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摘要:我国是以柴油消费为主的国家,柴油与汽油的消费比例高达1.7:1。因为我国是农业大国,随着农业机械化的普及和高速发展,以及柴油发动机的更新换代,促进柴油消费量日益增长 。
关键词:装置生产状况分析增加柴汽比措施的应用 优化操作参数,降低操作苛刻度调整柴油的切割点,拓宽柴油馏程选用增产柴油的催化剂
中图分类号:P641文献标识码: A 文章编号:
我国的油品消费结构看,柴油产量缺口较大 因此对国内各石化炼厂来说,利用催化裂化技术增产柴油,提高柴油汽油产量比是解决柴油短缺的重要手段。大庆中蓝石化的催化裂化装置,柴油汽油比只有0.3—0.5,总液体收率只有82%--83%,严重影响着装置的经济效益。特别是原油价格不断上涨,加工成本不断上升的形势下,提高FCCU的柴油汽油比和总液体收率势在必行。
1 装置生产状况分析
大庆中蓝石化有限公司重油催化裂化装置设计能力为400000t/a。再生方式为快速床,后置燃烧罐两段再生。近年来,由于原料紧张,实际加工量在340000 t/a。原料为100%的常压渣油。原料的残炭在5%~6%,密度为0.88/cm3左右;而且总金属Ni,Na含量较高。装置的生焦量一直在10%~11%,甚至高达12%。由于原料紧张,油浆一直全回炼。因此,总液体收率较低,而且二次反应和催化剂污染严重,干气中H2含量高达60%~80%(v/v),柴汽比只有0.3~0.5。
造成FCCU柴汽比偏低的主要原因有:(1)提升管反应时间过长,高达4a,造成中间馏份过度裂化,表现在气体产率增加;(2)提升管进料喷嘴位置和预提升段设计不合理,造成提升管底部流化不好,管反应温度和反应压力波动大,生焦量增加;(3)催化剂类型选用不当,仍在使用REY和 REHY型的催化剂。选择性和抗重金属污染性能较差,而且单耗较高;(4)产品控制方案不合理,没有根据市场的需求及时调整生产方案;(5)为保证化工装置对C3.C4烯烃的需求,而增加液化气产率,影响了柴汽比的提高。
以上因素造成了柴汽比和总液收偏低的不利局面,严重制约装置经济效益的提高。为提高FCCU的柴汽比,提高装置的经济效益,在2005年8月大检修期间,对FCCU进行了一下技术改造:
(1)将提升管常压渣油进料喷嘴安装在原喷嘴上部8m位置,并且更换为两只BWJ-1型高效喷嘴,油浆回炼喷嘴安装在原喷嘴上部7.16m位置。(2)为改善提升管底部流化质量,减少催化剂高温水热失活,改善了提升管底部预提升蒸汽环,并增设了干气预提升管线。(3)为减少生焦量,改善汽提效果,在沉降器汽提段增加一组汽提汽环管。(4)在提升管上部保留一组汽油终止剂喷嘴。(5)分馏塔舌型塔盘进行部分堵孔,降低开空率,以改善分离效率。
2增加柴汽比措施的应用
2.1优化操作参数,降低操作苛刻度
(1)控制反应时间 ,装置改造前,由于进料位置偏低,提升管线速度,所以反应时间高达4s。由于催化裂化主反应是平行顺序反应,渣油的大分子与催化剂接触,首先裂化为柴油等中间馏份,随着时间的延长中间馏份进一步裂化为汽油和气体。造成柴油产率降低。
改造后,将提升管进料喷嘴、油浆回炼喷嘴分别上移,并且增加了雾化蒸汽量,在较低的放映压力下操作,使反应时间由4s下降到2~2.5s。因此,大大降低了中间馏份的过度裂化和二次反应,从而大大提高了柴油产率。
(2)控制反应温度降低反应温度,会降低裂化反应速度,可以抑制柴油的二次裂化从而增加柴油产率。在操作中,将反应温度由原来的500~505℃,降为495~500℃,回炼比控制在0.3~0.5之间,即保证了装置的加工能力,又达到了增产柴油的目的。
(3)控制剂油比降低剂油比相当于降低了装置的催化剂活性,因此也降低了过程的反应速度,提高了中间馏份的产品收率。经过摸索,剂油比在5~6为最佳操作条件。为控制剂油比,把原料预热温度由210~230℃,提高到220~260℃,将二密床温由原来的690~705℃,降为680~695℃。达到了控制适宜剂油比的要求,而焦炭产率没有太大的变化。
(4 )催化剂活性降低催化剂的活性将降低装置的转化率,抑制柴油的二次裂化。达到提高柴油产率的目的。为了控制适宜的催化剂活性,控制催化剂单耗在0.6~0.7kg/t左右,每天向系统补充600kg新鲜剂。再生剂含碳量控制在0.15%以下。实践证明在平衡剂活性为62~65时,能得到理想的柴油产率。
