提高重油催化裂化裝置進(jìn)料摻渣率的措施

1、提高重油催化裂化裝置進(jìn)料摻渣率的措施第1期中外能源chinaforeignenergy?77?提高重油催化裂化裝置進(jìn)料摻渣率的措施潘全旺(中國(guó)石化廣州分公司,廣東廣州510726)摘要介紹了重油催化裂化裝置進(jìn)料摻渣比變化情況和提高摻渣比的限制因素.通過調(diào)節(jié)兩個(gè)再生器的燒焦比例,適當(dāng)增加汽挺蒸汽,霧化蒸汽和分餾塔底攪拌蒸汽的量,回用低磁催化劑,采用mgd工藝和調(diào)整柴,汽油切割點(diǎn),優(yōu)化能量回收系統(tǒng),解決了進(jìn)料摻渣比提高引起的燒焦負(fù)荷不足,平衡催化荊活性下降,汽油烯烴含量和硫含量升高以及綜合能耗升高等問題.關(guān)鍵詞重油催化裂化高摻渣比mgd工藝低硫劑回收1前言廣州石化重油催化裂化裝置是引進(jìn)美國(guó)ston

2、e&webster公司的專利技術(shù).由北京設(shè)計(jì)院完成設(shè)計(jì),于1990年l0月建成投產(chǎn).其主要技術(shù)特點(diǎn)為采用并列式兩段高溫再生技術(shù).反應(yīng)進(jìn)料高度霧化和主風(fēng)分布環(huán)提供良好的主風(fēng)分配等,加工的輕質(zhì)原料主要為減壓蠟油和少量的焦蠟,重質(zhì)原料為減渣,常渣和溶劑脫金屬油(dm01的混合油.1999年3月裝置大檢修期間,提升管進(jìn)行mgd(ripp的汽油回?zé)挾喈a(chǎn)液化氣和柴油并降低催化汽油烯烴含量的技術(shù))改造,重質(zhì)油噴嘴由兩組增加為對(duì)稱的4組;再生系統(tǒng)一再新增外取熱器和二再增加一個(gè)煙氣冷卻器;沉降器汽提段由單段汽提改造為兩段汽提,并新增加5塊汽提擋板.這些技術(shù)改造為提高裝置的操作彈性和改善產(chǎn)品分布提供了有力

3、保障.廣州石化是一座以加工進(jìn)口含硫原油為主的大型煉油企業(yè).而重質(zhì)原油在世界石油產(chǎn)量中的份額逐漸增大.因此重質(zhì)原料油的深度加工已成為該廠的突出任務(wù).為了更有效地利用石油資源,盡可能地提高單位原油的輕質(zhì)油收率,越來越多的直餾渣油和其他二次加工渣油被摻入重油催化裂化原料中來.近幾年.廣州石化1.0mt/a重油催化裂化裝置在提高進(jìn)料摻渣比方面做了許多積極的探索.尤其是在2oo5年下半年度針對(duì)全廠蠟油庫(kù)存不足的問題,裝置優(yōu)化工藝操作和應(yīng)用新技術(shù),充分利用裝置已有的潛力,盡可能提高進(jìn)料摻渣比,并取得一定的成績(jī).為平衡全廠的重油加工分配和提高輕質(zhì)油收率都起到了積極作用.表1為裝置2005年各月份的進(jìn)料摻渣比

4、變化情況和重質(zhì)原料油(常渣+減渣+dmo1性質(zhì).2提高摻渣比的限制因素表1中重質(zhì)油性質(zhì)參數(shù)為當(dāng)月平均值.由分析數(shù)據(jù)可見,重質(zhì)原料性質(zhì)較差,殘?zhí)恐岛椭亟饘俸枯^高,生焦量隨著進(jìn)料摻渣比和原料殘?zhí)恐档脑黾佣黾?原料性質(zhì)惡化給裝置生產(chǎn)帶來以下一系列不利影響因素:混合進(jìn)料中多環(huán)芳烴,膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量隨著進(jìn)料摻渣比的增加而增加.裂化過程中的潛在生焦量增大,裝置燒焦負(fù)荷不足成為限制瓶頸.隨著進(jìn)料摻渣比的提高,混合進(jìn)料噴嘴上方,提升管,沉降器,反應(yīng)油氣管線,分餾塔底和油漿循環(huán)系統(tǒng)等易結(jié)焦部位結(jié)焦傾向增加,給裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行帶來不利影響.平衡催化劑重金屬,v含量增加,上半年度主要重金屬ni+v含量之和在1

