LTAG技術(shù)在重油催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用

倪前銀，黃波林

(中國(guó)石化北京燕山分公司煉油事業(yè)部，北京 102500)

LTAG技術(shù)在重油催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用

倪前銀，黃波林

(中國(guó)石化北京燕山分公司煉油事業(yè)部，北京 102500)

催化裂化柴油(LCO)十六烷值低、芳烴含量高，性質(zhì)較差。隨著柴油需求持續(xù)低迷，壓減LCO成為各煉油廠主要的攻關(guān)方向。LTAG技術(shù)是中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院近年開發(fā)的將催化裂化劣質(zhì)柴油轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴的新技術(shù)。該技術(shù)利用加氫單元和催化裂化單元組合，將LCO餾分先加氫再進(jìn)行催化裂化，通過設(shè)計(jì)加氫LCO轉(zhuǎn)化區(qū)同時(shí)優(yōu)化匹配加氫和催化裂化的工藝參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)最大化生產(chǎn)高辛烷值汽油。為壓減柴油產(chǎn)量、多產(chǎn)高辛烷值汽油組分，中國(guó)石化北京燕山分公司2.0 Mta重油催化裂化裝置采用LTAG技術(shù)進(jìn)行改造，加氫單元利舊原潤(rùn)滑油加氫處理裝置。LTAG技術(shù)投用后，汽油收率由43.2%提高到51.8%，柴油收率由20.5%降低至5.9%，液化氣收率由17.5%提高到21.5%，干氣收率上升0.9百分點(diǎn)，油漿收率增加1.5百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低0.4百分點(diǎn)；汽油中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1.00%提高到1.65%，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)由34.11%提高至38.36%，研究法辛烷值提高2個(gè)單位；大幅度壓減了該公司的催化裂化柴油庫存，緩解了柴油出廠困難的問題。

LTAG技術(shù) 催化裂化 LCO 加氫 汽油收率 辛烷值

催化裂化柴油餾分(LCO)在我國(guó)仍是主要的柴油調(diào)合組分，約占柴油總量的25%[1]。LCO的十六烷值低(一般不大于30)、密度高、芳烴含量高(80%左右)、氧化安定性較差，必須通過加氫精制后才能進(jìn)入柴油調(diào)合池[2]。隨著近年來柴油需求的持續(xù)降低，壓減催化裂化LCO產(chǎn)量、尋求LCO新出路成為各煉油廠的主要優(yōu)化點(diǎn)[3]。LTAG(LCO To Aromatics and Gasoline)技術(shù)是中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱石科院)近年開發(fā)的將催化裂化劣質(zhì)柴油轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴的新技術(shù)[4-5]。該技術(shù)利用加氫單元和催化裂化單元組合，將LCO先加氫再進(jìn)行催化裂化，通過設(shè)計(jì)加氫LCO轉(zhuǎn)化區(qū)、同時(shí)優(yōu)化匹配加氫和催化裂化過程的工藝參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)最大化生產(chǎn)高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴。在加氫處理單元通過對(duì)LCO中的芳烴進(jìn)行定向加氫飽和，將LCO中雙環(huán)以上芳烴加氫飽和為單環(huán)芳烴或環(huán)烷烴；在催化裂化單元通過工藝參數(shù)等的優(yōu)化，使加氫產(chǎn)物最大化進(jìn)行開環(huán)裂化反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)LCO轉(zhuǎn)化為富含芳烴的高辛烷值汽油。

中國(guó)石化北京燕山分公司(簡(jiǎn)稱燕山分公司)第三催化裂化裝置(簡(jiǎn)稱三催化)由中國(guó)石化工程建設(shè)公司設(shè)計(jì)，加工能力為 2.0 Mta，采用高低并列式兩段再生技術(shù)，一段貧氧、二段富氧再生，于1998年6月建成投產(chǎn)。該裝置采用新鮮原料分層進(jìn)料、終止劑技術(shù)、新型高效霧化噴嘴、提升管出口粗旋快分等一系列先進(jìn)技術(shù)，煙機(jī)、主風(fēng)機(jī)為分軸式機(jī)組布置，第三級(jí)旋風(fēng)分離器前設(shè)高溫取熱爐，余熱鍋爐后設(shè) EDV 濕法除塵脫硫塔，2005年進(jìn)行了 MIP-CGP 改造。

燕山分公司的潤(rùn)滑油加氫處理裝置采用石科院開發(fā)的 RLT 技術(shù)，設(shè)計(jì)以減二餾分油、減三餾分油和減四餾分油為原料，生產(chǎn)異構(gòu)脫蠟單元的原料，設(shè)計(jì)操作壓力為 18.0 MPa，兩臺(tái)反應(yīng)器的催化劑裝填體積分別為 87 m3(包括保護(hù)劑體積)和 139 m3，設(shè)計(jì)氫油體積比大于 1 060，設(shè)計(jì)最高操作溫度為 430 ℃。該裝置受原料及全廠氫氣平衡等因素的影響，運(yùn)行一段時(shí)間后一直處于停工狀態(tài)。

