掺炼焦化蜡油对催化裂化的运行影响分析.pdf
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1、 材料工程 2023 年 第 4 期 化纤与纺织技术30掺炼焦化蜡油对催化裂化的运行影响分析庞皓元中国石化北海炼化有限责任公司,广西 北海 536016摘要:延迟焦化蜡油(CGO)需要通过加氢预处理后再进入催化裂化装置,能达到提高渣油的回炼比的目的。中石化某炼化公司因蜡油加氢装置出现非计划停工,需要将延迟焦化蜡油直接掺炼催化裂化装置作为混合原料。通过对比催化裂化加工延迟焦化蜡油前后的工业数据表明,加工焦化蜡油后对产品分布与性质均产生负面影响,干气、油浆等低附加值产物收率明显升高,验证了延迟焦化蜡油加氢预处理的重要性,是维持催化裂化装置的高效生产的重要手段。关键词:催化裂化;焦化蜡油;脱硫;产品
2、质量分类号:TE624催化裂化装置作为炼油企业内承上启下的重质油二次加工装置,可以生产丙烯、汽油和柴油等高附加值产品。随着国内环保法规的日益严格,对车用石油产品的环保标准也提出新的要求。延迟焦化蜡油(CGO)中的硫、氮含量较高,高硫含量的催化裂化原料会使烟气中 SOX的排放不符合环保要求,高氮含量的催化裂化原料会降低轻质油收率1。焦化蜡油通常需要经加氢处理后混入催化原料,起到提高反应转化率,降低汽、柴油等产品中的硫含量,并减少烟气中 SOX、NOX排放的作用。文章通过对比催化裂化装置加工焦化蜡油前后的工业数据,探究其对装置运行的影响。1 装置生产概况某公司 210 万吨/年的催化裂化装置采用中
3、国石化石油化工科学研究院开发的 MIP-DCR 工艺技术,以期实现提高汽油产品的辛烷值,降低汽油产品的硫含量和烯烃含量,达到多产清洁汽油和丙烯的目的,从而满足生产国汽油调和组分和为下游化工装置提供原料的要求。该装置原料油以直馏蜡油为主,同时掺炼加氢蜡油和渣油。原料 S 含量为 1.2%1.4%,N含量为 1 200 1 600 mg/kg。主要承担着将直馏蜡油馏分、加氢焦化蜡油组份转化为汽油、柴油、液化气(其中的丙烯、异丁烯作为下游化工装置原料)等轻质油品的生产装置。某公司 80 万吨/年蜡油加氢装置的原料为焦化蜡油和直馏蜡油,其中焦化蜡油和直馏蜡油比例为55.1 44.9。主要产品中的加氢蜡
4、油作为催化裂化装置的部分进料。2022 年 3 月 29 日4 月 7 日蜡油加氢装置因检修出现为期 10 d 的非计划停工,延迟焦化蜡油通过跨线流程全部输送至催化裂化装置作混合原料,催化裂化装置停收加氢蜡油。2 混合原料性质对比对于催化裂化的原料油,各组分中馏分油的馏程、硫、氮及重金属含量也是催化裂化原料的重要质量指标。研究结果表明,催化裂化产物中氮的分布受原料中氮含量,氮类型等多种因素的影响。采用同一催化剂,液体产品中的氮占原料氮的 5%25%,焦炭中氮占原料氮的 80%95%2。原料中的硫对产品选择性有不利影响,原料油中硫含量与干气产率成正比。在反应转化率 70%左右的情况下,原料中的硫
5、大致有40%60%转化成硫化氢,在使用降 SOx催化剂或降SOX添加剂的情况下,硫化氢的收率比上述数值还高些3。总之催化裂化原料性质的劣化程度,不仅直接影响着装置产品的选择性,也会对装置的废气排放和设备防腐均提出新的挑战。延迟焦化蜡油经蜡油加氢装置处理后各性质会得到一定程度上的改善,尤其是脱硫脱氮效果明显。取催化掺炼焦化蜡油前后混合原料油化验数据进行对比,数据如表 1 所示,可以看出混合原料的各项性质均劣于前者。其中,原料密度由 917.7 kg/m3上升至 919.4 kg/m3,硫质量分数由 1.31%上升至 1.54%,氮含量增加 17.3%,胶质质量分数增加 2.5%,镍+钒含量增加
6、84.6%,90%回收温度升高 15。由于掺炼焦化蜡油后使得混合原料中各馏程的回收温度显著上作者简介:庞皓元,男,本科,助理工程师,现研究方向为石油炼制。文章编号:1672-500X(2023)04-0030-03化纤与纺织技术 第 52 卷 2023 年 4 月 材料工程31升,重组分含量增多导致原料的裂化性能下降,反应苛刻度亦随之提高。表 1 混合原料性质对比原料性质掺炼焦化蜡油后掺炼焦化蜡油前密度/(20,kgm-3)919.4917.7(硫)1.54%1.31%氮含量/(mgkg-1)1 3851 157(残炭)0.60%0.38%镍+钒含量/(mgkg-1)4.368.05(四组分分
7、析)饱和烃41.9%41.1%芳香烃52.9%56.4%胶质4.5%2.0%沥青质0.7%0.5%馏程/初馏点19916410%回收温度34634050%回收温度43442490%回收温度527512终馏点586582(365 馏出量)15.2%16.3%(500 馏出量)79.3%86.9%3 物料平衡掺炼焦化蜡油后产品收率数据对比如表 2 所示。由表 2 可知,催化裂化各产品的收率发生明显的变化:干气收率增加 0.34%,焦炭收率增加 1.93%,干气+焦炭的收率较掺炼前增加 2.27%。汽油收率减少 1.89%,轻柴油收率减少 0.89%,总液体收率(液化气+汽油+柴油)降低 2.73%
8、,裂化产品的整体效益在降低。表 2 产品分布前后变化 单位:%产品掺炼焦化蜡油后掺炼焦化蜡油前差值干气5.114.770.34液化气19.2019.170.03轻汽油2.916.26-3.35重汽油39.2937.831.46轻柴油17.2318.08-0.85油浆7.956.241.71焦炭8.236.401.93损失0.100.11-0.01总液收78.6281.35-2.73其原因如下:掺炼焦化蜡油后,混合原料中 365 与 500 馏出量降低,重馏分的含量增多导致原料黏度增大,要克服原料油的表面张力和黏度约束所需的作用力升高,提升管底部进料喷嘴的雾化效果变差,产品总液体收率降低4。原料
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