5、2000g/g左右.隨著摻渣比的提高.下半年升高至140001g/g以上.其中ni含量變化不大,基本維持在70001xg/g左右,而對(duì)催化劑活性影響較大的v含量卻升高到7000g/g以上.由于重金屬含量過高,鈍化荊對(duì)其作者簡(jiǎn)介:潘仝旺.助理工程師,2001年畢業(yè)于華東理工大學(xué)石油加工專業(yè).目前就職于中國(guó)石化廣州分公司煉油二部,主要從事重油催化裂化裝置的技術(shù)管理工作.?78?中外能源chinaforeignenergy2007年第12卷毒害性抑制作用減弱,造成催化劑活性和選擇性下降,產(chǎn)品分布變差,新鮮催化劑劑耗增加.汽油烯烴含量增加和硫含量超標(biāo),難以滿足環(huán)保要求.廣州市自2000年7月1日起已經(jīng)

6、開始執(zhí)行新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(gb17930-1999),其中汽油烯烴含量要求不大于35%(體積分?jǐn)?shù)).裝置生產(chǎn)首先應(yīng)保證液體產(chǎn)品收率,在原料變劣情況下,采用高反應(yīng)溫度的加工方案不利于降低汽油烯烴含量.汽油烯烴含量一般在4o%(體積分?jǐn)?shù))左右,高于35%(體積分?jǐn)?shù))的要求.表12005年重油催化裂化裝置進(jìn)料摻渣比變化情況時(shí)間/月o102030405080910l112日均處m/(t?d)3205329232933137291933433343333733513179摻渣比.%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))48.4252.9957.9951.0452.8554.6962.3356.0757.o853.27液體收率,%(質(zhì)

7、量分?jǐn)?shù))82.5o82.6282.1382.4782.oo82.7381.9781.9682.3282.46焦炭產(chǎn)率,%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))6.566.556.626.576,556.596.696.616.636.59轉(zhuǎn)化率.%7o.369.8470.6670.0568.869.2369.o669.8768.5668.24密度(d/(kg?邢.)956.5951.7943.2953.9953.5951.2944.3949.3947.8950.5殘?zhí)?%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))7.366.786.647.797.476.957.769.249.458.59重質(zhì)油飽和烴,%(體積分?jǐn)?shù))58.7164.1962.34

8、61.8362.2o63.1962.1161.8962.856o.93性質(zhì)ni/(1g?g)13.815.1613.41l3.2414.3813.849.2914.0813.7413.72v/(g-g)8.706.866.9911.6112.1410.5712.1412.229.o3l1.oo硫含量.%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))1.291.131.271.441.361.171.221.481.311.593應(yīng)對(duì)措施3.1調(diào)整優(yōu)化工藝操作優(yōu)化調(diào)整兩個(gè)再生器燒焦比例.為了防止因生焦量增大導(dǎo)致的第二再生器床層超溫,可充分利用兩段再生的調(diào)節(jié)靈活性調(diào)節(jié)兩個(gè)再生器的燒焦比例.保證一再燒焦量在7o%以上.調(diào)節(jié)的主要手段

