延迟焦化过程掺炼催化裂化油浆进料方式的影响

在延迟焦化中型装置上,采用相同的原料,在焦炭塔塔顶操作压力、加热炉注汽量、循环比等工艺条件基本相同的情况下,对催化裂化油浆直接掺炼到减压渣油中(常规工艺)与催化裂化油浆和减压渣油分别加热后再混合(新工艺)两种进料方式进行试验研究,对两种进料方式下的产品分布及产品性质进行对比。结果表明:与常规工艺相比,新工艺可提高焦炭塔内重油的反应深度,具有提高液体产品收率及降低焦炭产率的技术优势;采用新工艺时气体产率增加了0.16百分点,汽油馏分和柴油馏分收率分别增加了0.23和0.56百分点,焦化蜡油收率降低了0.35百分点,焦炭产率降低了0.64百分点,从而使轻油收率增加了0.79百分点,液体产品收率增加了0.44百分点;在产品性质方面,气体、汽油馏分、柴油馏分和焦炭的性质变化不大,而焦化蜡油的性质则有所改善。     

延迟焦化装置运行分析与优化对策

某炼油厂0.5 Mt/a延迟焦化装置在原料深拔和掺炼催化裂化(FCC)油浆后,出现液体收率下降、运行周期缩短、液态烃产品焦粉携带等一系列问题,影响了长周期运行及经济效益。针对上述问题,优化了工艺条件、采用供氢体循环油、FCC油浆脱固等多种应对措施。中试结果表明:焦化轻蜡油作为供氢体时,装置液体收率提高3.21百分点,焦炭产率降低2.95百分点,是良好的供氢体;进一步研究表明反式十氢萘较顺式十氢萘更易发生供氢反应;应用某型油浆脱固剂后,FCC油浆固体脱除率达到98.04%。采取措施后,装置液体收率、长周期运行、液态烃产品质量均出现不同程度改善,实现了综合效益提升。     

延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆适应性中试研究

为避免焦化装置直接掺炼催化裂化油浆(催化油浆)对加热炉管寿命的影响,拟采取对催化油浆单独加热,再与原焦化装置热料混合后进焦炭塔成焦的技术路线。在延迟焦化中试装置上,以延迟焦化工业装置和增设油浆加热炉的工艺条件为基础,开展了以减压渣油(减渣)为主的焦化原料中掺炼部分催化油浆的焦化中试研究,考察了油浆掺炼对焦化产物质量和收率的影响,并考察了当以全部催化油浆为原料时,油浆加热炉出口温度和注汽量对油浆炉管结焦的影响。结果表明:当掺炼6.0%(质量分数)的催化油浆时,除焦化蜡油的芳烃含量增加较为明显外,对焦化产物的质量和收率影响较小;以催化油浆为原料与以减渣为主的焦化原料相比,焦化汽油和焦化柴油收率分别降低了10.46,19.07百分点,焦化气体、焦化蜡油和焦炭收率分别增加了3.04,6.94,19.50百分点;增大注汽量和降低加热炉出口温度可显著减缓炉管结焦趋势。     

提高液体收率的上进料延迟焦化新工艺

基于抑制延迟焦化中间产物二次反应的原理,提出了具有上进上出反应器型式的延迟焦化新工艺。中型试验结果表明,与常规的延迟焦化工艺相比,上进料延迟焦化工艺得到的液体产品收率增加2.65个百分点,焦炭及气体产率分别下降2.01和0.85百分点,焦化蜡油质量得到明显改善;采用可灵活调节循环比的延迟焦化工艺加工常规减压渣油,可使液体产品收率提高2百分点以上,从而获取更好的经济效益。     

