提高100×104 t/a催化裂化装置油收率的研究
Outline:
杜海胜1
,
杜志文2
,
武建平1
,
王平1
1. 中国神华鄂尔多斯煤制油分公司;
2. 陕西延长石油(集团)有限责任公司延安炼油厂
收稿日期：2011-09-29；修回日期：2011-11-28
作者简介：杜海胜(1985-)，男，硕士，2010年7月毕业于西北大学化学工艺专业，助理工程师，研究方向为石油化工过程及开发，主要从事煤直接液化技术研究，已发表论文6篇。地址：(017209)内蒙古鄂尔多斯伊金霍洛旗上湾神华鄂尔多斯煤制油分公司。E-mail：
ydhaisheng@163.com.
摘要：针对某厂100×104 t/a催化裂化装置在负荷较高时总液收率低的问题，通过优化平衡催化剂活性、原料油预热温度、反应温度以及二再密相温度等参数，研究了进料负荷在3200 t/d时各参数对总液收率的影响。研究结果表明, 平衡催化剂活性为61、原料油预热温度为195 ℃、反应温度为495 ℃±2 ℃, 以及二再密相温度为665 ℃±5 ℃时，产品液体总收率达到88.9%，比优化前提高了2.6%，其效果明显，使企业的经济效益和社会效益得到了明显提高。
关键词：催化裂化 负荷 油收率 参数优化
Research on increasing the oil yield of 1000×103 t/a FCC unit
Outline:
Du Haisheng1
,
Du Zhiwen2
,
Wu Jianping1
, et al
1. China Shenhua Coal to Liquefaction Branch Company, Erdos 017209, Inner Mongolia;
2. Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co. Ltd, Yan'an Refinery, Yanan 727400, Shannxi, China
Abstract: Aiming at the problem that the oil yield of 1000×103 t/a FCC unit is lower when the load is high, by optimizing balance catalyst activity, preheating temperature of feed oil, reaction temperature and second regeneration dense phase temperature, the effect of these parameters on the total oil yield was researched when the feed load was 3200 t/d. The results show that when the balance catalyst activity is 61, the feed preheating temperature is 195 ℃, the reaction temperature is (495±2) ℃ and the second regeneration dense phase temperature is (665±5)℃, the total oil yield reaches 88.9%, over 2.6% than non-optimum one.
Key words:
FCC load oil yield parameter optimization
石油资源日趋枯竭，其炼油技术中的催化裂化技术的应用是保证油品质量的关键[1-2]。我国经济的快速发展对汽油和柴油的需求量每年都以极快的速度增长。在石油炼制中，加大装置处理能力提高汽油和柴油的产量显得极为重要[3-4]。目前某厂100×104 t/a催化裂化装置在进料负荷较低时，收率相对较高；但当进料负荷增大时，产品液体总收率开始降低，是目前制约本装置高负荷运行的瓶颈。为了装置在较高负荷下运行时也能保持较高的液体油收率，进而生产更多的油品，特展开本项研究。
1 装置概况
该催化裂化装置起初按80×104 t/a设计，2003年改造为100×104 t/a(北京设计院设计)，以混合原油的常压渣油为原料，产品有汽油、柴油、液化气及油浆。采用提升管催化裂化、两段再生新工艺，配置烟气轮机、外取热器、一氧化碳余热锅炉等能量回收设施。该装置于1998年12月建成投产，运行平稳，生产方案以多产高辛烷值汽油为主，兼顾柴油和液化气，并保留了重柴油线，增加了操作的灵活性。
2 原料及主要设备操作参数
2.1 原料油性质
本装置的原料油为延安混合原油的常压渣油，其性质见表 1。
表 1
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表 1 原料油常压渣油性质
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2.2 催化剂性质
采用LRO—58BC新鲜剂，其性质见表 2。
表 2
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表 2 催化剂性质