9、為提高一再寬料位至48%以上,以延長(zhǎng)催化劑在一再停留時(shí)間,一再主風(fēng)量控制在65000m3/h(標(biāo)準(zhǔn))以上.一再密相床層溫度控制在650670oc,使更多的焦炭在一再內(nèi)發(fā)生不完全燃燒轉(zhuǎn)化為co,一再煙氣中co含量可控制在5.5%(體積分?jǐn)?shù))以上,以減少燒焦燃燒放熱,使煙氣中co到余熱鍋爐進(jìn)行完全燃燒回收co化學(xué)能.二再燒焦量受二再密相溫度的限制,當(dāng)二再溫度大于工藝指標(biāo)上限730ci=時(shí).會(huì)加快催化劑失活并使汽油烯烴含量升高;當(dāng)二再主風(fēng)量,增壓風(fēng)量之和大于29500rn3,h(標(biāo)準(zhǔn))時(shí),外旋入口線速過高導(dǎo)致其分離效率降低,三旋出口煙氣固體含量會(huì)超過110mg/m3.加快反再系統(tǒng)內(nèi)的催化劑細(xì)粉跑損.

10、所以燒焦比例的調(diào)整有賴于盡可能提高一再的燒焦量.而二再的調(diào)節(jié)余地非常有限.這樣調(diào)節(jié)的結(jié)果是,在減少催化劑水熱失活的同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)大劑油比操作.適當(dāng)增加汽提蒸汽和霧化蒸汽量,混合進(jìn)料噴嘴的霧化蒸汽量控制在8.5t以上,占噴嘴進(jìn)料量的比重大于7.5%,這樣在改善汽提和霧化效果的同時(shí)也有助于降低沉降器內(nèi)的油氣分壓,提高油氣管內(nèi)線速,減少結(jié)焦.適當(dāng)增加分餾塔底攪拌蒸汽量.分餾塔底攪拌蒸汽量增加到350kg/h,控制油漿循環(huán)量不小于260t/h.則塔底油漿抽出管道中流速可達(dá)1.5m/s以上,油漿換熱器管程內(nèi)的流速可控制在2.0m/s以上.將塔底液位工藝指標(biāo)由4o%一6o%降到3o%一50%.控制油漿在

11、分餾塔底的停留時(shí)間為3rain左右.這些措施都能降低油漿循環(huán)系統(tǒng)結(jié)焦.3.2投用低磁催化劑工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)料摻渣比的提高帶來原料性質(zhì)惡化以及反應(yīng)和再生條件變得更加苛刻,必將導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)催化劑平衡劑活性和選擇性下降,催化劑受重金屬毒害變重,系統(tǒng)需要補(bǔ)充更多的新鮮催化劑以維持平衡劑活性.自2005年7月開始,重催裝置開始投用低磁催化劑工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目,利用主要污染金屬鎳和釩是感磁性物質(zhì).裝置卸出的平衡催化劑通過磁分離機(jī)進(jìn)行磁選分離,有選擇性地分離出含重金屬較高的催化劑粒子作為廢物排出,掩埋或去回收重金屬;將受重金屬污染較輕,活性較高的弱磁性催化劑粒子回收,返回裝置使用,降低新鮮催化劑單耗【11.由表2,表

12、3數(shù)據(jù)可見,分離回收的低磁劑具有較好的性質(zhì),一般微反活性不低于72,低磁劑的回第1期潘全旺.提高重油催化裂化裝置進(jìn)料摻渣率的措施?79?用可以減少新鮮催化劑的加入量,減少平衡劑的凈卸出,實(shí)現(xiàn)降耗增效目的.2005年下半年裝置共累計(jì)使用低磁劑302t,按2t低磁劑相當(dāng)于it新鮮劑計(jì)算,共節(jié)約151t新鮮劑,所以在進(jìn)料摻渣比明顯提高的情況下新鮮劑單耗反而降低,并能維持再生劑活性在較高的水平.表2裝置催化劑性質(zhì)對(duì)比表新鮮劑再生劑低磁劑項(xiàng)目2005一o33l20o5一o9152oo5一o3312oo5一o8242005一o9152005一o8一l22005一o922微反活性(8oo,4h)798267