高苛刻度延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的工业实践

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的问题,采用重油微型热反应装置,研究了催化裂化油浆的热反应特性。结果表明：尽管催化裂化油浆的残炭低于减压渣油,但在相同反应条件下,油浆的焦炭产率和气体产率均高于减压渣油;反应时间由2 h延长到4 h后,减压渣油的产品分布变化很小,而催化裂化油浆的焦炭产率降低了3.07百分点,表明催化裂化油浆热反应需要更多的热量和更高的反应苛刻度。通过工业装置焦化炉改造,进行了高苛刻度掺炼催化裂化油浆的工业实践。改造后在掺炼油浆条件下,焦化炉出口转化率由8%提高至12%,装置石油焦收率下降了1.1百分点,石油焦的挥发分质量分数降低了2.1百分点,表明原料的热转化程度有所提高,高苛刻度条件有利于油浆的深度转化。     

比大循环比操作更有效的降低蜡油收率的延迟焦化技术

提出了有别于大循环比操作方式且更有效的降低蜡油收率的延迟焦化技术：在现有延迟焦化装置的基础上，增加焦化蜡油补人原料系统的设施，改变普通延迟焦化操作方式，在一个焦炭塔操作周期的后期一段时间内，通过切换焦化蜡油为装置进料，提高加热炉出口温度10～20℃，实现焦化蜡油深度热裂化，提高其单程转化率。该方法与循环比为0．8的普通延迟焦化操作相比，焦化蜡油收率下降到2．89％，焦化汽油收率增加了2．8个百分点，焦化柴油收率增加了4．7个百分点，焦炭加富气收率下降了2．46个百分点，焦炭的挥发分下降了1．49个百分点，综合能耗降低了82MJ／t。     

延迟焦化装置加工催化裂化油浆的新技术及其工业应用

开发了一种催化裂化油浆（简称催化油浆）单独加热、炉后混炼新技术,并在中海油惠州石化4.20Mt/a延迟焦化装置上工业应用。该技术设置一台单独的加热炉用来加热催化油浆,可有效避免油浆对焦化装置产生不利影响。采取针对性特殊设计后,油浆加工系统可以实现长周期运行。应用该技术加工催化油浆后,焦化蜡油收率增大0.98百分点,焦炭收率增大2.10百分点,汽柴油收率减小3.09百分点;焦化产品中干气、液化气、汽油和柴油性质变化不大,焦化蜡油变重,焦炭灰分升高,但不影响下游装置运行和产品外售。应用该技术加工催化油浆,相比于将油浆作为燃料油外售,每年可增加效益10120万元。该技术具有较高的操作灵活性,可根据需求掺炼其他物料,也可提高加热炉的出口温度、加大焦炭塔内渣油反应深度,从而获取更高的经济效益。     

延迟焦化外甩循环油降低循环比的可行性分析

中国石油独山子石化分公司炼油厂延迟焦化装置在目前加热炉出口温度、焦炭塔操作压力和分馏塔蒸发段温度一定的条件下,采取外甩部分循环油出装置的手段降低循环油的循环比。结果表明,将循环比从0.4降低至0.13,延迟焦化装置蜡油收率上升9.44百分点,柴油收率下降3.37百分点,汽油收率下降2.38百分点,总液体收率提高2.96百分点,焦炭产率下降1.98百分点,能耗降低221.95 MJ/t。     

延迟焦化高比例掺炼催化裂化油浆的优化控制

为进一步发挥延迟焦化装置加工催化裂化油浆(催化油浆)产生的经济效益优势,从催化油浆的性质入手,实施两个阶段性试验:从正常掺炼量6%(质量分数,下同)逐步提高至15%,摸索提高焦炭塔压力,提高加热炉出口温度及装置循环比等关键参数,观察催化油浆中芳烃的转化情况,进一步分析明确影响焦化蜡油中芳烃含量的主要因素。同时,对高比例掺炼催化油浆后延迟焦化装置的产品分布、蜡油质量、能耗以及对除焦取料设备的影响等情况进行了分析。结果表明:汽油收率上升3.0百分点,柴油收率下降1.4百分点,蜡油收率下降5.8百分点,焦炭收率上升3.6百分点,油浆芳烃转化率约6.88%,装置能耗上升30.99 MJ/t。     