為壓減催化裂化柴油產(chǎn)量、多產(chǎn)高辛烷值汽油組分，燕山分公司決定采用LTAG技術(shù)。在2016年7月大檢修期間，對(duì)三催化進(jìn)行LTAG技術(shù)改造，在原料噴嘴下方2 000 mm處增設(shè)了LCO回?zé)拰Ｓ脟娮?，并增設(shè)原料噴嘴前溫度指示點(diǎn)，同時(shí)完善相應(yīng)的控制系統(tǒng)。加氫單元利舊原潤(rùn)滑油加氫處理裝置，以LCO為原料，僅根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求對(duì)操作條件進(jìn)行了調(diào)整。開工當(dāng)天，投用加氫LCO回?zé)捔鞒獭TAG技術(shù)運(yùn)行兩個(gè)月后，對(duì)加氫單元及催化裂化裝置進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定，并與投用LTAG技術(shù)前的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

1 原料性質(zhì)

三催化的原料構(gòu)成為常壓渣油、常壓蠟油及加氫蠟油，其中加氫蠟油比例約為50%。投用LTAG技術(shù)后，原料摻渣率較投用前提高了3.4百分點(diǎn)。投用LTAG技術(shù)前后三催化的新鮮進(jìn)料性質(zhì)見表1。由表1可知，投用LTAG技術(shù)后原料的密度略有提高，殘?zhí)坑?.41%上升至3.69%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.65%提高至0.85%，500 ℃餾出率降低3.7百分點(diǎn)，飽和烴含量相當(dāng)，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低3.91百分點(diǎn)，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加3.12百分點(diǎn)。整體來說，投用LTAG技術(shù)期間，催化裂化原料性質(zhì)較差。

表1 投用LTAG技術(shù)前后原料的性質(zhì)

2操作條件

投用LTAG技術(shù)期間三催化的新鮮進(jìn)料量為180～230 th，加氫LCO回?zé)捔繛?0～60 th(全回?zé)?。投用LTAG技術(shù)前后三催化的主要操作條件如表2所示。由表2可以看出，與投用LTAG技術(shù)前相比，投用LTAG技術(shù)后三催化的反應(yīng)溫度有所提高，第一、二再生器密相溫度基本相當(dāng)，新鮮原料油預(yù)熱溫度較高。LTAG技術(shù)運(yùn)行期間，采用高活性、適宜反應(yīng)溫度的操作模式；提升管第一反應(yīng)區(qū)出口注急冷水；加氫LCO采取熱進(jìn)料方式，溫度為170 ℃左右，控制噴嘴前壓力為0.7 MPa，以確保良好的霧化效果。

表2 投用LTAG技術(shù)前后三催化的主要操作條件

投用LTAG技術(shù)后加氫單元操作壓力從14.0 MPa逐步降低至12.0 MPa，氫油體積比為2 278，耗氫為14 000 m3h，化學(xué)耗氫為1.7%～2.2%。標(biāo)定期間加氫單元的主要操作條件如表3所示。

表3 標(biāo)定期間加氫單元的主要操作條件

3 平衡催化劑性質(zhì)

投用LTAG技術(shù)前后三催化的平衡催化劑性質(zhì)如表4所示。由表4可以看出：投用LTAG技術(shù)前后，平衡催化劑的比表面積相當(dāng)，分別為92 m2g和95 m2g；活性分別為61%和64%；碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于0.05%；重金屬Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6 740 μgg 和7 540 μgg，V質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6 210 μgg 和5 280 μgg。整體來看，投用LTAG技術(shù)前后平衡催化劑的性質(zhì)相當(dāng)。

表4 投用LTAG技術(shù)前后三催化的平衡催化劑性質(zhì)

3 加氫單元運(yùn)行結(jié)果

LCO加氫前后的烴族組成如表5所示。由表5可以看出，與LCO相比，加氫LCO的單環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)由14.3%提高至51.4%，雙環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)由54.2%降低至9.8%，三環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)由9.4%降低至0.5%，雙環(huán)以上芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為10.3%，多環(huán)芳烴飽和率在80%以上，單環(huán)芳烴選擇性達(dá)到60%以上。另外，LCO加氫后密度(20 ℃)由970 kgm3降低至910～920 kgm3。上述結(jié)果表明加氫單元操作條件合適，加氫深度適宜，加氫后LCO的裂化性能大幅度改善。