13、67647473比表/(m2?g1270286l1711o1o1148136ni含sw(wg?g)7o976191679549565839v含量/(gg-g)45474399413l表32005年部分月份催化劑消耗情況表項(xiàng)目010203040809101l新鮮劑單耗/(kg?t油)1.2o1.151.221.410.971.251.051.20低磁刺單/(kg-t油)ooo0o.570.57o.61047低磁劑用量,(t?月.)oooo58.957.462.647.73.3采用mgd降烯烴工藝為了提高劑油比和保證液體產(chǎn)品收率不小于81%.在高摻渣比情況下裝置提升管出口反應(yīng)溫度一般都控制在515

14、520之間.高反應(yīng)溫度抑制了氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的發(fā)生.產(chǎn)品汽油烯烴含量較高.mgd汽油回?zé)捁に嚳梢杂行Ы档推拖N含量,同時(shí)改善產(chǎn)品分布多產(chǎn)液化氣,但現(xiàn)裝置的主要生產(chǎn)瓶頸為氣壓機(jī)負(fù)荷不足.轉(zhuǎn)速達(dá)上限時(shí)氣壓機(jī)的入口流量?jī)H27000m3/h,因此只有在蠟油庫(kù)存不足,裝置進(jìn)料摻渣比過高的條件下,才可利用氣壓機(jī)負(fù)荷富余的有利條件投用汽油回?zé)?2005年12月31日.調(diào)度限制裝置日加工蠟油量不大于1200t,提升管底部開始投用流量5t/h的汽油回?zé)?產(chǎn)品汽油烯烴含量下降約8一l5個(gè)單位.完全能滿足新的環(huán)保要求f見表4),并多產(chǎn)液化氣緩解冬季廣州市場(chǎng)需求.表4投用汽油回?zé)捛昂蠓€(wěn)定汽油烯烴含量和產(chǎn)品分布變化不投用汽

15、油回?zé)捦队闷突責(zé)掜?xiàng)目12.1212.2112.281.041.061.11提升管出vi溫度/oc518519519518520519摻渣比,%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))54.355.748.956.253.953.7日處理量/(t?d.)314030153312272127052532穩(wěn)定汽油烯烴含量,%(體積分?jǐn)?shù))40.636.240.83228.625.2穩(wěn)定汽油辛烷值(ron)92.893.493.193.193.293.6汽油回?zé)捔?(t?h)ooo555干氣4.844.494.785.2o5.075.23產(chǎn)品分布,%液化氣14.2314.3814.2216.5916.38l6.54(質(zhì)量分?jǐn)?shù))汽

16、油41.5340,9441,5436.7637.7136.53輕柴油25.8525.9o26.3727.2226.7428.o3由表4數(shù)據(jù)可見,投用mgd汽油回?zé)捒梢栽诟哌M(jìn)料摻渣比和高反應(yīng)溫度的工況下顯著降低汽油烯烴含量,同時(shí)也是提高液化氣和柴油收率的有效手段.所以建議在下一周期大修期間對(duì)氣壓機(jī)進(jìn)行改造擴(kuò)能,或?qū)Ψ逐s塔頂冷凝系統(tǒng)進(jìn)行改造以增加冷卻效果.有利于mgd汽油回?zé)捲诖筇幚砹康那闆r下投用.汽油中的硫含量隨著原料硫含量的增加而增加,且很多是通常的堿洗脫硫裝置不能除去的噻吩類化合物,即廣州石化現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程不能將重催汽油硫含量降低到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi).閩此利用噻吩類硫主要在高沸點(diǎn)組分的特性,裝置

