利用催化裂化裝置增產(chǎn)汽油的工業(yè)應(yīng)用

宋 陽，王 義，李曉光，侯明波，宮繼業(yè)，張久峰

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利用催化裂化裝置增產(chǎn)汽油的工業(yè)應(yīng)用

宋 陽1，2，王 義2，李曉光2，侯明波2，宮繼業(yè)2，張久峰2

（1. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油撫順石化公司石油二廠，遼寧 撫順 113004）

介紹了增產(chǎn)汽油方案在撫順石化公司蠟油催化裂化裝置上的應(yīng)用情況。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，在不更換催化劑的條件下，通過調(diào)整反應(yīng)-再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)操作參數(shù)，汽油產(chǎn)率提高了1.69百分點(diǎn)，汽柴質(zhì)量比增加0.24。采用增產(chǎn)汽油方案后，適應(yīng)了市場需要，改善了產(chǎn)品分布，對催化裂化產(chǎn)品無不良影響。確保了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

催化裂化；汽油；工業(yè)試驗(yàn)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們經(jīng)濟(jì)收入日益提高。家用小汽車涌入人們生活帶動了國內(nèi)車用汽油消費(fèi)的快速增長。生產(chǎn)實(shí)踐表明，催化裂化是煉廠重要的重質(zhì)油二次加工手段，國內(nèi)成品汽油主要來源于煉油廠催化裂化裝置。因此，利用催化裂化裝置來提高成品汽油產(chǎn)量，能有效地適應(yīng)汽油市場供需[1-5]。

通過調(diào)整反應(yīng)－再生系統(tǒng)操作條件，分餾系統(tǒng)提高粗汽油干點(diǎn)、拓寬汽油餾程的措施增加汽油產(chǎn)率，在撫順石化公司1.2 Mt/a催化裂化裝置取得了較好的效果。

1 工業(yè)試驗(yàn)

1.1 裝置概述和生產(chǎn)流程

撫順石化公司蠟油催化裂化裝置在1987年建成投產(chǎn)，現(xiàn)加工能力為1.2 Mt/a，裝置主要由反應(yīng)－再生、分餾、吸收－穩(wěn)定和精制系統(tǒng)組成。催化裝置以蒸餾裝置出產(chǎn)的減壓蠟油、焦化裝置出產(chǎn)的焦化蠟油和酮苯脫蠟裝置副產(chǎn)的蠟下油為主要原料，為了滿足裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)的熱平衡需要摻入較少的蒸餾裝置出產(chǎn)的減壓渣油。該裝置于2008年進(jìn)行了外取熱、余熱爐蒸發(fā)段、分餾塔塔底油漿蒸汽發(fā)生器和解吸塔底熱源的改造，同時(shí)對原料油、油漿噴嘴進(jìn)行了更換。

混合蠟油（減壓蠟油和焦化蠟油）經(jīng)換熱器與分餾塔底油漿預(yù)熱后，經(jīng)CS-Ⅱ噴嘴霧化后進(jìn)入提升管反應(yīng)器。反應(yīng)后油氣與待生劑（結(jié)焦失活的催化劑）在旋風(fēng)分離器中分離，油氣進(jìn)入分餾塔下部，產(chǎn)出富氣（C1～C4）、汽油和柴油。富氣和汽油進(jìn)入吸收－穩(wěn)定系統(tǒng)，產(chǎn)出液態(tài)烴和穩(wěn)定汽油。待生劑經(jīng)蒸汽汽提出油氣后進(jìn)入再生器。

1.2 混合原料油性質(zhì)

增產(chǎn)汽油前后均以蒸餾裝置出產(chǎn)的減壓蠟油、焦化裝置出產(chǎn)的焦化蠟油和酮苯裝置副產(chǎn)的蠟下油為主要原料。增產(chǎn)汽油前后，原料油的餾程、密度、殘?zhí)磕c(diǎn)、總硫含量等性質(zhì)基本不變，說明此工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果具有可比性。

1.3 增產(chǎn)汽油的措施

1.3.1 反應(yīng)－再生系統(tǒng)

裝置反應(yīng)－再生系統(tǒng)增產(chǎn)汽油調(diào)整前后主要操作數(shù)據(jù)詳見表1。由表1可知，催化裂化裝置原料油預(yù)熱溫度由190 ℃上升到200 ℃；提升管出口溫度由502 ℃上升到515 ℃；催化裂化反應(yīng)屬于分解反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，因此，提高原料預(yù)熱溫度和反應(yīng)溫度有利于提高反應(yīng)速率常數(shù)，促進(jìn)化學(xué)平衡向有利于增加汽油產(chǎn)率的方向移動。劑油質(zhì)量比由3.5上升到4.0，使單位質(zhì)量重質(zhì)原料油瞬間接觸更多的催化劑活性中心，有利于降低裂化反應(yīng)活化能，增加汽油產(chǎn)率。反應(yīng)時(shí)間由3.3 s上升到3.8 s，能進(jìn)一步促進(jìn)中間產(chǎn)品柴油繼續(xù)裂化成汽油和液態(tài)烴，從而增加汽油產(chǎn)率。