表5 LCO加氫前后的烴族組成 w，%

4 催化裂化單元運(yùn)行結(jié)果

投用LTAG技術(shù)前后三催化的產(chǎn)品分布如表6所示。由表6可以看出，與投用LTAG技術(shù)前相比，投用LTAG技術(shù)后汽油收率由43.2%提高到51.8%，柴油收率由20.5%降低至5.9%，液化氣收率由17.5%提高到21.5%(為增產(chǎn)汽油，2016年9月底主催化劑中取消3%的擇形分子篩，對(duì)液化氣收率產(chǎn)生了一定的影響)，干氣產(chǎn)率提高0.9百分點(diǎn)，油漿產(chǎn)率提高1.5百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低0.4百分點(diǎn)。

表6 投用LTAG技術(shù)前后三催化的產(chǎn)品分布 w,%

投用LTAG技術(shù)前后三催化的主要產(chǎn)品性質(zhì)如表7所示。從表7可以看出：與投用LTAG技術(shù)前相比，投用LTAG技術(shù)后，穩(wěn)定汽油中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著升高，由34.11%提高至38.36%，苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1.00%升高至1.65%，烯烴含量有所降低，密度增加，辛烷值顯著提高，RON由91提高至93；油漿密度(20 ℃)由1 076 kgm3降低至1 039 kgm3，說明投用LTAG技術(shù)后重油的裂化深度有所下降，反應(yīng)深度偏低，可進(jìn)一步提高反應(yīng)苛刻度；液化氣中丙烯含量基本不變，異丁烷異丁烯體積比由4.65降低至3.79，說明投用LTAG技術(shù)后氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)有所增加。

表7 投用LTAG技術(shù)前后三催化的主要產(chǎn)品性質(zhì)

5 結(jié) 論

燕山分公司投用LTAG技術(shù)后，三催化汽油收率由43.2%提高到51.8%，柴油收率由20.5%降低至5.9%，液化氣收率由17.5%提高到21.5%，干氣產(chǎn)率提高0.9百分點(diǎn)，油漿產(chǎn)率提高1.5百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率降低0.4百分點(diǎn)；汽油中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1.00%提高到1.65%，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)由34.11%提高至38.36%，研究法辛烷值提高2個(gè)單位；大幅度壓減了該公司的催化裂化柴油庫存，緩解了柴油出廠困難的問題。

[1] 陳俊武，盧捍衛(wèi).催化裂化在煉油廠中的地位和作用展望[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2003，19(1)：1-11

[2] 陳水銀，胡志海，蔣東紅，等.提高催化裂化柴油十六烷值工藝開發(fā)[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2003，21(3)：174-175

[3] 陶炎.成品油市場(chǎng)蛋糕是這樣做大的[J].中國(guó)石油和化工，2016(3)：50-51

[4] 龔劍洪，毛安國(guó)，劉曉欣，等.催化裂化輕循環(huán)油加氫-催化裂化組合生產(chǎn)高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴(LTAG)技術(shù)[J].石油煉制與化工，2016，47(7)：1-5

[5] 龔劍洪，龍軍，毛安國(guó)，等.LCO加氫-催化組合生產(chǎn)高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴技術(shù)(LTAG)的開發(fā)[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2016，32(5)：867-874

INDUSTRIALAPPLICATIONOFLTAGTECHNOLOGYINRFCC

Ni Qianyin， Huang Bolin

(RefineryDepartment，SINOPECYanshanPetrochemicalCo.，Beijing102500)

As demand for diesel continues to slump，the reduction of LCO becomes the major concern for oil refineries.LTAG(LCO To Aromatics and Gasoline)is the technology developed by RIPP to convert LCO into high octane gasoline or light aromatics，where the technical parameters of hydrogenation and catalytic cracking are comprehensive considered and optimized to maximize the production of high octane gasoline.To use LTAG technology，the 2.0 Mta RFCC unit of Yansan refinery was revamped，and the original lubricating oil hydrogenation device was used as LCO hydrotreating unit.As a result，the gasoline yield is increased from 43.2% to 51.8%，the yield of diesel oil is decreased from 20.5% to 5.9%，the LPG yield is increased from 17.5% to 21.5%，the yields of dry gas and slurry are increased by 0.9 and 1.5 percentage points，respectively，while the coke make is lowered by 0.4 percentage points.The mass content of the benzene in gasoline is raised from 1.00% to 1.65%，the mass content of the aromatics is increased to 38.36% from 34.11%.The RON is increased by 2 units.The adoption of LTAG greatly reduces the amount of LCO output for the refinery.

LTAG technology； FCC； LCO； hydrogenation； gasoline yield； RON

2017-05-02；修改稿收到日期2017-06-26。

倪前銀，碩士，工程師，從事催化裂化工藝技術(shù)管理工作。

倪前銀，E-mail：niqy.yssh@sinopec.com。