采用“一輕二重”加工模式,提高重油催化總體經濟技術指標

采用“一輕二重”加工模式，提高重油催化總體經濟技術指標李彬侯玉寶（洛陽分公司技術質量處）摘要針對兩套催化裂化裝置存在生焦高、催化劑單耗高等問題，根據(jù)裝置技術特點，采取了以“一輕二重”的加工模式生產，并有針對性地調整催化劑配方，取得了一定的效果，裝置標定數(shù)據(jù)表明：焦炭、油漿、干氣總體產率分別降低0.42、1.83、0.57個百分點；總輕質油收率、總輕液體收率分別提高2.65、2.82個百分點，重油催化裝置總體經濟效益顯著增加。關鍵詞RFCCU蠟油DMO常壓渣油焦炭催化劑前言近年來，盡管催化摻煉了部分蠟油，但由于進廠原油重質化劣質化趨勢嚴重，催化進料殘?zhí)扛?、重金屬含量高，兩套催化裂化裝置的生焦率一直較高，在10%以上，油漿產率、干氣產率高，干氣中H2含量高、H2/CH4高，催化劑金屬污染嚴重，催化劑單耗高達1.3kg/t。生焦高，裝置能耗必然高，這對煉油綜合商品率和綜合能耗影響非常大。同時，兩套催化裂化裝置還存在著：①蠟油比例偏低，受重油平衡的影響，蠟油量只占催化裂化裝置進料量的25%左右，長流程的優(yōu)勢不能充分得到發(fā)揮；②蠟油進料波動幅度大，由于蠟油供一催化裝置（簡稱1#RFCCU）、二催化裝置（簡稱2#RFCCU），部分外甩罐區(qū)，平衡調節(jié)難度大，尤其是2#RFCCU蠟油頻繁波動，生產操作難度加大，影響了裝置安全生產；③1#RFCCU汽油產品硫含量和烯烴含量高，無法滿足汽油生產和調合方案的需求，為此，投用了MGD穩(wěn)定汽油回煉工藝，使焦炭產率增加，產品分布變差；④2006年下半年需加工塔里木原油，由于塔里木原油重金屬含量高，尤其是高釩對催化裂化裝置影響非常明顯，使得催化進料性質進一步變重、變差，催化裝置生焦率、催化劑單耗將進一步升高。針對兩套催化裂化裝置存在以上問題并結合兩套催化裝置各自技術特點，提出了從原料品種和比例著手，以“一輕二重”的原則優(yōu)化原料匹配，即1#RFCCU采用常壓渣油+蠟油進料的加工模式，進料性質相對較輕，2#RFCCU采用常壓渣油+溶劑脫瀝青油（簡稱DMO）進料的加工模式，進料性質相對較重，同時有針對性地調整催化劑配方、合理篩選使用催化劑和助劑，使得催化原料和催化劑的適應性更加匹配，以求改善產品分布、降低生焦、降低催化劑單耗，整體上提高裝置經濟技術指標?！耙惠p二重”方案分析裝置技術特點兩套裝置的工藝特點歸納于表1。2#RFCCU主風機、氣壓機負荷相對較大，焦炭能量利用率高，催化劑再生效果好，并且在2006年6月份增上液化氣和加氫尾氣脫硫裝置，使得裝置對原料性質、產品硫含量具有更好的適應性，加工重油對裝置的經濟技術指標影響較?。欢?#RFCCU在2001年對反應再生系統(tǒng)進行了UOP技術改造，按照UOP技術要求反應溫度較高，一般控制在518?520℃，產品汽油辛烷值高，可直接生產和調合高標號汽油，為此，為滿足汽油硫含量的要求，原料中硫含量應較低。根據(jù)常壓渣油、DMO和減壓蠟油性質特點，1#RFCCU加工常壓渣油+減壓蠟油為主，2#RFCCU加工常壓渣油+DMO為主。表1兩套重油催化裂化裝置的主要工藝特點項目1#RFCCU2#RFCCU重油加工能力140萬噸/年152萬噸/年反再型式高低并列式單器單段再生同軸式單器單段逆流再生主風機2500Nm3/min3000Nm3/min氣壓機360Nm3/min550Nm3/min再生器取熱能力產3.5MPa蒸汽60t/h產3.5MPa蒸汽100t/h再生效果催化劑定炭＞0.1催化劑定炭＜0.1煙氣回收能力煙機回收能量低，發(fā)電難度大煙機回收能量高，易發(fā)電催化劑配方的調整根據(jù)兩套催化裝置加工模式改變后的原料特點、裝置特性，對原先兩套催化裝置使用同一種型號的催化劑進行配方調整，2#RFCCU原料重、性質差，其催化劑配方應以高抗重金屬污染、降生焦率、高重油深度裂化能力為主，兼顧降烯烴。