CRC 技術在大港石化公司催化裂化裝置的工業應用

張愛紅，張兆濤，馬從照

（中國石油大港石化分公司，天津大港 300280）

大港石化公司140 萬噸/年重油催化裂化裝置由中國石化工程建設公司設計，1996 年12 月建成投產，采用兩段再生工藝，主要加工大港原油的減壓蠟油、減壓渣油和焦化蠟油。為進一步提高液收、降低裝置能耗，實現反應溫度和劑油比的靈活調節，2012 年6 月采用洛陽維達石化工程有限公司開發、設計的冷再生催化劑循環（CRC）專利技術對裝置進行改造。

1 CRC 技術原理及改造內容

采用冷再生劑循環催化裂化技術（CRC—FCC）在再生催化劑循環線路上增加冷卻器降低再生催化劑的溫度，實現“低溫接觸、大劑油比、高催化劑活性”的反應要求，同時為噻吩硫化物向H2S 轉移的氫轉移反應提供更有利的條件[1]，達到改善產品分布，提高總液收，改善汽油產品質量，降低裝置能耗，從而提高裝置經濟效益的目的。

改造主要內容包括將原脫氣罐拆除、在原脫氣罐位置新增一臺CRC 再生劑冷卻器；拆除原一中原料換熱器，新增2 臺原料蒸汽換熱器。

2 原料油性質及操作條件

2.1 原料油性質

改造標定期間原料油性質（見表1）。由表1 看出，與空白標定相比，原料2 %回收溫度由332 ℃增至361 ℃；原料族組成有所變化，飽和份、瀝青質含量降低，芳香份、膠質含量增加。但原料的主要性質：殘炭、密度、重金屬、硫含量基本相同。

2.2 主要操作條件

裝置空白標定期間由于半再生滑閥漏量，為保證正常的催化劑循環，采取“高反應溫度、低催化劑活性”方案來控制合適的反應深度。CRC 標定期間主要按照CRC 設計條件，并兼顧汽油辛烷值的方案進行生產。由表2 可以看出，改造標定期間操作條件與設計條件基本相符。

表2 主要操作條件

3 標定結果及討論

3.1 產品分布

與空白標定相比,采用CRC 改造后,汽油收率增加6.62%，柴油收率降低6.31%，液化氣收率增加1.68%，干氣收率降低1.07 %，油漿收率降低0.93 %，生焦率基本持平，輕油收率增加0.31 %，總液收增加1.99 %，兩次標定產品分布數據（見表3）。

表3 產品分布

實施CRC 改造后，再生催化劑冷后溫度降低32 ℃，劑油比增加0.91，實現了“低溫接觸、大劑油比、高催化劑活性”的反應要求，有效的促進了遵照正碳離子機理進行的催化裂化反應，抑制了熱裂化反應[2]。干氣產率明顯降低，總液收顯著增加，達到了改善產品分布的目標。

與空白標定相比，CRC 改造后劑油比提高，劑油比焦增加；而反應溫度降低，催化焦降低。兩種因素綜合來看，裝置生焦基本持平。

3.2 產品性質

3.2.1 汽油性質 改造后穩定汽油族組成發生變化：飽和烴含量增加2.76 %，烯烴含量降低8.72 %，芳烴含量增加5.96 %，穩定汽油總硫含量降低27 mg/L。這是因為改造后劑油比增加，相對增加了催化劑活性中心，有利于氫轉移、芳構化反應的結果。

改造后汽油辛烷值（RON）下降0.7 個單位。主要是由于改造后原料性質、汽油切割點的影響。

原料性質影響：改造后催化原料中缺少了3 %的減一線餾分，原料初餾點大幅提高，族組成發生變化，原料性質的變化對汽油辛烷值造成影響。試驗證明，原料中摻入減一線餾分比例為1.23 %時，在相同反應條件下，辛烷值增加約0.5 個單位。按此影響比例，由于原料性質變化影響辛烷值降低約1 個單位。

汽油餾程影響：改造后標定期間汽油干點提高了22.9 ℃，由于高辛烷值的低碳烯烴存在于沸點較低的汽油餾分中，而干點提高，汽油芳烴含量增加，綜合看，汽油干點提高辛烷值下降。本公司化驗分析數據表明，汽油餾程影響辛烷值降低約0.2 個單位。

去除以上影響因素，CRC 改造后催化汽油辛烷值增加0.5 個單位。

表4 穩定汽油性質數據

3.2.2 柴油性質 柴油性質數據（見表5）。由表可知，與空白數據相比，改造標定時混合柴油十六烷值增加1.6 個單位，密度、初餾點、凝點上升，95 %點稍有下降，這是改造標定期間改變汽柴油切割點，柴油初餾點升高的影響。柴油主要性質未發生大的變化。

表5 柴油性質數據

3.2.3 液化氣組成 由表6 可以看出，穩定液化氣中丙烯含量由35.91 %增加至38.11 %，增加2.2 %。主要因為液化氣產品中除催化自產液化氣外，還包括不含丙烯的重整以及加氫裂化裝置的液化氣，排除外來液化氣因素的影響后，兩次標定期間催化液化氣中的丙烯含量無明顯變化。

表6 液化氣性質數據

3.2.4 干氣組成 干氣組成數據（見表7）。由表7 可知，干氣中H2含量明顯增加。主要原因是“低溫、大劑油比”促進了催化裂化反應中芳構化和氫轉移反應[3]，芳構化反應脫氫遠大于烯烴飽和的氫轉移耗氫數量，干氣中H2含量大幅增加。

表7 干氣分析數據

3.3 能耗分析

CRC 技術的特點是強化正碳離子反應，增強了氫轉移、異構化等放熱反應，在保持同樣的轉化率情況下反應需熱有所降低，因此再生總取熱會增加。

兩次標定能耗變化數據（見表8）。裝置進行CRC改造后，總蒸汽及除氧水能耗降低7.03 kgEO/t 原料，燒焦能耗基本持平，裝置總能耗降低6.73 kgEO/t 原料，節能效果顯著。

4 CRC 改造后的經濟效益分析

相關原料和產品的價格（見表9）。

從表10 可以看出，按催化裝置加工能力140 萬噸/年估算，進行CRC 改造后當年產生的效益為7 422萬元。

表8 裝置總能耗對比

表9 相關原料及產品價格

表10 CRC 改造經濟效益計算表

5 結論

從裝置的標定結果及運行情況看，催化裂化裝置實施CRC 技術改造后，裝置運行正常，操作平穩，調節靈活；增強了正碳離子反應，降低了熱裂化反應，反應溫度和劑油比可靈活調節。產品分布得到優化，產品質量明顯改善，能耗大幅降低，經濟效益可觀。表明大港石化CRC 技術的工業應用取得成功。

［1］ 趙博藝，楊朝合，山紅紅，等.溫度和劑油比對汽油催化裂化脫硫的影響［J］.催化學報，2001，11（6）：595-596.

［2］ 陳俊武.催化裂化工藝與工程［M］.北京：中國石化出版社，2005：131-137.

［3］ 王虎，王東明，田愛珍，等.催化裂化汽油芳構化影響因素研究［J］.石化工業應用，2009，28（4）:16-19.