掺炼FCC油浆对延迟焦化装置的影响

分析了延迟焦化装置掺炼FCC油浆对装置工艺操作条件、焦化产品分布及质量的影响,对延迟焦化装置掺炼FCC油浆存在的问题进行了分析。结果表明:掺炼FCC油浆后,产品液体收率降低了1.8%,焦炭产率增加了2.0%,而且产品质量变差,炉管结焦趋势增加,分馏塔底过滤器焦粉沉积严重,装置能耗增加。为减小影响,应该做到以下几点:经延迟焦化加工之前,FCC油浆应过滤处理和有足够的沉降时间,使其催化剂粉末含量降到最低;为保证装置长周期运行,掺炼FCC油浆的比例应尽可能低;加强巡检,定期清洗和检测设备。     

减粘-焦化联合工艺的工业应用

茂名石油化工公司炼油厂采用减粘-焦化联合工艺,把减压渣油经减粘裂化后用作延迟焦化原料,有效地改善了焦化装置的操作条件,联合工艺与减压渣油直接进延迟焦化相比,轻油收率提高2.30个百分点,焦炭产率降低3.36个百分点。     

减压渣油掺炼煤焦油的共焦化性能研究

在延迟焦化实验室装置上,考察了减压渣油掺炼煤焦油的焦化性能。结果表明,在500℃下反应4 h,掺炼30%(占混合原料的质量分数)煤焦油的混合原料其总液体收率较仅以减压渣油为原料时提高5.53个百分点,柴油、蜡油馏分收率分别提高2.31,2.58个百分点,同时焦化汽油及柴油的硫、氮含量降低。热重分析表明,减压渣油和煤焦油的共热解存在一定的协同作用,掺炼煤焦油能够促进渣油的热裂解。     

加氢裂化尾油作为供氢剂对焦化产品分布的影响

对中海炼化惠州炼化分公司加氢裂化尾油和减压渣油进行了供氢、夺型氢能力测定,以加氢裂化尾油为供氢剂,以10%的比例加入到减压渣油中,进行延迟焦化实验室试验以及中型试验。结果表明,在反应温度为500℃、反应压力为0.15 MPa的条件下,分别以减压渣油和加入10%供氢剂的减压渣油为原料进行延迟焦化反应,与减压渣油原料相比,减压渣油中加入10%供氢剂后,粗汽油、粗柴油以及蜡油收率提高4.2百分点,焦炭收率降低3.1百分点,气体收率降低1.1百分点。     

利用添加剂提高延迟焦化液体产品收率的研究

通过实验室小型焦化评价装置考察了金属化合物、富芳组分和自由基生成剂等3种添加剂对延迟焦化液体产品分布的影响，发现不同添加剂对提高液体产品收率的效果和机理不同，其中富芳组分催化裂化油浆在掺兑量（w）小于10%时对焦化原料反应产物分布影响不大，掺10%时液体产率略增；自由基生成剂四氢萘添加后抑焦效果明显，焦炭产率降低1.32百分点，液体产品收率提高5.21百分点,但其成本高,不宜推广应用；综合考虑，具有应用前景的是金属化合物添加剂，液体收率可提高1.2百分点。     

FCC油浆组成结构特征对延迟焦化及后续加工的影响

从重油催化裂化外甩油浆性质、组成结构特征入手,借助热转化反应特性理论和经验公式,计算出重油FCC油浆经延迟焦化加工的焦炭收率达到40%以上。对比工业生产中延迟焦化装置掺炼FCC油浆前后产品收率,模拟出FCC油浆经焦化加工的产品分布,验证了此前计算的理论焦炭收率,核算出加工效益。就焦化装置和当前国家燃料油消费税政策而言,FCC油浆加工比作为商品外销经济效益好。但焦化装置掺炼油浆对重油催化裂化装置产品分布有不良影响,催化装置效益明显下降。综合焦化、催化两套装置的整体效益看,加工油浆是没有效益的。延迟焦化掺炼FCC油浆对产品质量、设备运行也造成一定的影响。     