1#RFCCU原料輕、性質改善，其催化劑配方應以低生焦率、高液收為主，兼顧抗重金屬污染、降烯烴。加工方案生產運行情況改進型催化劑應用兩套催化裝置按“一輕二重”的原則調配催化劑配方，1#RFCCU催化劑配方引入改性超穩(wěn)分子篩組分，對催化劑載體進行改性，提高載體的預裂化功能，增加輕質油收率并降生焦，平衡劑上抗釩能力為5000ppm；2#RFCCU催化劑配方增加分子篩的含量和抗V組分，提高重油的裂化能力和催化劑的抗重金屬能力，平衡劑上抗釩能力為8000ppm。2006年5月12日調整配方后的CDC-1(1#RFCCU)、CDC-2(2#RFCCU)催化劑分別進入1#RFCCU和2#RFCCU，隨著改進型催化劑占系統(tǒng)藏量比例的提高，兩套催化裝置原料性質進行相應的調整，1#RFCCU蠟油比例逐漸提高至25~30%，原料性質得到改善，2#RFCCU蠟油比例逐漸降至10?15%。同時對兩套催化裝置生產工藝流程進行優(yōu)化，由于1#RFCCU原料變輕，汽油產品中硫含量、烯烴含量維持在較低的水平，操作上一是停掉了MGD穩(wěn)定汽油回煉工藝，二是將汽油產品由原先全進汽油加氫裝置改為部分進或不進汽油加氫裝置，使汽油辛烷值的損失降至最低，直接調合生產高標號汽油，減少MMT助劑添加量；2#RFCCU加工原料相對較差，汽油仍全部進汽油加氫裝置，降低汽油硫含量和烯烴含量。加工方案實施情況當改進型催化劑CDC-1、CDC-2加入量占兩套催化裝置系統(tǒng)藏量比例50%以上時，兩套催化裝置實施“一輕二重”生產方案。6月20日，2#RFCCU停蠟油進料，采用常壓熱渣油+罐區(qū)冷渣+DMO進料，由于進料性質變重、變差，平衡劑上重金屬含量升高，對生產操作條件進行調整，一是投用終止劑，提高反應深度，多產汽油和液化氣產品，適當增大回煉油回煉；二是增大催化劑加入量，平衡催化劑活性維持63左右，減輕進料性質變差對裝置生產的影響；1#RFCCU蠟油比例提到40%左右，采用常壓熱渣油+蠟油進料，進料性質明顯改善，生產操作條件適當調整，降低操作苛刻度，以求改善產品分布、降低生焦、降低催化劑單耗。生產調整由于從6月5日開始裝置逐步開始加工塔里木原油，而塔里木原油重金屬鐵、鎳、釩含量高，特別是釩含量達到39.1PPm，是中原油釩含量高數(shù)十倍，對催化裝置影響非常明顯。經過技術分析，采取了下列優(yōu)化措施，減輕加工塔里木原油對裝置的影響。1）塔里木原油在罐區(qū)單獨存儲，月?lián)綗捔靠刂圃?萬噸以下，保持均衡低比例摻煉，避免出現(xiàn)短期集中超量摻煉。2）減壓蒸餾裝置、溶劑脫瀝青裝置按以下措施調整生產負荷：①提高減壓拔出率。減壓蒸餾裝置進料量應根據(jù)原油輕重變化、罐區(qū)減渣庫存情況，及時調整，并保持合適的蠟油產量，保證一催化進料中適宜的蠟油比例，降低裝置焦炭和干氣產率，改善產品分布；②提高溶劑脫瀝青裝置的負荷。針對洛陽分公司重油加工能力不足的問題，努力提高溶劑脫瀝青裝置的負荷，充分發(fā)揮溶劑脫瀝青裝置的作用，多產瀝青，實現(xiàn)效益最大化。3）進一步優(yōu)化兩套催化裂化裝置的操作條件：1#RFCCU采取適度降低反應深度、油漿密度控制范圍0.985?1.020g/cm3,油漿產率控制3%左右，保證均勻加入催化劑，平衡劑活性控制在60±2,平衡劑重金屬含量不超過20000ppm，V含量5000ppm以下；2#RFCCU采取適度降低反應溫度和終止劑量，油漿密度控制范圍0.985?1.020g/cm3,油漿產率控制5%左右，催化劑活性控制在63±2,重金屬含量不超過23000ppm，V含量8000Ppm以下。