17、自2005年下半年度開始調(diào)整汽,柴油切割方案,在分餾系統(tǒng)將粗汽油干點(diǎn)由195205降到l80190.將較多的噻吩類硫轉(zhuǎn)移到柴油中送去加氫裝置進(jìn)行加氫處理.降低干點(diǎn)后的汽油經(jīng)過脫硫后硫含量可以滿?8o?中外能源chinaforeignenergy2oo7年第12卷足環(huán)保要求.3.4能量回收系統(tǒng)的優(yōu)化操作本裝置于1999年進(jìn)行技術(shù)改造,在一再新增氣控下流式外取熱器,該設(shè)施能有效取走再生系統(tǒng)的過剩熱量,維持生焦量增加時(shí)的反再系統(tǒng)熱平衡.優(yōu)化控制好外取熱器的操作,是保證高進(jìn)料摻渣比的前提,同時(shí)也是搞好能量回收,降低高生焦量情況下裝置綜合能耗的必要手段.改變外取熱器的取熱負(fù)荷要通過對(duì)下滑閥開度,流化風(fēng)量

18、和提升風(fēng)量配合調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn).外取熱器下滑閥的開度和提升風(fēng)量改變催化劑循環(huán)量,調(diào)節(jié)流化風(fēng)量改變?nèi)崞鲀?nèi)催化劑和管束之間的傳熱系數(shù).當(dāng)下滑閥全開時(shí),外取熱器的料位很難維持.對(duì)流管束不能與催化劑充分接觸傳熱.所以外取熱器下滑閥的開度應(yīng)適度維持在60%一80%,流化風(fēng)量控制在35004500ms/h(標(biāo)準(zhǔn)),提升風(fēng)量控制在30003800m3/h(標(biāo)準(zhǔn)),床層料位可達(dá)到17%一22%范圍.在外取熱器內(nèi)下半部的對(duì)流管束高度只有7m,不足整個(gè)外取熱器高度的一半,所以催化劑床層對(duì)應(yīng)于對(duì)流管柬高度約為36%-48%,足以使對(duì)流管束和高溫催化劑以稀相床的形式充分接觸傳熱.該操作條件下汽包d一501產(chǎn)飽和中壓蒸汽量

19、能達(dá)到2426t/h,扣除二再煙道上取熱器fe一501)所產(chǎn)蒸汽約7t,則外取熱器產(chǎn)汽1719t/h,達(dá)到其設(shè)measuresofincreasingtheoffeedstock計(jì)負(fù)荷17.7t/h的產(chǎn)汽量.外取熱器入口和出口的催化劑溫差可達(dá)100cc以上,取熱降溫效果明顯.4結(jié)論優(yōu)化工藝操作,調(diào)整好一,二再燒焦比例,使一再煙氣中帶出的co化學(xué)能增多,減少再生系統(tǒng)的取熱量.控制二再密相床層溫度不大于730oc.在減少催化劑水熱失活的同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)大劑油比操作,增加催化劑活性中心和反應(yīng)強(qiáng)度,保證進(jìn)料高摻渣比條件下的目的產(chǎn)品收率低磁劑的回收利用能有效降低新鮮劑耗.減輕催化劑受重金屬污染,維持平衡

20、劑較好的活性和選擇性,同時(shí)也可有效地降耗增效,減少固廢排放.投用mgd汽油回?zé)捘苡行Ы档痛呋拖N含量,解決高摻渣比情況下汽油烯烴含量提高的問題.建議對(duì)氣壓機(jī)進(jìn)行改造擴(kuò)能,或?qū)Ψ逐s塔頂換熱冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化增加冷卻效果.以利長(zhǎng)期運(yùn)行.通過對(duì)外取熱器下滑閥開度,流化風(fēng)量和提升風(fēng)量配合調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)外取熱器滿負(fù)荷運(yùn)行,能充分起到取熱降溫的效果,增加裝置燒焦負(fù)荷.參考文獻(xiàn):1陳俊武,曹漢昌.催化裂化工藝與下程.北京:中國(guó)石他出版社,1995.328(編輯任應(yīng)錄)residueblendingproportionf0rhocunitpanquanwang(sinopecguangzhoucompany,guangdongguangzhou510726)【abstract】thearticleintroducesresidueblendingproportionchangeoffeedstockforho