催化裂化降烯烴MIP工藝

1、 催化裂化降烯烴MIP工藝張國偉（遼寧石油化工大學(xué)撫順113001）摘要：本文介紹了催化裂化降烯烴MIP工藝的原理，通過MIP工藝技術(shù)在大慶石化公司和中國石油化工股份有限公司天津分公司等廠重油催化裂化裝置上的改造，闡述了其工藝流程影響因素和工藝效果，并提出繼續(xù)發(fā)展催化裂化降烯烴MIP工藝的建議。關(guān)鍵字：MIP催化裂化工藝流程原理abstract:ThisarticledescribestheprincipleofMIP,andexplainprocessfactorsandprocessefficiencythroughtheMIPtechnologytoachievegoodCorpinTi

2、anjinBranch,factoryandDaqingpetrificationcompany.PresentingthethecrecommendationsofcontinuingdevelopmentofMIP.Keywords:MIPcatalyticcrackingprocesstheory1前言：隨著我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，車用燃料的消耗量與日俱增,汽車尾氣中污染物的排放量越來越大,汽車尾氣中污染物已經(jīng)成為大中城市中心地帶空氣的主要污染物來源。為了貫徹和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)石油化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，我國車用汽油質(zhì)量升級步伐在不斷加快,從2005年7月1日起，我國全面實(shí)施車用汽油（國

3、II）的質(zhì)量指標(biāo),2009年12月31日前我國將全面實(shí)施車用汽油（國III）的質(zhì)量指標(biāo)。車用汽油（國III）的質(zhì)量指標(biāo)要求汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)不大于30%,芳烴體積分?jǐn)?shù)不大于40%,苯體積分?jǐn)?shù)不大于1.0%,硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于150“g/。汽油質(zhì)量持續(xù)升級對以生產(chǎn)汽油為主的催化裂化技術(shù)的存在和發(fā)展提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。石油化工科學(xué)研究院成功開發(fā)了多產(chǎn)異構(gòu)烷烴和化工生產(chǎn)原料丙烯的流化催化裂化技術(shù)（簡稱MIP）和生產(chǎn)汽油組成滿足歐III排放標(biāo)準(zhǔn)并增產(chǎn)丙烯的催化裂化工藝（簡稱MIP-CGP）。目前，已有25套催化裂化工業(yè)裝置采用MIP系列技術(shù)進(jìn)行改造并處于運(yùn)行中,另有多套裝置處于設(shè)計(jì)或建設(shè)中，總加工能力達(dá)到45

4、Mt/a以上,約占全國催化裂化裝置總加工量的45%。從已運(yùn)行的MIP工業(yè)裝置標(biāo)定結(jié)果來看,MIP技術(shù)不僅能夠大幅度降低汽油中的烯烴含量、苯含量和硫含量，而且還可提高汽油辛烷值，尤其是馬達(dá)法辛烷值。并能多產(chǎn)丙烯，提高經(jīng)濟(jì)效益1。2工藝技術(shù)原理及特點(diǎn)MIP技術(shù)是北京石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝技術(shù)。該技術(shù)在反應(yīng)提升管設(shè)2個(gè)反應(yīng)區(qū)，以烯烴為界，生成烯烴為第1反應(yīng)區(qū)，烯烴反應(yīng)為第2反應(yīng)區(qū),見圖1異構(gòu)化寶轉(zhuǎn)移n,屮異構(gòu)烯烽異構(gòu)短炬怪類舲物辿”坯類泯合物氫轉(zhuǎn)移異構(gòu)烷蹬4芳峪墮生異構(gòu)烷煙或烷基芳燎圖1疑類催化裂化與轉(zhuǎn)化牛成異構(gòu)烷疑和芳怪的反應(yīng)途徑第1反應(yīng)區(qū)主要作用是，烴類混合物快速徹底

5、地裂化生成烯烴，故該區(qū)操作方式類似目前催化裂化方式，即高反應(yīng)溫度、短接觸時(shí)間和高劑油比，該區(qū)反應(yīng)苛刻度應(yīng)高于目前催化裂化的反應(yīng)苛刻度，這樣可以達(dá)到在短時(shí)間內(nèi)較重的原料油裂化生成烯烴，而烯烴不能進(jìn)一步裂化，保留較大分子的烯烴，同時(shí)高反應(yīng)苛刻度可以減少汽油組成中的低辛烷值組分正構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的生成，對提高汽油辛烷值非常有利；第二反應(yīng)區(qū)主要作用是，由于烯烴生成異構(gòu)烷烴既有平行反應(yīng)又有串聯(lián)反應(yīng)，且反應(yīng)溫度低對其生成有利，故該區(qū)操作方式不同于目的催化裂化操作方式，即低反應(yīng)溫度和長反應(yīng)時(shí)間。這樣既保證烯烴的生成，又有利于生成異構(gòu)烷烴或異構(gòu)烷烴和芳烴。MIP工藝有以下特點(diǎn)：采用新型串聯(lián)提升管反應(yīng)器，反應(yīng)器分