裝置標定為考查兩套催化裂化裝置實施“一輕二重”生產方案運行效果和改進型CDC—1、CDC—2催化劑的使用效果，于2006年9月5日~7日對兩套催化裝置進行了48小時標定。原料性質改進型催化劑CDC-1、CDC-2空白標定（CDC催化劑總結標定）和標定期間，兩套催化裝置總原料油加工比例相對穩(wěn)定，總原料油種類和比例分別約為常壓重油：溶劑脫瀝青油（DMO）:減壓蠟油=59%：19%:22%和常壓重油：溶劑脫瀝青油（DMO）:減壓蠟油=55%:21%:24%。其中1#RFCCU原料油種類和比例為常壓重油：減壓蠟油=68%:32%和常壓重油：減壓蠟油=54%:46%，原料性質變輕；2#RFCCU原料油種類和比例為常壓重油：溶劑脫瀝青油（DMO）:減壓蠟油=49%:39%：12%和常壓重油：溶劑脫瀝青油（DMO）:減壓蠟油=55%:45%:0%，原料性質變重。原料油性質對比見表2。表2原料油性質對比項目常壓渣油溶劑脫瀝青油減壓蠟油空白標定（06.04.28）標定06.09.05空白標定（06.04.28）標定06.09.05空白標定（06.04.28）標定06.09.05密度/g?cm-30.92460.93150.93120.93410.89440.8884餾程/℃HK276278358197178350℃含量/%8.0%6.56.0%16%500℃含量/%91.5%95殘?zhí)?m%6.286.455.435.781.120.13硫含量/%0.850.8050.830.9880.510.416金屬含量/ppmFe24.8012.986.451.92Ni11.4810.486.287.55V8.089.145.625.06從表2中可以看出標定時原料具有殘?zhí)扛?、硫含量高和重金屬含量高等特點。改進型催化劑標定時常壓重油的殘?zhí)亢椭亟饘僦锈C含量分別比空白標定時增加0.17個百分點和1.06ppm。產品分布1#RFCCU、2#RFCCU的產品分布和兩套催化裝置總的產品分布分別見表3-1、表3-2、表3-3，圖1

為1#RFCCU使用CDC-1催化劑前后裝置焦炭、油漿產率統(tǒng)計數(shù)據(jù)變化趨勢。圖2為2#RFCCU使用CDC-2催化劑前后裝置焦炭產率統(tǒng)計數(shù)據(jù)變化趨勢。表3-11#RFCCU的產品分布對比項目空白標定（4月27日18：00--29日18：00）標定（9月5日18：00--7日18：00）標定-空白干氣3.722.08-1.64液化氣13.6912.60-1.09汽油38.5537.14-1.41柴油28.7136.968.25油漿4.341.26-3.08焦炭10.489.45-1.03損失0.500.50輕收67.2674.116.85輕液收80.9586.715.76總和100.00100.00表3-22#]RFCCU的產品分布對比項目空白標定（4月27日18：00--29日18：00）標定（9月5日18：00--7日18：00）標定-空白干氣5.205.900.70液化氣14.7316.361.63汽油37.7737.14-0.63柴油24.3322.64-1.69油漿6.165.83-0.33焦炭11.3211.630.31損失0.500.50輕收62.0959.78-2.31輕液收76.8376.14-0.69總和100.00100.00表3-3兩套彳催化裝置總的產品分布對比項目空白標定（4月27日18：00--29日18：00）標定（9月5日18：00--7日18：00）標定-空白干氣4.443.87-0.57液化氣14.2014.360.17汽油38.1737.14-1.03柴油26.5830.263.68油漿5.223.40-1.83焦炭10.8910.47-0.42損失0.500.50輕收64.7567.402.65輕液收78.9581.762.82總和100.00100.000.00