掺炼脱氮焦化蜡油对催化裂化反应性能的影响

在焦化蜡油中加入WLDN-5脱氮剂,采用络合脱氮—白土精制工艺,可制备碱性氮化物含量较低的焦化蜡油。在某公司1.80 Mt/a重油催化裂化装置进行掺炼脱氮前后焦化蜡油对催化裂化反应性能的影响工业应用试验,结果表明,掺炼脱氮焦化蜡油后,降低原料油中氮含量使催化剂保持较高活性和减少催化剂生焦,在较低的反应温度下,改善产品分布,轻油收率增加0.86个百分点,总液体收率增加2.03个百分点,液化气和汽油收率分别增加1.17,0.94个百分点,干气、油浆和焦炭收率相应减少0.37,1.25,0.41个百分点,催化剂单耗降低0.05 kg/t。     

延迟焦化装置供氢体循环技术的应用

中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司1.2 Mt/a延迟焦化装置经过技术改造,增设了渣油换热器并将蜡油并入渣油系统跨线流程,将350℃热蜡油经调节阀补入加热炉进料油中,实现了供氢体循环技术改造。改造后,分馏塔底部温度可提高25℃,装置液体收率提高1.14百分点,焦炭收率降低0.54百分点,石油焦挥发分质量分数降低0.40百分点,有效地改善了装置产品分布,同时加热炉负荷降低、热效率提高0.35百分点,燃料气耗量减少200 kg/h,在保证装置长周期运行的同时,提高了经济效益。     

降低焦炭塔操作压力对焦化过程的影响

考察了降低焦炭塔操作压力对延迟焦化过程的影响。中试结果表明：在炉出口温度、注汽量、循环比等操作条件基本一致的情况下,当焦炭塔的操作压力由0.195MPa降低到0.115MPa时,气体和焦炭的产率降低,液体产品收率提高且表现在焦化蜡油收率的提高上,二者分别提高了2.03百分点和4.64百分点;随着操作压力的降低,焦化汽油和焦化柴油的性质基本一致,但焦化蜡油性质变差,主要表现在密度、残炭、沥青质、氮含量及金属等均有所升高,95%馏出温度提高14℃;石油焦的挥发分呈降低趋势。     

炉管注汽对延迟焦化产品影响研究

研究了注汽量对延迟焦化产品分布和性质的影响。中试结果表明:在炉出口温度、焦炭塔顶压力、循环比等操作条件基本相同的情况下,当焦化加热炉的注汽量由1.97%分别提高到3.05%,4.03%,6.02%时,气体和焦炭的产率降低,液体产品的产率提高(表现在焦化蜡油产率的提高上),液体产品产率分别提高了0.68,1.39,2.23百分点,焦化蜡油产率分别提高了0.93,2.31,3.80百分点。随着注汽量的提高,焦化汽油和焦化柴油的性质基本不变,但焦化蜡油性质变差一些,主要表现在密度、残炭、沥青质、氮含量及金属含量等均有所升高,95%馏出温度分别提高了7.1,14.1,28.4℃;而石油焦的硫含量有所增加,挥发分呈降低趋势。     

循环比对塔河常压渣油延迟焦化工艺过程的影响

以塔河常压渣油为原料,在中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心开发的在线循环延迟焦化中型试验装置上考察了循环比对其产品分布和产品性质的影响。结果表明:当循环比由0.92降低到0.39时,气体和焦炭的产率分别降低了1.71和2.57百分点,而液体产品的收率则增加了4.17百分点,液体产品收率的增加主要表现在焦化蜡油收率增加了8.97百分点;降低循环比后焦化蜡油的性质变差,密度(20℃)由918.0 kg/cm~3上升到938.3 kg/cm~3,残炭由0.03%增加到0.25%,95%馏出温度由390℃提高到463℃,尽管这会增加其加氢精制的难度,但仍可作为加氢处理工艺的掺兑原料。