6、為2個(gè)反應(yīng)區(qū)（圖2）引。在第一反應(yīng)區(qū)中,仍采用高溫、短接觸時(shí)間和高劑油比,滿足裂化反應(yīng)，裂解較重的原料油并生成較多的烯烴，保證一定的轉(zhuǎn)化率，第一反應(yīng)區(qū)以一次裂化反應(yīng)為主，反應(yīng)油氣和催化劑經(jīng)較短的停留時(shí)間（11.3s）后進(jìn)入擴(kuò)徑的第二反應(yīng)區(qū)，在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通過向第一反應(yīng)區(qū)出口打入急冷汽油、急冷水等冷卻介質(zhì)，控制較低的反應(yīng)溫度和較長的停留時(shí)間，同時(shí)通過將沉降器內(nèi)部分待生催化劑引出至提升管第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)，提高該區(qū)藏量，降低油氣和催化劑的流速及該區(qū)的反應(yīng)溫度,以抑制二次裂化反應(yīng)，促進(jìn)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng),使汽油中的烯烴含量降低，異構(gòu)烷烴和芳烴含量增加，從而達(dá)到新的汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3裝置MIP改造主要改

7、造內(nèi)容3.1反應(yīng)系統(tǒng)拆除原來舊的提升管，移位另新建提升管反應(yīng)器，底部為預(yù)提升段利舊的UOP和Optimix噴嘴，設(shè)原料噴嘴新鮮原料和回?zé)捰秃陀蜐{回?zé)拠娮焐曷?lián)提升管分為第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)在第二反應(yīng)區(qū)下部設(shè)有低壓降分布板，上部擴(kuò)徑為預(yù)汽提段。在第一反應(yīng)區(qū)出口處新增組急冷汽油噴嘴。在提升管出口設(shè)快速分離設(shè)施（VQS）,分離出的待生催化劑經(jīng)預(yù)汽提段汽提后，一部分經(jīng)待生催化劑循環(huán)管返回至第二反應(yīng)區(qū)下部，另一部分經(jīng)待生催化劑中間管進(jìn)人沉降器汽提段4。熱y圖3改造前反應(yīng)一再生系統(tǒng)流程示意提升管出口分離的油氣和催化劑從頂部進(jìn)人沉降器，經(jīng)旋風(fēng)分離器再分離，取消原有快速旋分設(shè)施，旋風(fēng)分離器人口方式改為切向進(jìn)人

8、。新增設(shè)再生滑閥、待生滑閥、待生中間滑閥待生循環(huán)滑閥利舊。再生滑閥和待生滑閥流通面積加大。改造后的反應(yīng)一再生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意見圖4.圖4改造后反應(yīng)一再生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意3.2分餾系統(tǒng)MIP改造后分餾塔上部取熱量增多，塔頂油氣冷凝冷卻器的取熱負(fù)荷增加。由于原有塔頂油氣冷凝冷卻器能力不足，改造中，將分餾塔頂油氣水冷器上下循環(huán)水管線擴(kuò)徑，增加循環(huán)水量，保證冷卻效果。3.3主風(fēng)機(jī)系統(tǒng)工藝采用的串聯(lián)提升管反應(yīng)器加上天津分公司催化裝置特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將使提升管總壓降上升。為保證壓力平衡,在保留原有軸流風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,將原主風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、動(dòng)靜葉片、葉片承缸、調(diào)節(jié)缸等進(jìn)行了改造,軸流壓縮機(jī)級數(shù)從級升到級,在主風(fēng)機(jī)出口

9、風(fēng)量保持不變的情況下，將出口壓力提高了0.030.05MPa。重油催化裂化降烯烴MIP工藝催化劑5為了更大限度的挖掘催化裂化MIP工藝的技術(shù)潛力,RIPP相繼開發(fā)了與其相匹配的RMI專用催化劑。RMI專用催化劑在開發(fā)思路上兼顧了MIP工藝兩個(gè)反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)特點(diǎn)，進(jìn)一步強(qiáng)化了個(gè)反應(yīng)區(qū)催化裂化反應(yīng)的作用，加工石蠟基原油是RMI專用催化劑與常規(guī)催化劑相比具有進(jìn)一步降低汽油烯烴含量,同時(shí)保持辛烷值的特點(diǎn)。為了進(jìn)一步降烯烴,并且加工中間及原料,同時(shí)增產(chǎn)丙烯同時(shí)不降低汽油辛烷值RIPP又進(jìn)行了MIP工藝專用催化劑RMI-II的開發(fā)，并取得了較好結(jié)果。重油催化裂化降烯烴MIP工藝操作影響因素按照MIP的設(shè)計(jì)理