操作条件改造后,通过优化操作参数,降低FCCU操作苛刻度,使柴油产率有了显著地提高,但同时会使汽油的辛烷值有所下降。由于我们掺用了少量的CA-1助剂,使稳定汽油的辛烷值基本未变,RON达到了90.1,满足了90#汽油的质量要求。
2.2调整柴油的切割点,拓宽柴油馏程
在满足柴油质量要求的前提下,采用了拓宽柴油馏程的控制方案。使柴油的干点拓宽至360℃。通过调整分馏塔的操作,减低塔顶温度,控制粗汽油干点不大于190℃,在保证闪点合格的前提下,尽量提高柴油的拔出率。另一方面在保证柴油的95%点不大于350℃的条件下,尽量提高柴油的拔出温度。据资料介绍,通过切割点的改变可以提高柴油收率2%~5%,同时切割点的变化会引起柴油十六烷值的变化,随切割点变轻,柴油的十六烷值下降;随着切割点变重,柴油的十六烷值上升。针对催化柴油中的正构烃含量低,芳烃、异构烃的含量较高,对流动性改进剂的感受性能好的特点,我们采用了0#柴油加降凝剂的生产方案,即控制0#柴油的凝点不大于4℃的前提下,加入0.03%的降凝剂T1804,即保证了0#柴油的质量要求,又为拓宽柴油馏程,提高柴油产率创造了条件。
2.3选用增产柴油的催化剂
采用具有大中孔结构的担体和具有二级孔的超稳Y型活性组分,能够提高重油转化能力,是提高柴油产率裂化催化剂的前提。这种催化剂应用具有适当比例的大孔活性基质,使催化剂具有较强的大分子裂化能力,又具有较低的分子筛活性中心数目,以避免柴油的二次裂化。根据上述理论和装置技术改造的特点,我们选用了石科院开发的催化剂MLC-500。加入比例为MLC-500:RHZ-200=4:1,还掺用了少量的CA-1助剂,目的是为了保证液化气产率,为化工装置提供烯烃原料。
结论
通过结合采用以上措施,使装置的柴汽比提高0.1~0.2,总收率提高了2.23%。每年可增加产品7.35万t.。
催化裂化装置增产柴油的常用措施包括:降低操作的苛刻度;改變柴油的切割点;选用增产柴油的催化剂等三方面。每一项措施都不是独立的,它们各有侧重又相辅相成,只有把几项措施结合使用方能收到满意的效果。
FCCU增产柴油还有一些新工艺、新措施,如:原料组份选择性裂化技术、抑制中间馏份二次裂化技术,正在推广应用。
现有FCCU在技术改造基础上,以较少的投入,采取增产柴油的常用措施,并结合一些增产柴油的新技术,能大幅度提高柴油产率和全厂的柴汽比,是增加企业经济效益的一条有效途径。
关键词:装置生产状况分析增加柴汽比措施的应用 优化操作参数,降低操作苛刻度调整柴油的切割点,拓宽柴油馏程选用增产柴油的催化剂
中图分类号:P641文献标识码: A 文章编号:
我国的油品消费结构看,柴油产量缺口较大 因此对国内各石化炼厂来说,利用催化裂化技术增产柴油,提高柴油汽油产量比是解决柴油短缺的重要手段。大庆中蓝石化的催化裂化装置,柴油汽油比只有0.3—0.5,总液体收率只有82%--83%,严重影响着装置的经济效益。特别是原油价格不断上涨,加工成本不断上升的形势下,提高FCCU的柴油汽油比和总液体收率势在必行。
1 装置生产状况分析
大庆中蓝石化有限公司重油催化裂化装置设计能力为400000t/a。再生方式为快速床,后置燃烧罐两段再生。近年来,由于原料紧张,实际加工量在340000 t/a。原料为100%的常压渣油。原料的残炭在5%~6%,密度为0.88/cm3左右;而且总金属Ni,Na含量较高。装置的生焦量一直在10%~11%,甚至高达12%。由于原料紧张,油浆一直全回炼。因此,总液体收率较低,而且二次反应和催化剂污染严重,干气中H2含量高达60%~80%(v/v),柴汽比只有0.3~0.5。
造成FCCU柴汽比偏低的主要原因有:(1)提升管反应时间过长,高达4a,造成中间馏份过度裂化,表现在气体产率增加;(2)提升管进料喷嘴位置和预提升段设计不合理,造成提升管底部流化不好,管反应温度和反应压力波动大,生焦量增加;(3)催化剂类型选用不当,仍在使用REY和 REHY型的催化剂。选择性和抗重金属污染性能较差,而且单耗较高;(4)产品控制方案不合理,没有根据市场的需求及时调整生产方案;(5)为保证化工装置对C3.C4烯烃的需求,而增加液化气产率,影响了柴汽比的提高。
以上因素造成了柴汽比和总液收偏低的不利局面,严重制约装置经济效益的提高。为提高FCCU的柴汽比,提高装置的经济效益,在2005年8月大检修期间,对FCCU进行了一下技术改造:
