡油密度和残炭分别增加了7.3,0.13个百分点,蜡油性质变重;出现8次放水不畅以及不同程度减薄现象;燃料能耗和1.0 MPa蒸汽分别提高了0.30 kg/t,0.22 kg/t,综合能耗提高了0.15 kg/t。