圖22#RFCCU焦炭產率統(tǒng)計數(shù)據(jù)變化趨勢從表3-1中看出，與空白標定相比，1#RFCCU焦炭、油漿產率分別降低1.03%、3.08%,輕油收率、輕液收分別增加了6.85%、5.76%；從圖1裝置統(tǒng)計數(shù)據(jù)變化趨勢看出，產品分布變化趨勢與標定結果情況基本吻合。從表3-2中看出，與空白標定相比，2#RFCCU焦炭增加了0.31%、油漿產率降低了0.33%，輕油收率、輕液收分別降低了2.31%、0.69%；從圖2裝置統(tǒng)計數(shù)據(jù)變化趨勢看出,產品分布變化趨勢與標定結果情況基本吻合。從表3-2中看出，與空白標定相比，兩套催化裝置總的焦炭、油漿產率分別降低了0.42%、1.83%，總的輕油收率、輕液收分別增加了2.65%、2.82%，達到了預期的效果。催化劑1#RFCCU的催化劑性質、2#RFCCU的催化劑性質與空白標定對比分別見表4-1、表4-2。CDC-1、CDC-2催化劑使用前后裝置單耗變化統(tǒng)計數(shù)據(jù)分別見表4-3、表4-4。表4-11#RFCCU的催化劑性質與空白標定對比項目活性堆比定碳孔體積FeNiV單位%g/ml%mg/gppmppmppm空白標定599360.130.21975787745694標定600.12856674208081標定-空白1-1191-13542387表4-22#RFCCU的催化劑性質與空白標定對比項目活性堆比定碳孔體積FeNiV單位%g/ml%mg/gppmppmppm空白標定669370.060.2775274073942標定629340.03787976726648標定-空白-41272652706表4-31#RFCCU催化劑單耗日期 單耗/kg?t-i使用改進型CDC-1催化劑前TOC\o"1-5"\h\z4月3日-5月13日 1.34使用改進型CDC-1催化劑后5月13日-9月4日 1.25表4-42#RFCCU催化劑單耗日期 單耗/kg?t-i使用改進型CDC-2催化劑前平均4月3日-5月13日 1.32使用改進型CDC-2催化劑后平均5月13日-9月4日 1.441）催化劑單耗從表4-1、表4-3看出，CDC-1催化劑進入系統(tǒng)后，1#RFCCU催化劑單耗降低了0.09kg/t原料。由于提高蠟油進料比例，由30%提高到45%左右，采用常壓渣油+蠟油進料，減輕加工塔里木原油對催化劑消耗影響，對重金屬的污染起到了一定程度的減緩作用，使得催化劑的單耗降低。從表4-2、表4-4看出，CDC-2催化劑進入系統(tǒng)后，2#RFCCU催化劑單耗增加0.12kg/t原料。由于蠟油摻煉比例降低和原油中重金屬含量增加等，造成平衡催化劑受重金屬污染程度增加，催化劑單耗隨之逐步增加。在此情況下，F(xiàn)e+Ni+V含量標定比空白增加了3098ppm,；尤其是V含量，增加2706ppm。2）催化劑活性1#RFCCU催化劑活性基本保持不變，2#RFCCU由于原料變重，重金屬含量增加，因此造成平衡催化劑活性降低，標定時平衡催化劑活性降低了4個單位。但是，裝置產品分布仍較理想，說明CDC-2催化劑具有較強的抗重金屬污染能力和重油裂化能力。生產優(yōu)化1）試用美國Engelhard重油深度轉化降低汽油烯烴催化劑和FCA-100活性助劑裝置標定后，根據(jù)2#RFCCU生焦高，達10%以上，為進一步提高重油裂解能力，降低裝置生焦，9月18日，2#RFCCU試用美國Engelhard重油深度轉化降低汽油烯烴催化劑，從裝置統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，生焦產率降低了0.45個百分點，使用效果已初步得到顯現(xiàn)。由于