10、念，應(yīng)采用高反應(yīng)溫度、低催化劑活性的操作。根據(jù)專家的建議要求，反應(yīng)系統(tǒng)的操作條件調(diào)整情況如下：第一反應(yīng)區(qū)出口溫度由500515C提高到515520C。停止加入新鮮催化劑，降低催化劑活性。外補(bǔ)循環(huán)塞閥開度由10%緩慢降為6%。停用8t/h急冷水。對于高橋石化3#催化裝置MIP技術(shù)使用后，催化劑活性控制在5862,反應(yīng)溫度控制在520528C,二反藏量控制在23t,密度在4050kg/m3,回?zé)挶葹榱?。如錦西石化MIP工藝調(diào)整工藝條件6在表1中列出時(shí)勺rc二JI出舵升IT耳料鳳吃）牌幵哎血甩由址二應(yīng)筈IfiE由:回再tt-Cth1)回埔袖fitft-h-1)69:刈SltiS.4227.&10.1

11、弘SSQ24.7日L7:1O5lM1臺(tái)1295D.l5.754.79J24.TLO:OO5il4郭7.B22LTD.l5.9-57.31D26-t日L7：00SI7SL2D21S1E2S.453.7129123:005215LE03358EZ5.6S&l1213.5ia：aoSIAD3352B24.454H1332.日17:30531203a627.154.21434.2230SI7SD721L3fi2S.2S33152359ig：go5IB505321Q.1J5Z4.254.213235日L7：3051?用32141E23.B55/51423323:00SI7SD5Z9225fiB2l.BS

12、4.712.92Qia：ao317SD5ZJ227.2EZl.ES3.511J13廿日LT：3D515SD7D2L0EZ3.6St?11B3S123燦5135L1QM3933.43.157.B】1$3.7L110：CO5175LJ0212.113.4工VS7.B11.724JgHL7：305IB5L1022E913.44.1esj124悶105卻423:00515自旳0Z1Q013.44.1eza105RQ.5255表1錦西石化重催裝置調(diào)整后四月份反應(yīng)系統(tǒng)操作條件大慶石化公司II套重油催化裂化裝置上的改造的反應(yīng)條件對比如表27頊BMTPMIPFCC址計(jì)值標(biāo)定標(biāo)定裝量加工星r（“h9175.01

13、75.9175.5裟賈攙渣比60.060.060.0反出rr溫用7弋5105044WSlK二反出口溫崖FT；50()497.34陽用沉疇辭用力/Ml().2150.226()22K-冉密相溫度廣Q690702700二再密相密度665673.6676.8-再頂7E力/劃皿0.2530.2540.250催化劑微反活性_的摧薦66.463.3油衆(zhòng)外甩溫也弋H1L273.4表2大慶石化公司II套重油催化裂化裝置操作條件6MIP工藝效果高橋石化汽油烯烴由改造前的45%55%下降到28%33%,汽油芳烴由14%16%提高到17%22%,汽油辛烷值達(dá)到9092（見表3）8。產(chǎn)品質(zhì)量滿足了車用油國家標(biāo)準(zhǔn)。FC

14、C皿P技術(shù)用術(shù)弟活性汽油辛怏直利油愴坯沈油芳超平窗利潔性奇檢3JFCCU645S565990228.J216桶西富冶由比62B9-3045-55S55-87.525.5-3015-17.5表3FCC與MIP產(chǎn)品質(zhì)量對比項(xiàng)口nup設(shè)計(jì)值MIF標(biāo)定FCE標(biāo)定干氣煽3.484.51液化氣屜20.0205216.7338.040.9735.77柴油媼25.5姑鈕4.094.77焦最十損失丿9.59.889.64總液收煬83.58258L08表4大慶石化產(chǎn)品分布對比項(xiàng)目MIP序走FCQ掾走7207031緒導(dǎo)幣yminASOO1005-沖12ROJN暮9二MOM7M-.1耶灶了略3028.111S12.S

15、7.4-HLF勾疑垃宀.04S.-&5SKJO.5H-&1亠102&3v52-5LJ.1六繪302-4311.33.1.A3/4077.7表5主要產(chǎn)品性質(zhì)對比從表4中可以看出，對于大慶石化在裝置加工負(fù)荷、摻渣比和原料性質(zhì)與FCC標(biāo)定時(shí)基本相近的前提下，在反應(yīng)工藝和催化劑的共同作用下，改造后產(chǎn)品分布發(fā)生明顯變化。干氣收率為3.48%,比FCC標(biāo)定下降了1.03%；液化氣收率為20.72%，比FCC標(biāo)定提高了3.99%；汽油收率為40.97%，比FCC標(biāo)定提高了5.20%；柴油收率為20.86%，比FCC標(biāo)定降低了7.72%點(diǎn)；油漿收率為4.09%,比FCC標(biāo)定下降了0.68%點(diǎn)；焦炭+損失為9.