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2.3 主要设备操作参数
装置主要设备操作参数见表 3。
表 3
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表 3 主要设备操作参数
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3 进料量与各产品收率及分析
近期不同进料量与各产品收率情况见表 4，进料量与总液收率关系如图 1所示。从图 1可知，总液收率随着进料量的增加而降低。当进料量达到3100 t/d以上时，收率更低。
表 4
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表 4 近期进料量与各产品收率
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4 操作参数优化
针对负荷高时总液收率低的问题，对新鲜催化剂的添加量、操作温度等参数进行了优化。优化前各操作参数为：平衡催化剂活性58，原料预热温度200 ℃，反应温度493 ℃±2 ℃，二再密相温度675 ℃±5 ℃。以下研究以进料负荷3200 t/h为基准。
4.1 平衡催化剂活性对总液收率的影响
平衡催化剂活性对总液收率的影响结果见表 5，影响关系如图 2所示。
表 5
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表 5 平衡催化剂活性对总液收率的影响
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从图 2中看出，在装置进料负荷提高的同时，随着平衡催化剂活性的增大，液体总收率在提高。当平衡催化剂活性在61以上时，增加不太明显，这是由于提高催化剂的活性，可以提高原料油的转化率。
4.2 原料预热温度对总液收率的影响
在装置负荷3200 t/h，催化剂活性61时，对原料预热温度作调整，结果见表 6，影响见图 3。从图 3可以看出，随着原料预热温度的降低，总液收率先增大后降低。当原料预热温度在195 ℃时，总液收率最高。这是由于原料预热温度降低，提高了剂油比，这样就相对增加了单位原料接触的催化剂活性中心数，从而可提高反应速率和转化率。但是当原料预热温度继续降低时，原料油的粘度会增加，带来雾化效果变差、生焦率增加、装置结焦倾向增加等诸多的负面影响，从而导致液体收率下降。
表 6
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表 6 原料预热温度对总液收率的影响
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4.3 反应温度对总液收率的影响
在装置负荷为3200 t/h，催化剂活性在61，原料预热温度在195 ℃时，反应温度对总液收率的影响见表 7，影响关系如图 4所示。可以看出，随着反应温度的增加，总液收率先增大后降低。当反应温度在495 ℃±2 ℃时较为合适。这是由于进料负荷增大时反应的停留时间减小，适当增大反应的温度会使原料反应速率增大，反应更加充分；其次，进料量增大时，分馏塔、回炼油罐液位会上涨，增大反应温度会使其维持原有液位，液体拔出率增大，从而提高了总液收率。但是当反应温度继续增大时，会增加气体产品的收率，从而降低液体产品的收率。
表 7
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表 7 反应温度对总液收率的影响
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4.4 二再密相温度对总液收率的影响
在装置负荷为3200 t/h，催化剂活性61，原料预热温度195 ℃，反应温度495 ℃±2 ℃时，二再密相温度对总液收率的影响见表 8，影响关系见图 5。
表 8
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表 8 二再密相温度对总液收率的影响
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图 5表明，随二再密相温度增加，总液收率先增大后降低。二再密相温度在665 ℃±5 ℃时较为合适。这是由于采用两器再生装置，再生催化剂含碳容易满足要求，宜采用稍低的再生温度，从而减轻催化剂失活和提高剂油比。再生温度过高时，导致催化剂失活加快、剂油比减小，反应条件难于优化；过低时，会降低烧焦的速率，使得催化剂含碳增大。
5 结论
(1) 针对某厂100×104 t/a催化裂化装置在负荷较高时，总液收率低的问题，通过优化平衡催化剂活性、原料油预热温度、反应温度以及二再密相温度等参数，研究了较高进料负荷3200 t/d时，各参数对总液收率的影响。
(2) 研究表明：平衡催化剂活性为61、原料油预热温度为195 ℃、反应温度为495 ℃±2 ℃以及二再密相温度为665 ℃±5 ℃时，产品液体总收率达到88.9%，比优化前提高了2.6%，其效果明显。
(3) 通过本项研究，很好地解决了该厂关于负荷高时油收率低的难题，进而使企业的经济效益和社会效益得到明显提高。
2012, Vol. 41