(1)将提升管常压渣油进料喷嘴安装在原喷嘴上部8m位置,并且更换为两只BWJ-1型高效喷嘴,油浆回炼喷嘴安装在原喷嘴上部7.16m位置。(2)为改善提升管底部流化质量,减少催化剂高温水热失活,改善了提升管底部预提升蒸汽环,并增设了干气预提升管线。(3)为减少生焦量,改善汽提效果,在沉降器汽提段增加一组汽提汽环管。(4)在提升管上部保留一组汽油终止剂喷嘴。(5)分馏塔舌型塔盘进行部分堵孔,降低开空率,以改善分离效率。
2增加柴汽比措施的应用
2.1优化操作参数,降低操作苛刻度
(1)控制反应时间 ,装置改造前,由于进料位置偏低,提升管线速度,所以反应时间高达4s。由于催化裂化主反应是平行顺序反应,渣油的大分子与催化剂接触,首先裂化为柴油等中间馏份,随着时间的延长中间馏份进一步裂化为汽油和气体。造成柴油产率降低。
改造后,将提升管进料喷嘴、油浆回炼喷嘴分别上移,并且增加了雾化蒸汽量,在较低的放映压力下操作,使反应时间由4s下降到2~2.5s。因此,大大降低了中间馏份的过度裂化和二次反应,从而大大提高了柴油产率。
(2)控制反应温度降低反应温度,会降低裂化反应速度,可以抑制柴油的二次裂化从而增加柴油产率。在操作中,将反应温度由原来的500~505℃,降为495~500℃,回炼比控制在0.3~0.5之间,即保证了装置的加工能力,又达到了增产柴油的目的。
(3)控制剂油比降低剂油比相当于降低了装置的催化剂活性,因此也降低了过程的反应速度,提高了中间馏份的产品收率。经过摸索,剂油比在5~6为最佳操作条件。为控制剂油比,把原料预热温度由210~230℃,提高到220~260℃,将二密床温由原来的690~705℃,降为680~695℃。达到了控制适宜剂油比的要求,而焦炭产率没有太大的变化。
(4 )催化剂活性降低催化剂的活性将降低装置的转化率,抑制柴油的二次裂化。达到提高柴油产率的目的。为了控制适宜的催化剂活性,控制催化剂单耗在0.6~0.7kg/t左右,每天向系统补充600kg新鲜剂。再生剂含碳量控制在0.15%以下。实践证明在平衡剂活性为62~65时,能得到理想的柴油产率。
操作条件改造后,通过优化操作参数,降低FCCU操作苛刻度,使柴油产率有了显著地提高,但同时会使汽油的辛烷值有所下降。由于我们掺用了少量的CA-1助剂,使稳定汽油的辛烷值基本未变,RON达到了90.1,满足了90#汽油的质量要求。
2.2调整柴油的切割点,拓宽柴油馏程
在满足柴油质量要求的前提下,采用了拓宽柴油馏程的控制方案。使柴油的干点拓宽至360℃。通过调整分馏塔的操作,减低塔顶温度,控制粗汽油干点不大于190℃,在保证闪点合格的前提下,尽量提高柴油的拔出率。另一方面在保证柴油的95%点不大于350℃的条件下,尽量提高柴油的拔出温度。据资料介绍,通过切割点的改变可以提高柴油收率2%~5%,同时切割点的变化会引起柴油十六烷值的变化,随切割点变轻,柴油的十六烷值下降;随着切割点变重,柴油的十六烷值上升。针对催化柴油中的正构烃含量低,芳烃、异构烃的含量较高,对流动性改进剂的感受性能好的特点,我们采用了0#柴油加降凝剂的生产方案,即控制0#柴油的凝点不大于4℃的前提下,加入0.03%的降凝剂T1804,即保证了0#柴油的质量要求,又为拓宽柴油馏程,提高柴油产率创造了条件。
2.3选用增产柴油的催化剂
采用具有大中孔结构的担体和具有二级孔的超稳Y型活性组分,能够提高重油转化能力,是提高柴油产率裂化催化剂的前提。这种催化剂应用具有适当比例的大孔活性基质,使催化剂具有较强的大分子裂化能力,又具有较低的分子筛活性中心数目,以避免柴油的二次裂化。根据上述理论和装置技术改造的特点,我们选用了石科院开发的催化剂MLC-500。加入比例为MLC-500:RHZ-200=4:1,还掺用了少量的CA-1助剂,目的是为了保证液化气产率,为化工装置提供烯烃原料。
结论
通过结合采用以上措施,使装置的柴汽比提高0.1~0.2,总收率提高了2.23%。每年可增加产品7.35万t.。
催化裂化装置增产柴油的常用措施包括:降低操作的苛刻度;改變柴油的切割点;选用增产柴油的催化剂等三方面。每一项措施都不是独立的,它们各有侧重又相辅相成,只有把几项措施结合使用方能收到满意的效果。
FCCU增产柴油还有一些新工艺、新措施,如:原料组份选择性裂化技术、抑制中间馏份二次裂化技术,正在推广应用。
现有FCCU在技术改造基础上,以较少的投入,采取增产柴油的常用措施,并结合一些增产柴油的新技术,能大幅度提高柴油产率和全厂的柴汽比,是增加企业经济效益的一条有效途径。