表1 反應(yīng)-再生系統(tǒng)操作參數(shù)

1.3.2 分餾系統(tǒng)

分餾系統(tǒng)增產(chǎn)汽油前后主要操作數(shù)據(jù)詳見表2。由表2可知，分餾塔塔頂冷回流量由20 t/h下降到18 t/h，塔頂循環(huán)回流量由340 t/h下降到320 t/h，從而減少了分餾塔塔頂取熱量。因此，分餾塔頂溫由108 ℃上升到119 ℃。通過提高分餾塔一中段回流的抽出、返塔溫度和塔底液相溫度，使整個(gè)分餾塔熱量上移。根據(jù)國V汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，汽油干點(diǎn)＜205 ℃，將汽油餾程拓寬來提高其收率。

表2 分餾系統(tǒng)操作參數(shù)

1.3.3 平衡催化劑性質(zhì)

采用增產(chǎn)汽油方案前后，催化劑仍為LBO-16催化劑。為了提高反再系統(tǒng)內(nèi)催化劑整體活性，增加了新鮮催化劑的補(bǔ)充量和置換頻率。平衡催化劑活性由60提高到66，在一定范圍內(nèi)，催化劑活性的增加有利于提高原料油的轉(zhuǎn)化率和汽油辛烷值。如果催化劑活性過高，汽油產(chǎn)率將減少，液態(tài)烴產(chǎn)率增加，造成過度的裂化反應(yīng)[2]。

2 結(jié)果與討論

2.1 對產(chǎn)品收率的影響

催化裂化裝置產(chǎn)品收率數(shù)據(jù)增產(chǎn)汽油前后詳見表3。

表3 產(chǎn)品收率對比

由表3數(shù)據(jù)可知，采用增產(chǎn)汽油措施后，汽油產(chǎn)率由46.15%上升到47.84%，提高了1.69個(gè)百分點(diǎn)；液態(tài)烴收率由13.24%上升到14.36%，提高了1.12個(gè)百分點(diǎn)；柴油產(chǎn)率由30.09%下降到27.03%，降低了3.06個(gè)百分點(diǎn)；原因是催化反應(yīng)屬于平行順序反應(yīng)的一種，大分子的重質(zhì)原料油需要經(jīng)過多次裂化反應(yīng)才能生成柴油、汽油、液態(tài)烴、干氣等產(chǎn)品。催化柴油是反應(yīng)的中間產(chǎn)物之一，可以繼續(xù)裂解成為汽油和氣體，在提高反應(yīng)溫度的條件下，可以促進(jìn)柴油繼續(xù)裂化反應(yīng)。干氣由2.86%上升到3.38%，提高了0.52個(gè)百分點(diǎn)；原因是干氣組分主要是熱裂化產(chǎn)物，在反應(yīng)過程中，催化裂化反應(yīng)和熱裂化反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的，催化裂化是正碳離子參與的反應(yīng)，應(yīng)活化能是42~125 kJ/mol，熱裂化是自由基參與的反應(yīng)，活化能為210~293 kJ/mol。由于熱裂化反應(yīng)的活化能高于催化裂化反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)與活化能之間的關(guān)系式，提高反應(yīng)溫度，熱裂化反應(yīng)提高的速率比催化裂化更快。焦炭由7.16%下降到6.89%，降低了0.27個(gè)百分點(diǎn)；原因是提高反應(yīng)溫度，加快了催化裂化等反應(yīng)速率，減少了縮合生焦反應(yīng)，可以小幅度減低焦炭產(chǎn)率。輕質(zhì)油(汽油和柴油)產(chǎn)率由76.27%下降到74.87%，降低了1.4個(gè)百分點(diǎn)；原因是反應(yīng)溫度的提高促進(jìn)了作為中間產(chǎn)物的汽油和柴油的進(jìn)一步分解反應(yīng)，生成小分子的液態(tài)烴?？傄菏眨ㄒ簯B(tài)烴、汽油和柴油）由89.48%下降到89.23%，降低了0.25個(gè)百分點(diǎn)。原因是反應(yīng)溫度提高同時(shí)加快了催化裂化和熱裂化反應(yīng)速率，熱裂化反應(yīng)增加速率更快，部分輕油產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)生成干氣造成液相收率降低。汽柴比由1.53上升到1.77。說明采用增產(chǎn)汽油措施后，改善了催化裂化裝置的產(chǎn)品分布[6-11]。

屈哨兵：其實(shí)就本意來說，我不太認(rèn)同把教育簡化為“五星教育”，也不認(rèn)同簡單地把好教育的五大內(nèi)涵簡稱為“五好教育”。因?yàn)?，往往所有的簡稱都不能很好地體現(xiàn)出這個(gè)概念在實(shí)踐當(dāng)中的延展和豐富性。