16、88%，比FCC標(biāo)定上升了0.24%；總液體收率為82.55,比FCC標(biāo)定提高了1.47%。從標(biāo)定數(shù)據(jù)可以看出，目的產(chǎn)品收率及副產(chǎn)品收率，MIP工藝明顯優(yōu)于常規(guī)FCC工藝，由于MIP工藝強(qiáng)化重油裂解能力，使得油漿和回?zé)捰妥冎?，操作上油漿不回?zé)?，回?zé)捰捅瓤刂圃?.1以下，導(dǎo)致柴油收率下降，液化氣和汽油收率明顯上升。此次標(biāo)定總液體收率高于FCC標(biāo)定但低于MIP設(shè)計(jì)值，原因是催化劑活性高，導(dǎo)致焦炭產(chǎn)率高。從表5中可以看出，標(biāo)定考查的汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)為28.1%，低于FCC標(biāo)定值，滿足MIP工藝設(shè)計(jì)改造要求，但汽油RON為88.9，低于FCC標(biāo)定值及MIP設(shè)計(jì)值。原因是一反出口溫度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值，一反

17、沒有生成足夠多的大分子烯烴，導(dǎo)致二反氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應(yīng)減弱。從表3中也可以看出，汽油中正構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴含量比FCC標(biāo)定只略有下降，說明一反沒有起到生成烯烴，限制正構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴生成的的作用，汽油中芳烴和異構(gòu)烷烴分別比FCC標(biāo)定上升了5.40%和4.93%,但烯烴下降了13.6%,導(dǎo)致汽油RON低于設(shè)計(jì)值。7各煉廠MIP工藝改造存在主要問題9MIP工藝改造設(shè)計(jì)上要求一反操作采用高溫、短接觸時(shí)間和大劑油比，低催化劑活性在短時(shí)間內(nèi)將較重的原料油裂化生成烯烴，使烯烴沒有時(shí)間在一反內(nèi)進(jìn)一步裂化，保留大分子的烯烴；二反操作在反應(yīng)區(qū)擴(kuò)經(jīng)和半待生催化劑的作用下，采用較低的重時(shí)空速、較低的反應(yīng)溫度和較長的反應(yīng)時(shí)

18、間，使烯烴發(fā)生異構(gòu)化生成異構(gòu)烯烴再進(jìn)行氫轉(zhuǎn)移生成異構(gòu)烷烴或烯烴直接進(jìn)行氫轉(zhuǎn)移生成異構(gòu)烷烴和芳烴，達(dá)到降低汽油烯烴同時(shí)保證汽油辛烷值保持不變或略有增加。7.1MIP工藝技術(shù)在大慶石化公司實(shí)際操作中出現(xiàn)的主要問題在實(shí)際操作中一反出口溫度如提高510C，催化劑活性降低到63,汽油烯烴有上升趨勢，汽油辛烷值有下降趨勢，汽油烯烴對催化劑活性依賴較明顯，說明二反沒有起到應(yīng)用的氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化作用，二反循環(huán)斜管可能存在不暢問題。提高一反出口溫度后，油漿密度進(jìn)一步變重，分餾液位不好控制，有下降趨勢，降低油漿外甩量會(huì)導(dǎo)致油漿滯留結(jié)垢堵塞現(xiàn)象。MIP工藝技術(shù)在錦西石化公司實(shí)際操作中出現(xiàn)的主要問題汽油辛烷值低、柴汽比降低是錦西石化重油催化裂化裝置MIP技術(shù)應(yīng)用后存在的主要問題在操作條件上要求高反應(yīng)溫度，控制在515525C,催化劑活性控制在5660；而錦西石化重油催化裂化裝置為汽油生產(chǎn)方案，兼顧多產(chǎn)柴油，在操作條件上反應(yīng)溫度不宜太高，操作條件比較緩和。MIP工藝技術(shù)在中國石化天津分公司實(shí)際操作中出現(xiàn)的主要問題天津分公司催化裂化裝置出現(xiàn)油漿固體物含量超高現(xiàn)象。經(jīng)過有關(guān)技術(shù)人員分析,初步判斷由于兩種催化劑物化性能的差異,造成裝置內(nèi)原有的平衡劑和加人的新鮮劑之間的磨損,出現(xiàn)油漿固體物含量偏高的