2.2 對產(chǎn)品性質(zhì)的影響

2.2.1 對汽油性質(zhì)的影響

增產(chǎn)汽油操作前后催化汽油性質(zhì)詳見表4。由表4中數(shù)據(jù)可知，采用增產(chǎn)汽油方案后，汽油誘導(dǎo)期由532 min下降到511 min，降低了21 min；誘導(dǎo)期的縮短說明汽油中二烯烴含量增加，使汽油安定性降低，不利于汽油的儲運(yùn)?？梢栽诤罄m(xù)脫硫工藝中進(jìn)行二烯烴飽和來提高誘導(dǎo)期。原因是反應(yīng)溫度提高，氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化等反應(yīng)是二次反應(yīng)，需等催化裂化反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)才逐步發(fā)生，而且比裂化反應(yīng)速度慢。汽油中烯烴由41.7%上升到42.8%，汽油中烯烴含量增加致使汽油辛烷值RON由88.8提高到89.3。分子量相近的烴類，其辛烷值烷烴＜烯烴。汽油干點(diǎn)由185 ℃上升到196 ℃，原因是為了增產(chǎn)汽油，表2中分餾塔頂溫度由108 ℃提高到119 ℃，拓寬了汽油流程。

表4 汽油性質(zhì)

2.2.2 對柴油性質(zhì)的影響

增產(chǎn)汽油操作前后催化裂化柴油性質(zhì)詳見表5。由表5中數(shù)據(jù)可知，柴油的十六烷值略有下降，由34.2下降到33.9，原因是反應(yīng)溫度升高，柴油中烯烴的含量上升，而且烯烴的十六烷值低于烷烴。

表5 柴油性質(zhì)

2.2.3 對液態(tài)烴組成的影響

采用增產(chǎn)汽油生產(chǎn)方案后，液態(tài)烴中丙烯、丁烯含量上升。原因是C3、C4烯烴來自催化裂化正碳離子反應(yīng)，正碳離子分解時(shí)不能產(chǎn)生比C3、C4更小的正碳離子。當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)，有助于提高分解反應(yīng)速率[3]。

2.2.4 對干氣組成的影響

隨著反應(yīng)溫度升高，干氣組成幾乎無變化，干氣產(chǎn)率顯著增加，干氣大部分是熱裂化反應(yīng)的產(chǎn)物。原因是反應(yīng)溫度的提高，熱裂化反應(yīng)速率比催化裂化反應(yīng)速率提高的更快。

2.3 產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)2016年6月末石油產(chǎn)品出廠價(jià)格，汽油3386元/t、柴油2 954元/t，液態(tài)烴2 317元/t、干氣2427元/t，1.2 Mt/a催化裝置增產(chǎn)汽油后，產(chǎn)品年經(jīng)濟(jì)效益分別為汽油：6 867萬元；柴油：-10 847萬元；液態(tài)烴：3 114萬元；干氣：1 514萬元。在1.2Mt/a催化裂化裝置產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益約為648萬元/年。

Key words: “Internet +”; professional ability of university teachers; strategies for professional development

結(jié) 論

通過調(diào)整反-再系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)操作，改善裝置產(chǎn)品分布，汽油產(chǎn)率提高了1.69個(gè)，汽柴質(zhì)量比增加0.24；對液態(tài)烴、干氣等產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響。采用增產(chǎn)汽油方案后催化裂化裝置年增加產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益約648萬元。

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綜上所述，在失代償期肝硬化合并SBP患者的臨床治療過程應(yīng)充分了解其發(fā)病易感因素及預(yù)后因素，依據(jù)患者臨床癥狀及實(shí)驗(yàn)室檢查動態(tài)變化綜合判斷病情，積極預(yù)防、及早制訂有效的治療方案，減少相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生，從而提高患者生存率。

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Commercial Application of Increasing Gasoline Production Technology in FCC Unit

1,2，2，2，2,2,2

（1. Liaoning SHIHUA University，Liaoning Fushun 113001，China；2. The No. 2 Refinery of Fushun Petrochemical Company，Liaoning Fushun 113004，China）

Commercial application of increasing gasoline production technology was described in FCC unit of Fushun Petrochemical Company. The operation results showed that, after performance parameter of reaction-regeneration system and fractionating system was adjusted and catalyst was not changed, the gasoline output was increased by 1.69% and the mass ratio of gasoline to diesel oil was enhanced 0.24. In order to meet market, the product distribution of RFCC unit was improved after increasing gasoline production. And what is more, the technology had no harmful effect on the product quality so that the economic efficiency was ensured.

FCC; gasoline; commercial application

TE 624

A

1671-0460（2016）09-2189-03

2016-06-20

宋陽（1971-），男，遼寧人，工程師，在讀碩士，現(xiàn)任撫順石化公司石油二廠生產(chǎn)廠長，從事石油化工生產(chǎn)、技術(shù)項(xiàng)目和規(guī)劃管理工作。E-mail：sy-ye@petrochina.com.cn。